– MAFESMA

1- Contexte scientifique et objectifs du projet Les matériaux sont constitués de matière et de fonction. Cette définition d'Ashby se vérifie chaque jour davantage. Pour satisfaire les attentes croissantes en produits innovants et exploiter les perspectives offertes par les micro et nano systèmes, il est nécessaire de posséder une connaissance précise des couplages multiphysiques à l'œuvre dans les matériaux. Ces couplages entre propriétés électriques, magnétiques, thermiques et mécaniques sont à l'origine de comportements tout à fait remarquables permettant de concevoir des applications originales utilisant ces matériaux multifonctionnels. Le concept de matériaux et systèmes intelligents fait l'objet d'une attention croissante et le nombre de travaux présentés sur ce sujet dans les conférences internationales est en forte augmentation. Les alliages à mémoire de forme (AMF) appartiennent à cette nouvelle classe de matériaux. Les AMF ont trouvés des applications spécifiques dans de nombreux secteurs industriels, mais la conception de dispositifs utilisant les AMF diffère fortement de celle avec des matériaux plus traditionnels. En premier lieu, les propriétés physiques et mécaniques évoluent fortement pendant la transformation martensitique, transformation qui est à l'origine des comportements observés dans les AMF. Deuxièmement, les propriétés fonctionnelles des AMF sont très sensibles à la composition chimique et aux traitements thermomécaniques. Troisièmement, les AMF présentent des comportements fortement non linéaire, dépendant de la température et avec hystérésis. En conclusion, la conception de dispositif AMF nécessite (i) une très bonne connaissance du comportement des AMF, (ii) un fort niveau de collaboration avec les élaborateurs, (iii) le développement d'outils de modélisation spécifique. 2- Description du projet, méthodologie Dans l'objectif de combler l'écart existant entre d'une part l'expertise acquise par les équipes européennes dans le domaine des AMF et d'autre part la nécessité de disposer d'outils de conception, de développement et de contrôle pour les structures actionnées par des AMF, un projet Européen, le projet MAFESMA a été retenu en 2005 dans le cadre du programme S3T Eurocode. Le projet MAFESMA (Material Algorithms Finite Elements Shape Memory Actuators) rassemble huit partenaires originaires de quatre pays (Belgique, Finlande, République Tchèque, France). Ce projet interdisciplinaire (science des matériaux, mécanique, applications industrielles) vise à développer des modèles et outils numériques adaptés à la prédiction du comportement, à court et long terme, de structures adaptatives à base d'AMF. Les principales actions de ce projet sont : 1. Détermination expérimentale de l'influence de la mise en forme et de la mise en œuvre sur le comportement des AMF. 2. Développement d'outils de modélisation pour les activateurs en AMF et les structures composites hybrides. 3. Développement de modèle de contrôle pour les activateurs AMF 4. Modélisation du comportement à long terme des activateurs en AMF L'originalité de ce projet est de considérer le problème d'un point de vue multiéchelle, à la fois du point de vue expérimental (sur éprouvette, sur structure, chargement multiaxial, diffraction de neutron) et du pont de vue modélisation (approches statistiques, phénoménologique, micromécaniques). La validation expérimentale et développement de modèle seront réalisés de façon intégrée. Les équipes françaises impliqués dans ce projet y jouent un rôle capitale de part leur expertise reconnue dans le domaine de la modélisation et de l'expérimentation. Malheureusement, dans la politique du programme S3T Eurocode, les financements nécessaires à chaque groupe doivent être accordés par des organismes nationaux et contrairement aux équipes des autres pays qui ont reçu le soutien de leur agence respectives, les équipes françaises n'ont pas été financées en dépit de l'évaluation extrêmement positive de leur implicat