Analyse 3D et Discrète des Micro-Mécanismes de Déformations dans les Suspensions Fortement Concentrées en Fibres – ANAFIB

Dans ce projet, on cherche à améliorer la compréhension de mécanismes de déformation locaux dans les suspensions polymère très concentrées en fibres courtes. L'objectif général est de mieux appréhender les écoulements des matériaux composites à fibres courtes au cours de leur mise en forme, en liaison avec leur microstructure fibreuse évolutive. Pour cela, une méthode "discrète" d'analyse d'images 3D quantitative est proposée pour caractériser et suivre les réseaux de fibres enchevêtrées de ces suspensions au cours de leur écoulement. La méthode est qualifiée de discrète car les fibres seront perçues comme des poutres flexibles en contact les unes entre elles. Pour y parvenir, des suspension fibreuses modèles à microstructures contrôlées seront élaborées, puis déformés dans un micro-rhéomètre permettant l'observation in situ des microstructures fibreuses par microtomographie à rayon X. En parallèle, des algorithmes d'analyses d'images 3D seront développés pour caractériser les microstructures discrètes constituées par l'assemblage enchevêtrés de fibres. D'autres algorithmes seront aussi développés pour alors suivre les évolutions de ces assemblage discrets, en constituant ainsi un système de mesure de champs cinématiques discrets. Ces algorithmes seront dans un premier temps testés par des benchmarks numériques réalisés à partir d'un code de calcul par éléments discrets. Ils seront ensuite utilisés pour analyser quantitativement les clichés 3D obtenus sur les suspensions modèles déformées dans le micro-rhéomètre.