Etudes Expérimentales, Théoriques et Numériques de la Rupture des Matériaux Céramiques par Choc Thermique – T-shock

Grâce à leurs propriétés extraordinaires à haute température et dans les environnements corrosifs et érosifs, les matériaux céramiques trouvent de plus en plus d’applications dans les industries et aussi dans beaucoup d’autres domaines. Cependant, à cause de leur fragilité intrinsèque, les matériaux céramiques manifestent une résistance faible à la rupture sous conditions thermiques qui génèrent des contraintes thermiques. Par conséquent, dans le but de fiabiliser les conceptions d’ingénierie ou de maîtriser le développement des nouveaux matériaux céramiques, il est important que les mécanismes de la rupture sous contraintes thermiques soient bien compris.

La dégradation des matériaux céramiques par choc thermique peut être montré par un essai de trempage. On peut observer clairement que la résistance résiduelle du matériau diminue considérablement après la trempe dès que une température critique est atteinte. Il est communément accepté que la naissance des macro-fissures soit la cause principale de la diminution de la résistance résiduelle.

Les matériaux céramiques sont développés pour satisfaire un large besoin industriel et d’ingénierie. Bien que considérables progrès aient été réalisés dans l’élaboration des céramiques à haute performance, les recherches sur l’évaluation et la simulation de la rupture dans les céramiques semblent de stagner, en particulier dans le cas du choc thermique. En fait, les ingénieurs et les scientifiques ont souvent besoin d’une description détaillée et précise de l’initiation et de la propagation des macro-fissures par choc thermique. Les outils théoriques et numériques conventionnels ne peuvent satisfaire pleinement à cette exigence. Le développement des méthodologies nouvelles est alors nécessaire.

Dans ce projet, nous nous proposons à établir des modèles d’endommagement afin de traiter la rupture dans les matériaux céramiques par choc thermique sur la base d’une analyse multi-échelle puis à implémenter ces modèles dans un code éléments finis.

Pour ce faire, nous allons combiner les compétences de tous les partenaires participant à ce projet, soient :
- La puissante capacité expérimentale des partenaires chinois, en expérience et en équipement ;
- L’expérience longue des partenaires chinois et français dans la modélisation à multi-échelle ;
- La position leader des partenaires français dans l’analyse de l’endommagement et de la rupture et aussi dans la simulation numérique correspondante.

Tous ces éléments garantissent la formation d’une équipe de recherche éminente et la qualité de recherche à haut niveau.