Cavitation sous choc laser dans les matrices poreuses – Cachmap

Les applications liées au blindage ont connu un engouement ces dernières années. En effet, les conflits impliquant les forces armées prennent des formes asymétriques sous l’aspect de guérillas. Les grandes nations, armées de véhicules blindés et d’aéronefs, combattent des insurgés aux armes légères. Les munitions de ces armes légères ont évoluées au point de pouvoir percer les blindages de véhicules blindés léger et d’aéronefs. D’un autre côté, ces véhicules et aéronefs doivent être de plus en plus efficaces et posséder un rayon d’action de plus en plus grand.
Il y a un antagonisme entre blindage plus performant et plus léger qui ne peut trouver de solutions sans efforts de recherche en amont visant un saut incrémental sur les matériaux et technologies à hautes valeurs ajoutées. Quelques récents progrès reposant sur la dissipation d’énergie cinétique communiquée à un matériau suite à un impact de projectile ont permis de rendre les blindages plus performants. Pour en citer quelques uns, les blindages céramiques combinent légèreté et efficacité par dissipation d’énergie sous forme de fissuration. Les blindages composites allient une légèreté voisine avec une dissipation d’énergie sous forme de délaminage. Les blindages poreux associent une légèreté plus poussée avec une absorption d’énergie par compaction.
La cavitation compte parmi les phénomènes physiques qui dissipent de l'énergie. Le projet CACHMAP (CAvitation sous CHoc laser dans les MAtrices Poreuses) est un projet de recherche fondamental qui a pour but de quantifier l’énergie dissipée par cavitation d’ensemble, dans une matrice légère et gorgée de liquide, soumise à un choc bref et intense. En visant une solution technologique contre les agressions balistiques, ce projet répond bien au défi sociétal « Liberté et sécurité de l’Europe de ses citoyens et de ses résidents ».
Pour y parvenir, les partenaires se donnent 3 ans en partant d’une approche expérimentale reposant sur la génération de choc laser sur des matériaux solides imbibés de liquide. Le choix du choc laser (impulsions brèves et intenses) permet une étude en laboratoire sur de petits échantillons (quelques millimètres d’épaisseur et quelques cm²), constitués de petits pores (de l’ordre du µm). Un effort sera porté sur la métrologie associée à l’observation des phénomènes. Les capteurs de choc utilisant les polymères piézoélectriques restent des éléments de choix et seront également à l’étude dans ce cadre précis d’écoute de cavitation d’ensemble dans le matériau. Cette technologie permet également d’enregistrer la réponse du matériau sous choc avec une bande passante adaptée au choc laser. Les chercheurs impliqués insisteront également sur les méthodes de traitement du signal appliquées aux signaux expérimentaux, afin d’en extraire le maximum d’information. Enfin, des modélisations du comportement mécanique sous choc des matrices sèches et gorgées seront proposées. Dans l’hypothèse de résultats encourageants, cette approche pourra être intégrée dans la conception de blindages performants.