Analyse hygromécanique de l’endommagement des assemblages multi-matériaux : modélisation et caractérisation multi-échelle – ASHENDO
ASHENDO - AnalySe Hygromécanique de l’ENDOmmagement des assemblages multi-matériaux : modélisation et caractérisation multi-échelle
Résumé de soumission
De nombreux secteurs industriels explorent de nouveaux matériaux et procédés qui offrent des performances élevées tout en réduisant leur empreinte énergétique. Dans ce but, le collage structurel métal/composite est une technique d'assemblage intéressante car il garantit une réduction du poids embarqué par rapport aux techniques traditionnelles, comme le rivetage et le boulonnage, et aussi d'autres avantages, comme la répartition uniforme des contraintes. <br /><br />La tenue en conditions de service est une préoccupation majeure qui limite l'utilisation des adhésifs dans les applications structurelles. En effet, la corrosion et le vieillissement peuvent provoquer des phénomènes de microfissuration. De plus, la nature multifactorielle et multi-échelle du phénomène d'endommagement dans les joints adhésifs complique la validation et la mise en œuvre d'approches pronostiques fiables.<br /><br />L'objectif de ce projet de recherche est de développer une stratégie de modélisation multi-échelle pour les assemblages métal/composite collés capable de prédire l'évolution de l'endommagement jusqu'aux seuils de non-propagation sous l'action combinée de charges hygromécaniques. Chaque phénomène sera modélisé (via des approches théoriques et numériques) et caractérisé expérimentalement à l'échelle la plus pertinente et les informations liées à sa physique seront remontées à la macro-échelle. La méthodologie proposée est interdisciplinaire car elle combine modélisation analytique, modélisation numérique et mécanique expérimentale avancée.<br /><br />Les outils développés seront d'un grand intérêt pour les ingénieurs, les fabricants et les scientifiques pour la détection des seuils de non-propagation des défauts initiaux dans les assemblages collés multi-matériaux, en conditions de service et de longue durée, dans des environnements à fortes variations d'humidité. Une partie du projet sera consacrée à la construction et à la gestion d'une base de données en ligne en accès libre qui pourra être interrogée par des techniques d'apprentissage automatique afin de découvrir des corrélations entre la composition, le traitement, les propriétés et les performances de ce type d'assemblages.
De nombreux secteurs industriels prospectent actuellement de nouveaux matériaux et procédés offrant des structures performantes tout en réduisant leur empreinte énergétique et émissions. À cet égard, le collage structurel métal/composite (CFRP, GFRP, etc.) est d’un grand intérêt car il garantit la réduction du poids embarqué par rapport aux techniques d’assemblage traditionnelles (rivetage, boulonnage). Malheureusement, les assemblages collés métal/composite sont encore peu utilisés à cause de la non maîtrise des phénomènes impliquant la qualité et la durée de vie du collage.
Ce projet a comme objectif de fournir un modèle multi-échelle d’un assemblage collé métal/composite (acier/CFRP) visant à prédire l’évolution de l’endommagement jusqu’au seuil de non propagation sous l’action combinée de sollicitations hygromécaniques (couplage multi-physique). La stratégie proposée a une forte interdisciplinarité car elle combine la modélisation analytique, la modélisation numérique et la mécanique expérimentale. Les outils développés seront d'un grand intérêt pour les ingénieurs, les fabricants et les scientifiques pour la détection des seuils de non-propagation de défauts initiaux dans les assemblages collés multi-matériaux, en conditions de service et à longue durée, dans des environnements présentant de fortes variations d'humidité. Une partie du projet sera dédié à la création et gestion d’une base de données consultable via des techniques d'apprentissage automatique (machine learning) afin de découvrir des corrélations entre la composition, le traitement, les propriétés et les performances de ces assemblages.
Coordination du projet
Maria Letizia Raffa (Laboratoire QUARTZ EA7393)
L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.
Partenariat
QUARTZ Laboratoire QUARTZ EA7393
Aide de l'ANR 275 976 euros
Début et durée du projet scientifique :
septembre 2022
- 48 Mois