Comportement Mécanique des Carbones Denses – CoMéCa

Le projet CoMéCA a pour objectif de modéliser le comportement mécanique de matériaux carbonés intégrant des dispositifs de protection thermique, avec des applications dans les domaines de l’aéronautique, du spatial et de la Dissuasion. Ces matériaux intrinsèquement multi-échelles sont constitués d’une architecture complexe entremêlant fibres et matrices carbonées, dont les structures atomiques dérivent du graphite mais contiennent un quantité appréciable de désordre structural et textural. La modélisation du comportement thermomécanique de ces structures nécessite la compréhension du comportement individuel de chacun de ces constituants ainsi que de leurs interactions, de l’échelle atomistique (de l’ordre du nanomètre) à la taille des objets réels (submillimétrique à centimétrique). Notre consortium, composé du LCTS (CNRS, U. Bordeaux, Safran, CEA/DAM), de l’ISM (U. Bordeaux, CNRS) et du CEA/DAM, propose d’aborder cette problématique via une approche conjointe théorie/expérience. La composante expérimentale aura pour objectif de fabriquer, de caractériser et de tester mécaniquement des échantillons de matériaux carbonés d’intérêt afin de construire une base de données aussi large que possible de leurs propriétés mécaniques et structurales. La composante théorie exploitera des approches bottom-up, développées récemment et basées sur la simulation atomistique, afin de construire des modèles de comportement en s’appuyant sur des échantillons numériques dérivés de matériaux élémentaires réels grâce à une technique de reconstruction atomistique guidée par l'image et par des données structurales expérimentales. La confrontation des résultats expérimentaux et des simulations permettra d’établir les lois de comportement mésoscopiques nécessaires à la simulation de matériaux composites numériques à l’échelle macroscopique. Ainsi, des éléments importants de compréhension du lien entre comportement mécanique non-linéaire et anisotrope et propriétés structurales et texturales pourront être apportés, ce qui favorisera le design et l’optimisation des générations futures de matériaux composites carbonés.