Investigation résolue temporellement et spatiallement sur la propagation des chocs produits par laser – L-SPIRITS

Le projet L-Spirits vise à fournir une compréhension fondamentale des ondes de choc fortes et courtes dans les matériaux texturés. Cela reste inexploré à l'échelle des grains alors que les performances en fatigue associées sont fortement liées aux contraintes résiduelles aux joints de grains. Le projet est lié au procédé de grenaillage par choc laser consistant à renforcer les surfaces en produisant des contraintes résiduelles de compression à l'aide d'un choc généré par laser-plasma. Les objectifs sont (a) Piloter les technologies vers le LSP comme solution disruptive, (b) construire une plateforme européenne pour le développement du grenaillage par choc laser (c) Développer un jumeau numérique. Les enjeux et défis scientifiques abordés par le projet sont : 1. La modélisation complète et la simulation numérique de la propagation et de la relaxation des ondes de choc des matériaux texturés. 2. Suivre pour la première fois à des résolutions spatiales et temporelles élevées l'onde de choc produite par LSP dans les matériaux texturés. Pour ce faire, une partie importante du projet est consacrée à la conception et à la réalisation d'expériences in situ (résolues dans le temps et dans l'espace) pour étudier les processus à haute dynamique dans les matériaux techniques. 3. la production de matériaux texturés bien contrôlés/caractérisés Nous bénéficierons des développements récents des installations synchrotron et XFEL. Cet effort sans précédent sera couplé à des simulations micromécaniques en amont pour prédire la propagation des ondes de choc pour différentes conditions de microstructure. Il servira de base au développement ultérieur d'approches de simulation et de modélisation pour établir des jumeaux numériques pour le traitement des matériaux LSP. Le projet comprend 5 lots de travaux : 1. Échantillons, spécifications, fabrication, caractérisation des matériaux et optimisation et traitements LS ; 2. Modélisation et simulation : de la micro à la macroéchelle 3. Développement de méthodes numériques pour les simulations à microéchelle 3. Caractérisation 4D (sub-)microscopique des matériaux après traitement LSP (mesures ex-situ), 5. Propagation des ondes de choc résolue dans le temps in-situ et génération de contraintes résiduelles. Les recherches prévues seront réalisées dans le cadre de 4 projets de doctorat partagés entre des partenaires français et allemands. L-Spirits rassemble les meilleurs groupes universitaires de l'UE dans le cadre de recherches liées aux LSP : Helmholtz-Zentrum Hereon, Leuphana University Lüneburg, PIMM & I2M Laboratories. Pour guider et répondre aux enjeux applicatifs, le consortium s'appuiera sur un conseil scientifique réunissant des chercheurs du monde entier et des industriels.