Approche hybride pour une durabilité élevée des composites à matrice polymère des prochains avions à faibles émissions – H3YES

L’ADEME propose différents scénarios pour atteindre la neutralité carbone en France d’ici 2050. Une approche clé consiste à améliorer l’utilisation, la production et la durabilité des matériaux. Les composites à matrice polymère renforcée de fibres (FRPMC) sont des candidats privilégiés pour des secteurs comme le transport et l’énergie grâce à leurs propriétés spécifiques et leur résistance au vieillissement. Par exemple, le développement des moteurs des futurs avions à faibles émissions nécessite des matériaux durables à haute température. Ainsi, les composites en fibres de basalte, plus compatibles thermiquement avec les matrices actuelles, méritent d'être comparés aux composites en fibres de carbone classiques. Face à l’urgence environnementale actuelle les questions suivantes doivent être abordées pour une meilleure évaluation de la durabilité des composites : (i) le développement des stratégies hybrides basées sur la caractérisation et la modélisation multi-échelles de la dégradation des FRPMC en environnement oxydant, (ii) l’application de ces stratégies pour mieux prédire la durée de vie des structures composites soumises à des effets de couplage. Ces points visent à combler les lacunes dans l'évaluation du vieillissement des FRPMCs en sélectionnant les tests expérimentaux essentiels et les échelles de modélisation les mieux adaptées. L'objectif du présent projet est de développer une nouvelle méthodologie hybride de caractérisation et de simulation des FRPMCs soumis au vieillissement thermomécanique basée sur des tests expérimentaux multi-échelles et une modélisation numérique des mécanismes de dégradation. Le dialogue essais/simulations dans le cadre du projet H3YES servira à construire cette stratégie depuis l'échelle microstructurale jusqu'à l'échelle mésoscopique et du stratifiée afin de sélectionner la plus pertinente en fonction des mécanismes de dégradation d'intérêt (oxydation thermique, fissuration transverse, décollement fibre/matrice, délaminage).