du Centre des Matéiaux - MINES ParisTech

Fabien COUSSA

a soutenu sa thèse de doctorat le 26 juin 2017

Du comportement dynamique de structures composites tissées à matrice polyamide

Contraint de respecter les réglementations environnementales concernant les émissions de CO2, les industriels du secteur automobile se doivent de lever certains verrous technologiques associés à l'allègement des structures au sein de leur véhicule. L'introduction des matériaux composites dans le développement et la production de pièces structurantes est envisagée comme étant une des solutions les plus efficaces à moyen et long terme. L'optimisation des coûts matière, caractéristique de cette industrie de masse, nécessite de maîtriser le comportement physique de matériaux composites à matrice thermoplastique et à fibres de verre continues tissées. En termes de coût et de variétés d'applications, ces derniers sont considérés aujourd'hui comme une alternative pertinente aux onéreux composites utilisés dans l'aéronautique. Un renfort de porte pour crash latéral a été ainsi développé et les travaux présentés dans cette thèse sont une contribution à la compréhension, la caractérisation et à la prédiction numérique du comportement jusqu'à rupture de cette pièce, qui lors d'un crash est soumise à de forts gradients de vitesses. Au regard de l'absence de normalisation ou de consensus liés aux essais dynamiques sur matériaux composites, nous proposons une procédure expérimentale robuste, garantissant la représentativité de la caractérisation du comportement sur un spectre de vitesses quasi-statiques et dynamiques. La validation des étapes de la procédure et l'utilisation d'un montage d'essais dynamiques développé dans ces travaux permettent d'aboutir à une base de données riche, et utile à une procédure d'identification des paramètres d'un modèle phénoménologique prenant en compte l'influence de la vitesse sur l'évolution des phénomènes dissipatifs jusqu'à rupture. Fort d'une identification majoritairement directe, la précision de la réponse numérique issue de la loi de comportement identifiée est évaluée et validée à l'aide de calculs de structures faisant intervenir d'importants gradients matériels et structurels.

Dir de thèse J. Renard