Groupe de travail Mécamat « Interfaces dans les milieux solides »
Compte rendu de la journée Mécamat/CSMA :
10 février 2000
LPMTM - Institut Galilée, Université de Paris Nord,
Villetaneuse
Quarante sept personnes ont été (fort bien) accueillies au LPMTM pour
participer à cette journée au cours de laquelle neuf exposés de trente minutes
ont été proposés. La journée a débuté à 9h30.
Au cours du premier exposé, F. Bilteryst (LPMTM) a présenté un
travail concernant l’application du modèle de rupture de G. Francfort et J.J.
Marigo à l’essai d’arrachement. Il a montré notamment les deux éventualités
prévues par le modèle selon le mode de chargement : rupture transverse de
la matrice ou décohésion fibre/matrice. Il a mis en évidence une longueur
d’amorçage brutal de la décohésion.
L’exposé suivant de R.P. Carreira (CERMMO, ENPC) était consacré
à l’application du modèle « multiparticulaire » à la modélisation des
composites stratifiés croisés et plus particulièrement à la prédiction du
délaminage au bord. Une comparaison avec un calcul éléments finis et des essais
a montré qu’un tel modèle permettait de rendre compte de l’influence, observée
expérimentalement, de l’épaisseur des couches sur la tendance au délaminage.
Ensuite, S. Guinard (LMT, Cachan) a proposé une analyse des
mécanismes d’endommagement des composites stratifiés croisés soumis à un petit
choc sur la peau extérieure. Les outils classiquement utilisés dans l’équipe
ont dû être complétés pour rendre compte des phénomènes observés :
formation d’un cône d’endommagement dans l’épaisseur et délaminage par
secteurs. Le travail est en cours.
Après la pause café, L. Champaney (LMT, Cachan) a développé son
approche systématique des calculs de structures par décomposition de domaines.
Les sous-domaines ainsi créés sont de deux natures, structurelle ou
interfaciale. Les interfaces sont des entités réelles ou virtuelles qui
permettent de « recoller » les sous-structures. C’est à ce niveau
qu’on peut introduire très naturellement les lois spécifiques de comportement
des interfaces sans modifier l’architecture des calculs.
Pour achever la matinée, Y. Monerie (LMA, Marseille) a présenté
une loi de comportement d’interface prenant en compte l’endommagement et
permettant le passage continu à une loi de frottement lorsque la décohésion est
complète. Il est possible de montrer mathématiquement que l’existence des
solutions continues est conditionnelle. L’introduction d’une viscosité
(confirmée expérimentalement dans certains cas) permet de pallier la difficulté
posée par des solutions discontinues.
En début d’après-midi, J.C. Walrick (LAMIH, Valenciennes) a
exposé un travail sur la modélisation par éléments finis du délaminage sous
sollicitation dynamique (chocs de faible énergie). Une loi d’endommagement est
intégrée au comportement des couches et le critère de Tsai-Hill est utilisé
pour prédire les ruptures. Deux types d’empilements sont étudiés :
[0,90,0] et [90,0,90]. La simulation est dépendante du maillage mais respecte la
chronologie des mécanismes activés ainsi que les niveaux d’énergie de la
structure.
L’exposé suivant de F. Feyel (ONERA, Chatillon) est une analyse
critique des résultats de Y. Monerie. L’étude du modèle d’interface de
Needleman-Tvergaard a été menée parallèlement au LMA et à l’ONERA. Il ressort
clairement que l’introduction arbitraire de la viscosité risque de masquer
certains mécanismes comme le montre un calcul complet sans viscosité mais
prenant en compte les effets dynamiques. La raideur géométrique de la structure
environnante joue un rôle crucial et peut conduire à une vitesse
d’endommagement infinie. Il y aurait peut-être nécessité de modifier la loi de
comportement.
Après la pause de l’après-midi, P. Kanouté (ONERA, Chatillon) a
présenté les résultats d’une étude montrant qu’il est nécessaire d’attribuer
aux interfaces un rôle particulier lors de l’absorption et le piégeage de l’eau
par un composite à matrice polymère. En effet la simple homogénéisation des
lois de diffusion/réaction sous-estime la prise en eau du composite. Une
interphase remplace l’interface dans le modèle et un développement asymptotique
par rapport à l’épaisseur de celle-ci permet de modéliser le piégeage par une
discontinuité du flux.
Le dernier exposé de la journée était présenté par C. Lacroix
(LMM, Paris 6). Il concernait la modélisation d’un mécanisme prématuré de
décohésion de l’interface en avant d’une fissure matricielle, comme on peut
l’observer dans certains matériaux du type SiC/SiC ou SiC/Ti. Des
développements asymptotiques prenant en compte à la fois la taille du ligament
entre la fissure et l’interface et la longueur de décohésion permettent
d’établir des conditions nécessaires à la réalisation d’une telle déviation.
Elle est obligatoirement brutale même lorsqu’elle conserve un caractère limité.
Tous les exposés ont donné lieu à discussion et un bref commentaire a complété cette réunion. Il a été question plusieurs fois au cours de la journée de mécanismes brutaux, de discontinuités, … conduisant certains à envisager de prendre en compte les effets dynamiques. Il semble bien qu’il y ait là sujet à réflexion et la réunion s’est achevée sur la perspective d’une demi-journée de travail complémentaire pour faire le point sur ce problème très spécifique. Les participants se sont séparés vers 17h15.
ABDELMOULA Radhi
LPMTM
Institut
Galilée - Université Paris-Nord
Avenue
J.B. Clément
93430 VILLETANEUSE
ABOURA Zoheir
LAHP/ERBEM
IUT
Tremblay-en-France
Rue
de la Râperie
93 TREMBLAY EN FRANCE
ACARY
Vincent
LMA
IMT/ESM2
Technopole
de Chateau-Gombert
13451 MARSEILLE Cedex 20
BACROIX
Brigitte
LPMTM
Institut
Galilée - Université Paris-Nord
Avenue
J.B. Clément
93430 VILLETANEUSE
BILTERYST
François
LPMTM
Institut
Galilée - Université Paris-Nord
Avenue
J.B. Clément
93430 VILLETANEUSE
BOUVIER
Salima
LPMTM
Institut
Galilée - Université Paris-Nord
Avenue
J.B. Clément
93430 VILLETANEUSE
salima.bouvier@lpmtm.univ-paris13.fr
CALIEZ
Michaël
DMSE/LCME
ONERA
29
avenue de la Division Leclerc - BP 72
92322 CHATILLON
CANGEMI
Laurent
IFP
1
et 4 avenue de Bois-Préau
92500 RUEIL MALMAISON
CARREIRA Rui-Pedro
CERMMO-AM
ENPC
- Cité Descartes
6-8
avenue Blaise Pascal
Champs
sur Marne
77455 MARNE LA VALLEE Cedex
CARRERE
Nicolas
ONERA
29
avenue de la Division Leclerc - BP 72
92322 CHATILLON
CHAMPANEY
Laurent
Laboratoire
de Mécanique et Technologie
ENS
de Cachan
61
avenue du Président Wilson
94230 CACHAN
COUTELLIER Daniel
ENSIMEV-LAMIH
Université
de Valenciennes B.P. 311
59304 VALENCIENNES Cedex
daniel.coutellier@univ-valenciennes.fr
DARIDON
Loïc
L3MI
Université
de Strasbourg I
15-21
rue du Maréchal Lefebvre
67100 STRASBOURG
de
MONTLEAU Pierre
Laboratoire
de Modélisation en Mécanique
Université
Pierre et Marie Curie Case
162
4
place Jussieu
75252 PARIS CEDEX 05
DENIS Jean-Baptiste
Labo.
mixte CNRS/Saint-Gobain BP 135
39
quai Lucien Lefranc
93303 AUBERVILLIERS
jean-baptiste.denis@sgr.saint-gobain.com
DIAZ Alberto
CERMMO-AM
ENPC
- Cité Descartes
6-8
avenue Blaise Pascal
Champs
sur Marne
77455 MARNE LA VALLEE Cedex
DUMONTET
Hélène
LM2S
Université
Pierre et Marie Curie Tour 66
4
place Jussieu
75252 PARIS CEDEX 05
helene.dumontet@iupgc.u-cergy.fr
DUPEUX
Michel
L.T.P.C.M.
E.N.S.E.E.G. B.P. 75
38402 SAINT MARTIN D'HERES Cedex
ESTEVEZ
Raphaël
GEMPPM
INSA
de Lyon
21 av. Albert Einstein
69621 VILLEURBANNE
Cedex
FEYEL Frédéric
DMSE
ONERA
29
avenue de la Division Leclerc - BP 72
92322 CHATILLON
FRANCFORT
Gilles
LPMTM
Institut
Galilée - Université Paris-Nord
Avenue
J.B. Clément
93430 VILLETANEUSE
francfort@lpmtm.univ-paris13.fr
GEANDIER
Guillaume
LSGMM
Ecole
des Mines de Nancy
Parc
de Saurupt
54042 NANCY Cedex
GOURCY Thomas
EDF – DER
1
av. du général de Gaulle
92140 CLAMART
GUERRE
Catherine
Centre
des matériaux
ENSMP - BP87
91003 EVRY
Cedex
GUINARD
Stéphane
Laboratoire
de Mécanique et Technologie
ENS
de Cachan
61
avenue du Président Wilson
94230 CACHAN
HAN
Woo-Suck
Ecole
des Mines de Saint-Etienne
158
cours Fauriel 42023
SAINT-ETIENNE
Cedex 2
HERTZ-CLEMENS
Stéphane
Laboratoire
de Métallurgie Mécanique
Centre
des Matériaux
Ecole
des Mines de Paris BP 87
91003 EVRY
CEDEX
KANOUTE Pascale
ONERA
29
avenue de la Division Leclerc - BP 72
92322 CHATILLON
LACROIX
Cécile
LMM
Université
Pierre et Marie Curie Case 162, 4 place Jussieu
75252 PARIS CEDEX 05
LAZARUS
Véronique
LMM
Université
Pierre et Marie Curie Case 162, 4 place Jussieu
75252 PARIS CEDEX 05
LEGUILLON
Dominique
LMM
Université
P. et M. Curie
Case
162, 4 place Jussieu
75252 PARIS Cedex 05
LENCI Stephano
LMM
Université
Pierre et Marie Curie Case 162, 4 place Jussieu
75252 PARIS CEDEX 05
LEROY François-Henri
ONERA
29
avenue de la Division Leclerc
92320 CHATILLON
MADANI
Kamyar
LPMTM
Institut
Galilée - Université Paris-Nord
Avenue
J.B. Clément
93430 VILLETANEUSE
kamyar.madani@lpmtm.univ-paris13.fr
MARIGO
Jean-Jacques
LPMTM
Institut
Galilée - Université Paris-Nord
Avenue
J.B. Clément
93430 VILLETANEUSE
MARTIN
Eric
Laboratoire
de Génie Mécanique
IUT
"A" - Université de Bordeaux I
Domaine
universitaire
33405 TALENCE CEDEX
e.martin@iuta.univ-bordeaux.fr
MONERIE
Yann
LMA
- équipe MMC
CNRS-MRS
31 chemin Joseph Aiguier
13402 MARSEILLE Cedex 20
MUNCH Arnaud
DMSE / LCME
ONERA
29
avenue de la Division Leclerc
92320 CHATILLON
POISSONNIER
Sylvie
DGA
/ CTA / MSP
Av.
Prieur de la Côte d'Or
94144 ARCUEIL Cedex
PUTOT
Claude
Division
mécanique appliquée
IFP
1
et 4 avenue de Bois-Préau
92500 RUEIL MALMAISON
RICHENKOW
Georges
Surface
du Verre et Interfaces
CNRS/Saint-Gobain
39
quai Lucien Lefranc
93303 AUBERVILLIERS
georges.ryschenkow@sgr.saint-gobain.fr
ROSPARS
Claude
MEDYSYS
29
rue Jean Rostand
91893 ORSAY
CEDEX
SCHIEFFER
A.
ONERA
29
avenue de la Division Leclerc - BP 72
92322 CHATILLON
TCHIFTCHIBACHIAN
André
LG2M
Bd.
Flandres-Dunkerque
56325 LORIENT Cedex
andre.tchiftchibachian@univ-ubs.fr
TEODOSIU
Cristian
LPMTM
Institut
Galilée - Université Paris-Nord
Avenue
J.B. Clément
93430 VILLETANEUSE
teodosiu@lpmtm.univ-paris13.fr
TETARD
Florent
LPMTM
Institut
Galilée - Université Paris-Nord
Avenue
J.B. Clément
93430 VILLETANEUSE
WALRICK
Jean-Christophe
ENSIMEV-LAMIH
Université
de Valenciennes B.P. 311
59304 VALENCIENNES CEDEX