Paris, le 20 mars 2001
Comportement à la rupture d’un
assemblage de matériaux fragiles
La tenue mécanique à haute
température et sous atmosphère oxydante des composites à matrice céramique est limitée
par la dégradation de la liaison interfaciale entre renfort et matrice. La
fissuration matricielle, fréquente dans ces matériaux, offre un accès à
l’oxygène provoquant l’oxydation de l’interphase de carbone qui contrôle la
liaison entre fibre et matrice. Certains résultats expérimentaux ont montré que
l ‘emploi d’une matrice séquencée comportant plusieurs phases permettait
de retarder la diffusion de l’oxygène et donc d’améliorer la durée de vie du
composite en multipliant les déviations aux interfaces.
Objectif : Etablir un modèle
décrivant la rupture sous sollicitation uniaxiale d’une structure multicouche
formée de constituants fragiles en prenant en compte plusieurs mécanismes de
rupture élémentaires : rupture d’une couche, déviation d’une fissure à une
interface, propagation interfaciale, bifurcation ou nucléation d’une fissure
dans une couche adjacente.
Méthode : Une méthode mixte
« numérique/analytique » basée sur des calculs par éléments finis,
des développements asymptotiques et la théorie des singularités permet de
généraliser les concepts classiques de la mécanique de la rupture fragile dans
le cadre d’une approche baptisée par les anglo-saxons « Finite Fracture
Mechanics ».
Résultats attendus : Mise au point d’un
modèle prédictif qui permettra d’optimiser la conception d’une matrice
céramique multicouche.
Financement : MENESR
Cette thèse est proposée en
co-encadrement :
* D. Leguillon : Laboratoire de Modélisation en Mécanique, CNRS-UPMC UMR 7607, Université Pierre et Marie Curie, 8 rue du Capitaine Scott, 75015 PARIS.
* E. Martin :
Laboratoire des Composites Thermo-Structuraux, CNRS-SNECMA-CEA-UB1 UMR 5801,
Domaine Universitaire, 3 allée de la Boétie, 33600 PESSAC.
Elle se déroulera essentiellement au Laboratoire de Modélisation en Mécanique à Paris.