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M2SI – Axe 1 : Caractérisation & Modélisation Mécaniques des Surfaces et Interfaces

Contexte

  • Diversité de procédés de génération de surface : Usinage, grenaillage, injection, revêtements…
  • Matériau : Hétérogénéité de microstructure, multi-matériau, matériau à gradient de propriétés…
  • Fortes sollicitations en surface : contact, fatigue, usure…

Objectifs

  • Prédire plus finement le comportement sous sollicitations,
  • Intégrer les effets des paramètres du procédé d’élaboration sur les propriétés du matériau
  • Fonctionnalité : Élaborer des surfaces permettant une meilleure intégrité

- Développer des outils de caractérisation à l’échelle locale pour alimenter des modèles de comportement, des lois d’usure…

- Développer des techniques d’évaluation de fonctionnalité de surface

Dans ce cadre, notre démarche consiste à élaborer des lois de comportement à base physique tant sur les matériaux polymères que sur les matériaux métalliques.

En effet, les sollicitations mécaniques en surfaces sont à fortes hétérogénéités et le matériaux possède souvent, de part le procédé de fabrication retenu, des gradients de propriétés mécaniques.

Afin de prédire l’intégrité de la surface (usure, fatigue...), il est donc nécessaire d’établir des loi de comportements précises.

M2SI développe des techniques fines de caractérisations mécaniques des surfaces et interfaces. L’objectif est d’appréhender les caractéristiques mécaniques au plus proche de la surface ou aux voisinages des interfaces. Pour ceci, le laboratoire utilise des techniques de caractérisations mécaniques telles que le microscope à force atomique, le punch test ou la nanoindentation. Nous développons des modèles basés sur une approche métrologique afin d’affiner la réponse mécanique de ces systèmes tels que la détermination des raideurs machine ou la détermination de l’origine de contact. Ce savoir faire est appliqué à de nombreuses problématiques comme la caractérisation mécanique des polymères, la dureté de revêtements multi-couches.

Des méthodes numériques sont également développées ainsi que des méthodes inverses, Nous développons des procédures d’identification inverse qui combinent nos essais mécaniques et morphologiques à divers modèles numériques.

Ces divers procédures de construction de lois de comportement, de multi-caractérisation et d’identifications sont appliqués pour caractériser les hétérogénéités mécaniques induites par les procédés de fabrication ou sur des systèmes complexes existants.

Pour en savoir plus :

Lois de comportement à base physique

Multi-caractérisations mécaniques du comportement mécanique en surface

Procédés de fabrication et systèmes complexes