Roberval


Accueil > Recrutement > Offres de thèses

Thèse : Modélisation numérique des matériaux composites à partir des données d’imagerie 3D - POURVUE

Ce sujet a déjà été pourvu, la thèse est en cours.

Description du sujet de thèse :

Les matériaux composites à matrice polymère renforcés présentent des caractéristiques intéressantes, notamment en termes d’allégement des structures car ils permettent l’adaptation de la structure interne du matériau à la distribution spatiale de contraintes mécaniques dans la pièce finie. Toutefois, la présence des vides liée à la mise en oeuvre peut dégrader les performances mécaniques. Les macroSvides au niveau de la pièce peuvent apparaître lors de l’injection de la résine à travers les renforts quand la vitesse est trop faible ou dans les mèches, quand la vitesse est trop élevée.

Dans la modélisation numérique, la difficulté consiste à cartographier les vides afin de créer un modèle de calcul pertinent pour identifier des propriétés homogénéisées. D’autre part, la cartographie des vides est nécessaire pour recaler le modèle d’écoulement multiphasique. Les techniques d’imagerie volumique (microStomographie, résonance magnétique, synchrotron) permettent de traduire les sinogrammes en cartes de densité pour analyser la matière en 3D. Cependant, la résolution des images et le bruit associé ne permettent pas de quantifier les vides de façon satisfaisante. Des techniques spécifiques restent à développer pour permettre de traduire les données tomographiques brutes en vue de la simulation.

L’objectif de la thèse est de développer une approche permettant une représentation tridimensionnelle du matériau composite, notamment à partir de la microStomographie à rayons X. Des méthodes de segmentation d’image seront appliquées pour analyser les résultats de la microtomographie, pour une analyse qualitative et quantitative des vides à deux échelles pertinentes : micro dans les mèches et macro dans le volume. L’objectif est d’obtenir une discrétisation 3D représentant les fibres, la résine et l’air pour recaler la simulation du remplissage du moule et pour identifier les propriétés mécaniques du volume représentatif par éléments finis.

Pour en savoir plus :