Thème 1 - Rhéologie-endommagement-durabilité des matériaux et des structures

(S. MOREL, C. DELISEE, J.C. MINDEGUIA)

L’enjeu de ces activités est la compréhension et la modélisation des propriétés et comportements des matériaux et l’étude des phénomènes physiques associés à l’endommagement. Notons :

l’étude de l’endommagement quasi-fragile et des phénomènes physiques associés (courbe de résistance à la propagation de fissure, effet de la taille des structures, couplage au comportement thermo-hygroscopique du matériau bois, rupture différée des éléments structuraux bois) :

- comportement des assemblages par goujons collés (doct. J. LARTIGAU, 2013, coll. RBR) fournissant les bases du dimensionnement de tels assemblages dans une logique d’amélioration des normes,

- comportement à la rupture différée sous charge de longue durée en environnement climatique variable d’éléments structuraux bois (doct. PHAN, début 2013, Projet VS2C, soutien CR Aquitaine). La propagation de fissure, principalement gouvernée par les variations hydriques,combine des échelles de temps très différentes entre les phénomènes de transfert dans le matériau et l’influence directe des variations d’humidité sur la fissure. On analyse aussi le comportement hydromécanique d’assemblages collés en couplant mesures de champs et modélisation mécanique pour estimer les contraintes induites dans le collage bois vert (Projet- FUI Above+2, doct. B. CLOUET),

- comportement de composites bois sous sollicitation d’incendie (doct. G. CUEFF, coll. EFECTIS + partenariat Pr. C. LABORDERIE, Univ. UPPA). Le modèle doit prendre en compte les transferts de masse et de chaleur, les changements de phase et la connaissance de l’évolution des propriétés physiques et mécaniques du matériau sur une large gamme de températures. Une procédure expérimentale permettant de mesurer finement l’évolution des propriétés thermiques à température élevée a été développée,

- comportement à rupture à l’échelle des structures, pour qualifier la résistance sismique des ouvrages maçonnés en pierre (doct. M. SAUVE, début 2012, coll. AIA Ingénierie), en s’appuyantsur une modélisation aux éléments discrets - MED (coll. F. DUBOIS, LMGC-Univ.Montpellier2) L’implémentation pour les interfaces d’une loi cohésive convexe fonctionnant en mode mixte et adaptée à la rupture quasi-fragile est en cours de validation (comparaison aux résultats d’essais expérimentaux). La MED est également utilisée pour modéliser le comportement en cisaillement des fractures rocheuses sous contrainte normale (doct. A. VARELA VALDEZ, cotutelle, UANL-Méxique).

L’étude des relations entre morphologie et propriétés physiques et mécaniques. La microtomographie X sert de base à la caractérisation des fractures rocheuses (doct. E. ORMEA) ou des  composites à base de fibres végétales (fibres bois et fibres polymériques ou fibres de lin/chanvre et matrices polymères, post-doc. S. HAMDI). On peut par exemple disposer ainsi d’un modèle physique pour les propriétés thermiques ou mécaniques (évolution de la rigidité avec la compacité, doct. H. TRAN, 2013). L’arrivée à I2M-GCE d’un microtomographe transportable et d’une chaîne de non-tissés constituée d’une ouvreuse-nappeuse et d’un four à composites (Plate Forme XYLOMAT de l’Equipex XYLOFOREST) a permis de démarrer deux projets collaboratifs (DEFIBREX et ECOMATFIB, soutiens ANR et ADEME) pour approfondir ces questions, répondant aussi à des attentes industrielles en termes d’innovation et de conception de composites bio-sourcés. Le projet MORPHOMECA (doct. C. GRAZIDE, soutien CR Aquitaine) vise à améliorer la qualification non destructive des sciages, pour optimiser le processus du tri des bois (coll. J.F. DUMAIL - XYLOMECA). On analyse l’influence des nœuds sur le comportement à rupture des sciages en combinant une approche statistique et la modélisation numérique de l’orientation du fil du bois autour des nœuds pour préciser les concentrations de contraintes engendrées par la présence des nœuds. 

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