Performances du Matériau

Moyens de caractérisation mécanique et exemples d’activité

L’activité mécanique du groupe porte sur plusieurs thèmes forts historiques du laboratoire :

Comportement à la fissuration de céramiques denses (essais de flexion entaillée, de double torsion) – diagrammes v-KI
Comportement mécanique en température de céramiques et composites (essais jusqu’à 2000°C, traction, compression et flexion) couplés avec une étude des signaux d’émission acoustique (voir la description activité transverse Composites)
Ces dernières années, un effort a porté sur le développement de nouvelles méthodes de caractérisation, pour compléter les points forts du groupe. Ces développements ont notamment été mis au point sur des céramiques à fort taux de porosité.
La corrélation d’image permet de déterminer le champ de déformation en cours de sollicitation et potentiellement d’identifier une loi de comportement mécanique (thèse Paul Leplay en collaboration avec le laboratoire LaMCoS). Cette méthode a également été appliquée sur des essais à haute température.

Eprouvette testée en flexion 4 points et cartes de déplacement et de déformation de flexion déterminées par corrélation d’image, P. Leplay et al, Journal of the European Ceramic Society, 30 (13), pp. 2715-25, 2010

L’indentation instrumentée permet de caractériser des propriétés locales d’un matériau et d’identifier une loi de comportement (thèse Philippe Clément sur des céramiques poreuses pour substitution osseuse). La caractérisation de tissu osseux a également été menée en collaboration avec le laboratoire LYOS INSERM.

Densification sous indenteur de plâtre, courbes d’indentation sphérique expérimentale et simulée par éléments finis, P. Clément et al, Acta Materiala, 2013

Corrélation entre la densité minérale osseuse mesurée par radiographie RX (à gauche) et le module élastique et la dureté déterminées par indentation (à droite), tissu osseux humain, Y. Bala et al, Journal of the Mechanical Behaviour of Biomedical Materials, n°4, pp. 1473-1482, 2011

Les essais in situ sous tomographe en collaboration avec le groupe Métal (Eric Maire et Jérôme Adrien) : développement de prototypes de double torsion, d’indentation instrumentée, de chauffage. Analyse des essais possible par corrélation d’images 3D (collaboration Julien Réthoré LaMCoS).

Essais in situ d’indentation sous tomographe RX - Observation de densification de plâtre pris lors d’une indentation in situ (20 N appliqué, sphère de 6 mm de diamètre) thèse P. Clément 2013

Prototype d’essai de double-torsion in situ dans le tomographe RX, analyse du déplacement par corrélation d’image, P. Leplay et al, Experimental Mechanics, 2013

Les sollicitations micro et nano : chargement mécanique de nanopoudres de céramiques sous MET (thèse Emilie Calvié, voir descriptif des activités du groupe SNMS).