Thèse soutenue

Modélisation du comportement mécanique des composites a matrice céramique : développement du réseau de fissures
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Auteur / Autrice : Audrey Coradi
Direction : Éric MartinOlivier Caty
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique
Date : Soutenance le 18/11/2014
Etablissement(s) : Bordeaux
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences physiques et de l’ingénieur (Talence, Gironde)
Partenaire(s) de recherche : Etablissement d'accueil : Université Bordeaux-I (1971-2013)
Laboratoire : Laboratoire des Composites Thermostructuraux (Bordeaux)
Jury : Président / Présidente : Dominique Leguillon
Examinateurs / Examinatrices : Éric Lacoste, Thomas Vandellos, Gilles Damamme
Rapporteurs / Rapporteuses : Jia Li, Alain Thionnet

Résumé

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Les matériaux composites à matrice céramique (CMC) sont élaborés à partir de constituants fragiles. Le comportement mécanique et le développement de la fissuration dépendent des propriétés des constituants élémentaires des CMC. La connaissance de l’influence de ces propriétés sur l’évolution de la fissuration et du comportement mécanique fournit une aide au concepteur de matériaux composites.L’objectif de ce travail est de modéliser l’évolution du réseau de fissures au sein du CMC sollicité en traction, à l’échelle du fil et à l’échelle du composite tissé. L’approche proposée est une alternative aux principaux modèles de comportement des CMC.A l’échelle du fil, l’endommagement intervient d’abord sous forme de fissures matricielles accompagnées de décohésions à l’interface fibre/matrice. Les analyses de ces deux mécanismes ont permis d’exprimer leur évolution au sein du fil en traction. Le comportement en traction résultant de l’endommagement et l’ouverture de la fissure matricielle sont aussi exprimés semi-analytiquement.Les comparaisons avec un modèle numérique de zones cohésives et avec les essais expérimentaux montrent une bonne corrélation des résultats.Enfin ces expressions à l’échelle du fil sont utilisées pour modéliser l’endommagement du fil longitudinal au sein du composite tissé en traction. De plus, un outil numérique est développé pour modéliser la fissuration matricielle inter-fil dans le composite tissé.