Thèse soutenue

Nouvelle méthode d'évaluation de la santé d'un composite fondée sur l'interaction des modes de flexion et de torsion.
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Auteur / Autrice : Olivier Ponte Felgueiras
Direction : Jacques Renard
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences et génie des matériaux
Date : Soutenance le 29/06/2020
Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Ingénierie des Systèmes, Matériaux, Mécanique, Énergétique
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ENSMP MAT. Centre des matériaux (Evry, Essonne)
établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure des mines (Paris ; 1783-....)
Jury : Président / Présidente : Yvon Chevalier
Examinateurs / Examinatrices : Jacques Renard, Benoit Delattre, Martine Boulais Monin
Rapporteurs / Rapporteuses : Monssef Drissi-Habti, Nathalie Godin

Résumé

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Au regard de l’intérêt porté aux matériaux composites (performance mécanique et réduction de masse), il est un domaine dans lequel leur utilisation est encore peu développée, notamment dans l’industrie du transport: les éléments de liaisons au sol (trains avant et arrière, éléments de suspension et de direction, ...). Afin de garantir la sûreté de fonctionnement de ces pièces de sécurité, il est indispensable d’être en mesure de bien les dimensionner dès la phase de conception, de valider correctement les organes prototypes et surtout, de savoir diagnostiquer, tout au long de leur durée de vie, leur état de santé. De nos jours, bon nombre de méthodes sont utilisées, mais les moyens de mesure qu’elles nécessitent sont bien souvent onéreux, avec des durées d’acquisition et de post-traitement conséquentes, et pour lesquelles il est bien souvent nécessaire d’immobiliser le moyen de transport voire d’extraire la structure de son environnement mécanique. C’est donc pour pallier ces difficultés, que nous souhaitons développer une méthode de mesure non intrusive qui permette de rendre compte des dégradations qui apparaissent, de l’échelle mésoscopique jusqu’à l’échelle de la structure (fissuration intralaminaire, délaminage, ...), sans qu’il ne soit nécessaire de démonter la structure. En nous appuyant sur le principe de l’analyse modale expérimentale (voire opérationnelle), nous cherchons à établir un lien fort entre l’évolution de certains paramètres modaux d’une éprouvette et la nature des dégradations qui apparaissent au cours d’essais de traction monotone. L'idée consiste à introduire une dégradation spécifique, en la faisant apparaître de manière naturelle, puis à suivre l’interaction de sa propagation sur le comportement modal de l’éprouvette en l’interrogeant à différents paliers de chargement, par l’intermédiaire d’un stimulus. L’excitation vibratoire est assurée par l’intermédiaire d’un actuateur piézoélectrique, la réponse du système est mesurée par un vibromètre laser 3D monopoint, et l’identification des dégradations s’effectue le long de la tranche de l’éprouvette par l’intermédiaire d’un microscope optique motorisé. Nous proposons ainsi d’élaborer un critère vibratoire qui s’appuie sur la combinaison de 2 modes spécifiques que sont la flexion et la torsion. Ce critère de santé vibratoire expérimental est ensuite confronté à son homologue numérique afin de valider sa pertinence.