Contexte :
La composition des matériaux énergétiques se décline très souvent sous la forme d’une association entre des grains cristallins compactés de la molécule explosive et un liant polymère occupant moins de 3% en masse de la matrice. Le TATB (1,3,5-triamino-2,4,6-trinitrobenzène) est un matériau énergétique destiné à certaines applications militaires. L’étude de ce matériau, de sa structure et de son comportement sous l’effet de facteurs extérieurs tels que la température ou la pression en particulier est donc d’un grand intérêt. La principale voie de déclenchement de la détonation des matériaux explosifs solides est l’apparition de points chauds, zones localisées au sein desquelles la température et la contrainte sont anormalement élevées et où des réactions chimiques très exothermiques peuvent avoir lieu sur un laps de temps très court. Plusieurs études pointent les effets du cisaillement et de la déformation plastique du TATB sur l’apparition de tels points chauds. La connaissance des mécanismes de déformation plastique représente alors un élément incontournable afin de comprendre la réponse d’un matériau explosif sous l’application de contraintes mécaniques et l’apparition de zones localisées de forte énergie pouvant mener à la formation de points chauds, puis au phénomène de réaction chimique.
Objectif du post-doctorat :
L’objectif est ici de développer et d’identifier un modèle homogène actuellement en cours de construction pour le monocristal de TATB, dans lequel les divers mécanismes de plasticité connus sont décrits par des champs continus de variables internes. De la sorte, ni les dislocations, ni les pseudo-macles ne sont considérées individuellement. Ce modèle est destiné in fine à être utilisé pour des simulations de type homogénéisation en champs complets, faisant intervenir un nombre de grains représentatif de la réponse élastoviscoplastique macroscopique d’agrégats polycristallins en transformations finies (grandes déformations et grandes rotations). Ces travaux tireront partie du savoir-faire acquis dans ce domaine lors de l’étude menée dans le cadre de la thèse de J.-B. Gagnier. Les travaux proposés se décomposent en trois phases distinctes, relatives respectivement :
- 1. à la construction du modèle et à son identification,
2. son implantation numérique,
3. sa mise en oeuvre et sa validation. Ce travail sera réalisé en collaboration avec le CEA, ENSAM et ENSMines-Paris.
Contact :
Christophe Denoual CEA/DIF – Bruyères-le-Châtel – 91297 Arpajon – 01 69 26 40 00