LE CEA LE RIPAULT FORME

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Type de contrat doctorat

Endommagement et fragmentation dynamique d’un matériau composite granulaire

Contexte :

L’impact d’une structure contenant un matériau composite granulaire quasi-fragile génère un endommagement par microfissuration, la macro-fissuration de la structure et, par endroit, sa fragmentation et la pulvérisation de la matière. Pour les matériaux énergétiques, ces « défauts » influencent fortement la vitesse avec laquelle, ensuite, les gaz de combustion sont générés et finalement la réaction évolue vers un régime violent (déflagration, détonation).

Objectif de la thèse :

On s’intéresse ici au couplage entre l’impact mécanique, l’état de la microstructure (endommagement, taille des fragments) et les propriétés réactives. Les objectifs de la thèse sont :


  • De développer un modèle de comportement mécanique dynamique tenant compte explicitement de l’état d’endommagement, de fragmentation et de la porosité du matériau.

  • De relier la vivacité de la combustion à l’état de la matière.

Déroulement de la thèse :

La partie expérimentale du travail consistera à quantifier l’état « d’endommagement » d’échantillons soumis à des sollicitations homogènes et contrôlées. La densité des microfissures, la porosité et la déformation plastique des cristaux seront quantifiées. Ces études feront largement appel aux moyens d’observation de la microstructure (microscope optique, microscope électronique à balayage) et d’analyse des images du CEA.

En s’appuyant sur les modèles reliant l’état de la microstructure à la sollicitation mécanique, une loi de comportement sera développée et identifiée pour le matériau étudié. Elle sera formulée sous la forme d’un modèle non local et programmée sous la forme d’une routine utilisateur VUMAT pour le code aux éléments finis ABAQUS. Enfin, les échantillons préalablements sollicités seront ensuite brulés dans une enceinte manométrique.

Le travail de modélisation permettra de corréler l’état de l’échantillon à la vivacité de la combustion.

La thèse se déroulera essentiellement dans les locaux du CEA le Ripault.

Directeur de thèse et école doctorale :

Patrice BAILLY – INSA Centre Val de Loire, université d’Orléans – Ecole doctorale ESTU

Contact :

Didier PICART – CEA/Le Ripault – BP 16 – 37260 Monts – 02 47 34 40 00

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