Les impératifs croissants en terme de sécurité passive, mais également en terme de consommation et démissions polluantes, imposent aux constructeurs automobiles de trouver de nouvelles voies pour rendre leurs véhicules plus sobres et plus sûrs. Une solution structure à ce problème peut être envisagée : accroître la présence daluminium dans les véhicules. Mais laluminium peut également, par des<br />techniques adaptées, être moussé. Il constitue alors un matériau cellulaire aux propriétés spécifiques très<br />intéressantes notamment en terme de dissipation dénergie lors dimpacts. En combinaison avec dautres structures, comme des profilés par exemple, la mousse daluminium peut former des composites rigides et légers qui constituent une solution nouvelle pour la conception dabsorbeurs de chocs. Cependant, le coût de revient des mousses daluminium, la difficulté à contrôler son processus de fabrication, les<br />méthodes dintégration, encore peu définies et validées, ainsi que labsence doutil informatique daide à la conception de structures comprenant ces mousses, sont autant dobstacles à leur utilisation effective dans les véhicules de grandes séries. Ces dernières années, les mousses daluminium ont donc suscité un intérêt considérable à la fois auprès de la communauté scientifique mais également auprès des industriels toujours à la recherche de solutions en rupture. Ainsi elles ont été très souvent étudiées du point de vue de leur microstruture et de leur comportement en compression. Les études sous chargements multi-axiaux sont plus rares. Pourtant la compréhension du comportement sous chargement multiaxial de ce matériau reste indispensable dans le but dobtenir un dimensionnement optimisé de structures comprenant ces<br />mousses. Afin dêtre fiable, ce dimensionnement doit également tenir compte de la grande variabilité du comportement des mousses due à la présence de fortes hétérogénéités microstructurales, mesostructurales voire, dans certains cas, macrostructurales. Lobjectif de cette thèse est de comprendre ces deux aspects et de proposer des modèles aussi simples que possible afin de réaliser un dimensionnement fiable et optimisé. Ainsi, la compression, la traction, le cisaillement, la torsion et des chargements proportionnels ou non proportionnels de traction - compression / torsion ont été étudiés. Pour chaque type de<br />chargement la dispersion a été caractérisée. Si une distribution de Weibull permet de décrire la dispersion<br />en traction, lutilisation dune contrainte équivalente couplée à une statistique de Weibull permet de prédire la dispersion pour dautres types de chargements. Lobservation des essais de compression grâce à lutilisation de méthodes de mesure de champs par correlation dimages ou de tomographie à rayon X indique sans ambiguïté que la déformation de la mousse daluminium seffectue avec une forte localisation sous forme de bandes. La prise en compte de la localisation de la déformation dans la modélisation du comportement est réalisée en utilisant la méthodes des éléments finis dans le cadre de la plasticité des matériaux compressibles. Lerreur commise lorsque ces phénomènes de localisation sont ignorés est quantifiée. Un plus grand réalisme peut être atteint encore en considérant lhétérogénéité initiale de la mousse dans la simulation. Enfin une tentative de prise en compte de la connaissance tri-dimenssionnelle<br />réelle de la structure de la mousse par tomographie dans la modélisation continue est présentée.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:CCSD/oai:tel.archives-ouvertes.fr:tel-00005740 |
| Date | 25 April 2003 |
| Creators | Blazy, Jean-Sébastien |
| Publisher | École Nationale Supérieure des Mines de Paris |
| Source Sets | CCSD theses-EN-ligne, France |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | PhD thesis |
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