Activités de recherche
Mes activités de recherche concernent le développement de méthodes inverses pour l'identification de conditions aux limites inaccessibles à la mesure ou l'identification de paramètres. Elles concernent aussi le développement ou l'amélioration de techniques expérimentales en particulier pour l'étude du comportement en dynamique rapide des matériaux ou des structures.
Thème 1: Problèmes inverses et identification
Méthodes pour la résolution de problèmes de complétion de données
Les problèmes de complétion de données interviennent dans de nombreux domaines
de la physique, comme par exemple en thermique, en mécanique ou en électrostatique. Ces problèmes peuvent, entre autres, être rencontrés en contrôle non destructif où on cherche à obtenir des informations inaccessibles à la mesure.
Les différents travaux de recherche menés concernent:
la proposition de nouvelles méthodes inverses pour la résolution de problèmes de complétion de données,
leur implémentation numérique en utilisant différentes méthodes numériques comme la méthode des éléments finis ou les équations intégrales de frontière,
leur application à l'identification simultanée de températures surfaciques et de flux de chaleur inaccessibles à la mesure,
leur application à l'identification simultanée de déplacements et d'efforts surfaciques inaccessibles à la mesure,
leur application à la détection de fissures par mesure thermique,
leur application à l'identification de zones de contact ou du coefficient de frottement.
Identification de paramètres aérodynamiques d'engins balistiques
Le déroulement du vol d'un engin dans l'atmosphère est
essentiellement conditionné par son aérodynamique (forces, moments et coefficients aérodynamiques
associés, vitesses de rotation,...) et ses conditions initiales. Ces travaux
ont donc pour but de développer et de mettre en oeuvre une méthode d'identification des
coefficients représentatifs de l'aérodynamique de l'engin à partir de mesures prises en vol (vitesses, angles,
etc,...).
Ces travaux s'inscrivent dans le cadre d'une collaboration industrielle avec
l'entreprise Nexter Munitions située à Bourges. Ils ont débuté en 2008 par un stage de master recherche (H. Demailly) et se sont poursuivis par une thèse CIFRE (Hélène Demailly) soutenue en décembre 2011.
Ces travaux vont se poursuivre dans le cadre d'une thèse CIFRE-DEFENSE, qui devrait débuter en octobre 2013, impliquant l'entreprise Nexter Munitions et la Direction Générale de l'Armement (D.G.A.).
Thème 2: Comportement dynamique des Matériaux et des Structures
La caractérisation du comportement dynamique des matériaux quasi-fragiles nécessite la réalisation d'essais à des vitesses de déformation élevées. La technique d'expérimentations dynamiques qui est utilisée, aussi bien pour l'étude du comportement dynamique d'éléments de structure en béton que pour l'étude du comportement sous choc des matériaux énergétiques, est celle des barres de Hopkinson.
Etude du comportement dynamique d'éléments de structure en béton
L'étude du comportement dynamique d'éléments de structure en béton concerne la sécurité de sites pouvant présenter des risques d'explosions ou susceptibles d'être la cible d'impacts ou d'actions malveillantes.
Les différents travaux de recherche menés concernent:
la réalisation d'expérimentations de compression dynamique en utilisant la technique des barres de Hopkinson,
la création et la mise au point de dispositifs d'essais de flexion dynamique basés sur la technique des barres de Hopkinson,
la modélisation des essais de flexion dynamique en utilisant des méthodes analytiques et numériques, et éventuellement des techniques inverses, pour identifier le comportement des éléments de structures en béton.
Etude du comportement sous choc de matériaux énergétiques
Pour des raisons de sécurité, il est nécessaire de connaître le comportement sous choc de matériaux énergétiques afin d'éviter que ceux-ci ne s'allument sous l'effet d'un choc accidentel. Lors de ce type d'impact, dit impact basse vitesse, la sollicitation mécanique au niveau de l'impacteur correspond à des vitesses de déformation très élevées combinées à une pression importante. Nous utilisons la technique des barres de Hopkinson pour reproduire une sollicitation dynamique similaire à celle rencontrée lors de ce type d'impact. Nous utilisons aussi, à des fins de sécurité, un matériau aggrégataire et inerte qui a des propriétés similaires aux matériaux énergétiques. Les travaux de recherche menés concernent en particulier:
la réalisation et la mise au point de dispositifs d'essais de compression dynamique avec confinement,
la réalisation et l'instrumentation de cellules de confinement passif (dimensionnement de la bague dans laquelle sera inclus le matériau, choix du matériau constitutif de la bague,...),
la modélisation de ces essais en utilisant des méthodes analytiques et numériques, et éventuellement des techniques inverses, pour identifier le comportement, macroscopique ou à l'échelle des grains, du matériau testé mais aussi pour caractériser le frottement à l'interface bague-échantillon.
Ces travaux de recherche s'inscrivent dans le cadre d'une collaboration industrielle avec le CEA Le Ripault. Ils ont débuté fin 2007, ont fait l'objet de contrats de recherche, d'un stage de master recherche (J. Vial) et se poursuivent actuellement par deux thèses avec financement CEA (J. Vial et B. Durand) qui devraient être soutenues en 2013.
