Explorer le monde des fibres pour tisser l'avenir des matériaux composites

Résumé : 

Les fibres font partie intégrante de notre quotidien sans que nous en ayons véritablement conscience. Elles sont à la base de tous les êtres vivants, des brins torsadés de l'ADN aux structures fibreuses complexes qui composent les plus grands mammifères, sans oublier les organes effilés du monde végétal. Les plantes tirent pleinement profit de cette géométrie si particulière - fine, longue et flexible - qui leur confère élasticité et résistance; "Je plie, et ne romps pas" nous enseigne le roseau ! D'origines naturelles ou artificielles, des fibres - dix fois plus fines que les cheveux - permettent aujourd'hui de former des matériaux complexes dotés d'un large éventail de propriétés.

La fibre est une forme de matière extraordinaire mais explorer son comportement unitaire et caractériser ses propriétés est un véritable défi. C'est pourtant essentiel pour tisser l'avenir des matériaux composites, promoteurs d'une transition bas-carbone. Ce séminaire s'appuie sur quatre piliers - matériau, mécanique, méthodes numériques et approches stochastiques - pour partager les enseignements tirés des activités fibres du Centre des Matériaux de l'École des Mines de Paris.

Comment bien appréhender le comportement mono-filamentaire ? Cette première question amorcera la discussion autour du pilier "matériau" et sera illustrée par le comportement d'une fibre d'aramide. Il s'agit ici de s'intéresser aux seuils d'utilisation permettant de conserver les performances de la fibre ou évaluer les modifications structurales induites par des sollicitations thermomécaniques. La discussion se poursuivra avec une vision davantage "mécanique" et l'accès aux propriétés anisotropes (transverses). Nous nous tournerons ensuite vers des fibres deux fois plus fines, en carbone, pour mettre à profit les "méthodes numériques" et remonter aux sources d'incertitudes expérimentales et liées à l'échantillonnage. Un focus sur la distribution des propriétés à rupture permettra d'illustrer ce volet. Enfin, le dernier pilier de la démarche - les "approches stochastiques" - reposera sur l'inférence bayésienne particulièrement profitable pour l'évaluation des risques de défaillance en remontant les échelles.

Le mardi 18 juin 2024 à 11h00 / Amphithéâtre François Canac, LMA

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