Modélisation et simulation de phénomènes de guérisons de fissures dans des élastomères auto-cicatrisables

Contexte : Ce stage s’inscrit dans le cadre d’un projet Européen qui vise à contribuer à la réduction d’émission de particules dû à l’abrasion des pneumatiques. Dans un contexte d’électrification et d’augmentation de la masse des véhicules personnels cette pollution devient un enjeu prioritaire qui s’inscrit dans les objectifs du Green-Deal Européen. En effet ces particules représentent une source importante de pollution de l’air (largement supérieur aux gaz d’échappement) et de l’eau (environ 28 % de la pollution aux microplastiques dans l’océan). Pour limiter ces émissions le projet ModEL-FuturE vise deux objectifs : comprendre et à modéliser finement les mécanismes d’usure des pneumatiques  proposer de nouvelles formulations matériaux intégrant des élastomères auto-cicatrisables.

Objectifs du stage : Il s’agit d’explorer deux pistes possibles de prise en compte de ces phénomènes de fissurations et de guérisons dans un cadre thermomécanique : soit à l’aide d’une approche en champs de phase soit par l’introduction d’éléments cohésifs. Ces deux approches sont couramment utilisées pour décrire des propagations de fissures ductiles ou fragiles. Elle permettent de prendre en compte des scénarios de chargements alternés dans un cadre multiphysique et peuvent être étendues pour intégrer des mécanismes de guérison. Ces mécanismes ont ici une origine physique clair, liée à la création de liens physico-chimique (interactions ioniques) qui reste un phénomène local (absence de phénomène de diffusion par exemple). Après une phase bibliographique, il s’agira de participer à la construction du modèle théorique prenant en compte la guérison. D’intégrer ces éléments dans un ou des codes éléments-finis (dont Abaqus pour les zones cohésives) et de faire des études numériques comparatives afin de dégager les avantages et les inconvénients des deux approches proposées en vue de leur intégration dans la simulation d’un pneumatique.

Compétence recherchées : mécanique des milieux continus, grandes déformations, lois de comportement inélastiques, éléments-finis

Encadrement: Rebeca Cedeno et Stéphane Lejeunes
Candidature : documents à fournir:
--- CV + lettre de motivation
--- Notes des années N et N-1
à l’adresse: cedeno@lma.cnrs-mrs.fr

Plus d'informations et version en anglais ci-jointe