Analyse micromécanique du comportement d'un tissu : Cas de l'armure toile

• Auteur / Autrice : Corinne Jung
• Direction : Bernard Durand
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Mulhouse

Résumé

Nous avons formule une loi de comportement d'un matériau textile assez réaliste, a partir d'une compréhension des mécanismes de déformation a l'échelle microscopique. Un tissu n'est pas un matériau continu homogène isotrope, mais un système compose de deux familles de fils a comportement orthotrope, avec une cohésion due a l'ondulations des fils. La structure, bien que cohérente, n'est pas bloquée, comme pour un matériau composite ou une étoffe enduite. Ces spécificités de structures nous ont amené à réaliser deux études expérimentales, une sur la variation de l'épaisseur d'une éprouvette en traction, l'autre sur la variation des dimensions de la cellule de base du tissu, par un extensomètre laser. Ces études nous permettent de constater que le coefficient de poisson prend une valeur négative vis a vis du comportement dans l'épaisseur et une valeur supérieure a l'unité dans la largeur. Nous utilisons ensuite les techniques d'homogénéisation de poutres ondulées, pour modéliser le comportement des fils qui constituent le tissu. L'échelle de base de la modélisation est le fil, dont la structure ondulée détermine in fine les propriétés macroscopiques. Trois échelles d'analyse imbriquées apparaissent, l'échelle microscopique (le fil), l'échelle mésoscopique (une ondulation) et l'échelle macroscopique (la structure tissée). Puis nous réalisons une analyse micromécanique du tissu afin d'en établir une loi de comportement a une échelle relativement macroscopique. Nous mettons a profit les acquis de la phase d'expérimentations pour dégager des choix pertinents de mécanismes a prendre en compte a l'échelle des fils. Nous analysons le comportement des fils a l'intérieur d'une cellule de base, qui intègre une ondulation d'un fil, et nous caractérisons la cinématique et la statique du tissu a l'échelle de cette cellule. Pour cela, chaque cellule est dotée de deux micro rotations, une dans chaque plan ; une relation de couplage est obtenue qui lie entre elles les microrotations.