Thèse soutenue

Modélisation du comportement des mousses solides à porosité ouvertebTexte imprimé : une approche micromécanique

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Auteur / Autrice : Myriam Laroussi
Direction : Karam Sab
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences appliquées. Structures et matériaux
Date : Soutenance en 2002
Etablissement(s) : Marne-la-vallée, ENPC

Résumé

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Le comportement des mousses solides est complexe. Selon le solide qui les constitue, elles peuvent être élastiques, visco-élastiques, élasti-plastiques ou encore visco-élasto-plastique. Cependant, elles présentent toutes une même particularité : une phase de plateau à faible niveau d'effort dans les courbes contrainte-déformation (ou force-déplacement). Ce travail est dédié à l'étude de l'origine de la phase de plateau dans le cas des mousses élastiques à porosité ouverte. Celle-ci est attribuée au flambement élastique des arêtes des cellules. L'étude repose sur la théorie de l'homogénéisation non convexe. En effet, on modélise la mousse par une microstructure tridimensionnelle périodique en prenant en compte les non-linéarités géométriques. Dans un premier abord, on étudie deux cas de chargement en grandes transformations : une compression uniaxiale et une déformation uniaxiale (ou compression oedométrique). Les calculs sont faits sur des cellules d'étude de plus en plus grandes. Dans le cas de cellules d'étude pas " suffisamment grandes ", on introduit une imperfection dans la position des nœuds pour initier le flambement. Ensuite, on applique des chargements multiaxiaux pour déterminer une surface de charge dans l'espace des contraintes, marquant la limite de passage de la phase élastique initiale à la phase de plateau. La surface de charge, dite micro, est obtenue en considérant des variations du déplacement périodiques sur des cellules d'étude de plus ne plus grandes. C'est une surface de charge du type Drucker-Prager modifiée. On introduit également une nouvelle surface de charge, dite mixte, plus aisée à calculer et qui coi͏̈ncide avec la surface micro dans le cas étudié. Enfin, pour valider les résultats numériques, on réalise une étude expérimentale sur une mousse de caril.