Thèse soutenue

Comportement mécanique anisotrope induit des explosifs comprimés

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Auteur / Autrice : Gaétane Plassart
Direction : Didier Picart
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie Mécanique
Date : Soutenance le 02/12/2020
Etablissement(s) : Bourges, INSA Centre Val de Loire
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire ; 2012-....)
Jury : Examinateurs / Examinatrices : Didier Picart, Sabine Cantournet, Rodrigue Desmorat, Patrice Bailly, Carole Nadot-Martin, Michel Gratton
Rapporteurs / Rapporteuses : Sabine Cantournet, Rodrigue Desmorat

Mots clés

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Résumé

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Cette étude porte sur la caractérisation et la modélisation du comportement thermomécanique quasistatique d’un explosif comprimé appelé M2. Tout d’abord, un état de l’art de la caractérisation des explosifs comprimés est dressé et les modèles développés pour ces matériaux sont étudiés. Les données expérimentales disponibles sur M2 étant limitées, une campagne est engagée afin de caractériser le comportement quasistatique de ce matériau composite agrégataire. De nombreux chargements sont réalisés à différentes vitesses, pressions et températures. Les réponses expérimentales mettent en évidence un comportement viscoélastique endommageable et une anisotropie induite par l’écoulement plastique. Les modèles définis pour les explosifs comprimés ne sont pas appropriés pour décrire ce comportement. Un modèle tenant compte des mécanismes observés est alors formulé. La viscoélasticité est intégrée à un modèle microplan permettant la description de l’endommagement anisotrope et de son effectivité. Une viscoplasticité multicouche est formulée pour décrire l’écrouissage cinématique non linéaire. Le critère de plasticité de chaque surface est de type von Mises. Une dilatance décrit l’écoulement volumique. La loi de comportement est implémentée dans le code aux éléments finis Abaqus/Standard sous la forme d’une routine utilisateur. Le modèle, qui comporte plus de cinquante paramètres, est identifié sur M2 à partir de dix essais. Soixante simulations sont ensuite réalisées pour confronter le modèle à tous les essais. À quelques exceptions près, le modèle reproduit correctement le comportement de M2. Des pistes de réflexion sont ouvertes pour optimiser l’algorithme. Enfin, l’application du modèle à d’autres explosifs comprimés est mise en question. Le comportement d’un second matériau énergétique agrégataire est analysé. Des simulations prospectives indiquent qu’un travail sur les fonctions d’effectivité est nécessaire avant de pouvoir généraliser le modèle.