2014-10-10 16.35.08

Impact hypervéloce : Thèse de Gabriel Seisson

Étude expérimentale et théorique de l’endommagement du graphite sous sollicitation dynamique – Application aux impacts hypervéloces
par Gabriel Seisson

Les matériaux composites sont très utilisés dans diverses applications et sont parfois soumis à des impacts hypervéloces (IHV), notamment dans le domaine spatial. La taille des impacteurs étant proche de celle des torons de fibres, les simulations mésoscopiques ont tout leur intérêt mais nécessitent des modèles numériques aboutis pour chaque sous-constituant. Le graphite étant souvent utilisé comme matrice ou fibres,
nous avons étudié son comportement dynamique. Ainsi, des expériences de pénétration et de cratérisation ont été menées sur un isographite poreux. L’analyse post-mortem des cibles, associée à des calculs d’ordre de grandeur, apporte un éclairage nouveau sur la phénoménologie des impacts et fournit des renseignements utiles à la simulation numérique.
Un modèle pour matériaux poreux et fragiles, implémenté dans un code de dynamique rapide, est utilisé. Basé en partie sur des propriétés statiques, il a été progressivement testé sur des chocs plans. Son utilisation pour la simulation des IHV donne d’assez bons résultats. Toutefois, il convenait de le valider en s’affranchissant du comportement du projectile. Pour cela, une campagne de chocs lasers a été menée. Plusieurs diagnostics in-situ ont été utilisés simultanément et leur corrélation avec des analyses post-mortem a permis l’identification de différents modes d’endommagement des cibles.
Finalement, bien que l’équivalence entre IHV et chocs lasers ne soit pas démontrée, ces derniers se sont avérés être complémentaires en suggérant de futures évolutions du modèle numérique.