Caractérisation et modélisation du comportement mécanique d’élastomères compressibles

Soutenance de thèse de Manon Bour au 7 Avenue Marcel Dassault, 37300 Tours, en Amphi Dassault

Résumé:
Le CEA/DAM développe des structures contenant de nombreux matériaux et des applications impliquant des variations de température. La dilatation thermique de chaque matériau étant différente, un matériau compressible est introduit en tant que liaison jointive afin de réduire les contraintes internes des autres pièces et éviter leur rupture prématurée. Ces joints sont des élastomères silicones de type RTV auxquels sont mélangées des microsphères (coques de thermoplastique creuses) pour le rendre compressible. C’est un matériau ayant un comportement hyperélastique pouvant se déformer de manière importante. Sollicité en compression hydrostatique, il peut subir, selon son grade, une variation de volume allant jusqu’à 30%. Il a également d’autres traits communs des élastomères : la présence d’effet Mullins, de viscosité et sûrement de la plasticité. Afin de simuler le comportement de ces joints, un modèle de comportement phénoménologique a été développé. Basé sur une décomposition du tenseur gradient de transformation, il permet l’introduction de phénomènes dissipatifs multiples, comme la visco-plasticité et la visco-élasticité. La déformation est scindée en une partie isochore et une partie volumique. Cela entraîne un découplage de la contrainte en contributions déviatorique et sphérique. Finalement, le modèle obtenu est élasto-(visco-)plastique et tient compte de l’adoucissement de contraintes lié à l’effet Mullins, à la fois sur les parties déviatorique et sphérique. Ses paramètres sont identifiés grâce à une méthode basée sur un couplage entre la POD et une technique d’interpolation. L’avantage de cette démarche est de pouvoir estimer l’influence des paramètres sur le comportement mécanique considéré et donc directement leur identifiabilité