Caractérisation multi-échelle des propriétés matériaux de tissus composites par mesures vibratoires

Abstract

L’inconvénient principal des méthodes de caractérisation classiques est lié à l’impossibilité de pouvoir déterminer les constantes techniques d’élasticité dans le cas 3D : avec les essais classiques il est possible de déterminer les propriétés élastiques dans le plan du pli constitutif et avoir des valeurs approximées vis-à-vis des modules de cisaillement transverse. Aucune information ne peut être déduite sur les propriétés des phases constitutives à l’échelle microscopique. Pour contourner les restrictions propres aux essais de caractérisation standard, on propose une stratégie d’identification multi-échelle (MSIS, multi-scale identification strategy) permettant d’évaluer les propriétés matériaux à toute échelle caractéristique du problème sur la base d’essais non-destructifs effectués à l’échelle macroscopique. La méthode MSIS s’appuie d’une part sur une technique d’homogénéisation numérique et d’autre sur l’utilisation d’un algorithme au gradient pour résoudre le problème d’optimisation associé. Le problème est formulé comme un problème de minimisation sous contrainte : l’idée est celle de minimiser l’écart entre la réponse dynamique « numérique » (dépendant des propriétés du matériau aux échelles inférieures) et celle expérimentale tout en respectant les contraintes d’existence du tenseur de rigidité des phases constitutives à l’échelle microscopique. L’efficacité de la méthode sera prouvée à travers une campagne d’essais faites surcomposites à renfort unidirectionnel.