Modélisation du Couplage entre diffusion d’EAU et comportement mécanique de matériaux COMPosites (CEAUCOMP)

L’objectif de ce projet, dans le cadre d’un projet ONR (Office of Naval Research), fut de développer des modèles prédictifs numérique pour des matériaux composites en conditions couplées.
Le couplage ici résulte en l’exposition simultanée du composite à l’immersion dans l’eau et à un chargement mécanique. Ces deux sollicitations accélèrent le développement de l’endommagement par rapport à des conditions non-couplées prises en compte classiquement aujourd’hui (vieillissement hydrique suivi d’un chargement mécanique). Cependant, les structures EMR en service opérationnel, applications réelles, subissent des conditions couplées, et il est donc indispensable de disposer d’outils prédictifs qui les prennent en compte. Ces simulations permettront à termes de réduire les opérations d’inspection et de maintenance des pièces en service.

L’originalité de ce projet réside dans son orientation vers le couplage hydromécanique. Dans les travaux existants (état de l’art), il n’existait pas beaucoup de données sur la chute de propriétés après un vieillissement hydrique, pour autant il existe une interaction certaine entre l’absorption d’eau et les contraintes mécaniques de service qui peut provoquer des couplages hydromécaniques voire une accélération des endommagements et une rupture prématurée.

A la suite d’essais découplés de 500 jours, caractérisations diffusives et mécaniques séparées, un modèle viscoélastique a été utilisé pour représenter le comportement en fluage des matériaux d’études. Ce dernier a ensuite été introduit dans un logiciel par élément finis pour réaliser des calculs hygro-viscoélastiques (couplage diffusion et comportement viscoélastique) et analyser les champs hygro-mécaniques locaux.