Recherche
Les équipes de recherche du Centre des Matériaux se consacrent à la compréhension approfondie des phénomènes et des processus permettant d’expliquer et de prévoir le comportement des matériaux soumis à des sollicitations mécaniques, thermiques, ainsi qu’à des environnements souvent corrosifs. Le comportement des matériaux résulte non seulement de leur composition, mais également du processus d’élaboration et de transformation thermomécanique que l’on cherche à optimiser.
La maîtrise des matériaux repose sur deux axes essentiels : d’une part, l’amélioration des procédés d’élaboration (notamment par la pureté des alliages et le contrôle des microstructures), et d’autre part, la compréhension de leur comportement dans des conditions aussi proches que possible de celles rencontrées en service.
Avec une attention particulière à la fiabilité et à la préservation de l’environnement, la recherche du Centre des Matériaux met l’accent sur des matériaux capables de répondre aux exigences industrielles complexes.
Les 3 pôles de recherche
Les activités de recherche sont organisées autour de trois grands pôles, chacun étant le fruit d’un travail collaboratif entre physico-chimistes, mécaniciens, numériciens et ingénieurs spécialisés.
SIMS
SImulation des Matériaux et des Structures
Le pôle SIMS se concentre sur la modélisation numérique des matériaux et des structures. Grâce à des simulations avancées, il est possible de prédire les comportements des matériaux sous diverses sollicitations et d’optimiser les processus de conception. L’utilisation des modèles numériques permet de simuler des phénomènes complexes, en intégrant des géométries réalistes et en tenant compte de la variabilité des matériaux.
MEM
Mécanique Expérimentale — Matériaux
Le pôle MEM se focalise sur les essais expérimentaux visant à caractériser le comportement des matériaux en fonction des contraintes mécaniques, thermiques et environnementales. L’approche expérimentale fournit des données cruciales pour la validation des modèles théoriques et la compréhension des mécanismes de déformation, d’endommagement et de rupture des matériaux.
GEM
Genèse, Évolution des Microstructures
Le pôle GEM s’intéresse à la microstructure des matériaux et à son évolution au cours des différents traitements thermomécaniques. Comprendre comment la microstructure influence les propriétés des matériaux à différentes échelles permet de mieux concevoir des matériaux performants et durables.
Avancées en génie des matériaux : une approche pluridisciplinaire pour des modèles plus précis
Les développements récents en génie des matériaux sont le fruit de l’association d’experts issus de disciplines variées : physico-chimistes, mécaniciens et numériciens. Cette approche pluridisciplinaire a permis d’effectuer des avancées significatives dans plusieurs domaines :
Modélisation du comportement des matériaux
L’intégration de lois représentant un large éventail de matériaux (métaux, alliages, céramiques, polymères, composites, multi-matériaux, etc.) dans des conditions de sollicitation complexes (grandes déformations, fluage, fatigue) permet d’optimiser le dimensionnement des composants et des structures.
Prise en compte des défauts et de l’endommagement
La fiabilité des matériaux est au cœur de la recherche du Centre. La compréhension et la modélisation des défauts dans les matériaux permettent d’améliorer l’évaluation de leur fiabilité et de mieux prédire leur durée de vie dans des conditions d’utilisation variées.
Approche « micro-macro »
L’ambition de l’approche « micro-macro » est de déduire les propriétés macroscopiques des matériaux (propriétés mécaniques ou physiques) à partir de leurs caractéristiques microstructurales. Cette approche permet de mieux comprendre les liens entre la microstructure des matériaux et leurs performances à grande échelle.
Mécanique de la rupture
Le Centre des Matériaux a développé une approche locale de la mécanique de la rupture qui prend en compte les caractéristiques microstructurales pour évaluer les processus d’endommagement et de fissuration. Cette méthode est essentielle pour prévoir le comportement des matériaux dans des situations extrêmes, notamment dans les environnements industriels sévères.
L’utilisation des supercalculateurs pour des modèles précis
L’amélioration des performances des ordinateurs permet désormais de traiter des problèmes industriels complexes. Les modèles numériques peuvent désormais intégrer des réalités géométriques plus fines, une meilleure représentation du matériau et la variabilité des sollicitations mécaniques et thermiques. Cela permet de traiter des cas de plus en plus proches des conditions réelles rencontrées dans l’industrie.
