Mécanique expérimentale

Ce module présente la démarche complète de mise en place d’un protocole expérimental en mécanique des matériaux, depuis la définition du besoin de caractérisation jusqu’à l’exploitation critique des résultats. Les étudiants conçoivent, réalisent et analysent un essai mécanique sur un matériau isotrope de référence puis sur un matériau innovant, par exemple un matériau auxétique, un matériau architecturé ou un matériau à gradient fonctionnel issu de procédés de fabrication additive. Une attention particulière est portée au choix des grandeurs mesurées, à la préparation des éprouvettes, au choix des conditions aux limites, à l’instrumentation, aux incertitudes de mesure et à la comparaison avec des résultats issus de simulations numériques. Le module mobilise des techniques de mesure sans contact, notamment l’analyse d’images et/ou la corrélation d’images numériques, afin d’accéder à des champs de déplacements et de déformations.

The course is dedicated to the experimental characterisation of classical and advanced microstructured materials, including correlation with numerical simulation results. The whole course (lectures, laboratories and examination) is accessible to English-speaking students.

À l’issue du module, l’étudiant sera capable de définir une problématique expérimentale en mécanique des matériaux ; concevoir un protocole d’essai adapté à un matériau et à un objectif de caractérisation ; choisir et justifier une méthode de mesure, notamment sans contact ; préparer et instrumenter un essai mécanique ; exploiter des données expérimentales pour identifier des grandeurs mécaniques ; comparer des résultats expérimentaux à des résultats de simulation numérique ; analyser les écarts entre essai et calcul ; prendre en compte les incertitudes, limites expérimentales et hypothèses de modélisation ; présenter les résultats sous forme de rapport technique,

Session 1: 
Régime standard: Contrôle continu (40% TD/TP, 60% DS).
Le régime dérogatoire n’est pas proposé pour cet enseignement. 

Session 2:
DS 

Mécanique des milieux continus ; résistance des matériaux ; comportement élastique linéaire des matériaux ; notions de mécanique des matériaux et de caractérisation expérimentale ; bases de simulation numérique par éléments finis ; traitement de données sous MATLAB, Python ou équivalent.

Concevoir un protocole expérimental en mécanique des matériaux ; mettre en œuvre un essai mécanique sur matériau isotrope et matériau innovant ; utiliser des techniques de mesure sans contact ; traiter des images ou des données expérimentales ; identifier des paramètres mécaniques à partir de mesures ; analyser la validité, la répétabilité et les incertitudes d’un essai ; comparer des résultats expérimentaux et numériques ; interpréter les écarts entre modèle et expérience ; rédiger un rapport technique structuré ; argumenter des choix expérimentaux et de modélisation.

Sutton M. A., Orteu J.-J., Schreier H. W., Image Correlation for Shape, Motion and Deformation Measurements, Springer.

Lemaitre J., Chaboche J.-L., Mécanique des matériaux solides, Dunod.

François D., Pineau A., Zaoui A., Comportement mécanique des matériaux, Hermès/Lavoisier.

Batoz J.-L., Dhatt G., Modélisation des structures par éléments finis, Hermès.

Prawoto Y., “Seeing auxetic materials from the mechanics point of view: A structural review on the negative Poisson’s ratio”, Computational Materials Science, 2012.

Loh G. H. et al., “An overview of functionally graded additive manufacturing”, Additive Manufacturing, 2018.

Supports de cours ; énoncés de TP ; tutoriels et protocoles spécifiques ; articles scientifiques fournis sur l’espace cours ; bancs d'essais et licences logiciels.