Homogénéisation numérique et expérimentale d'un matériau auxétique : étude des incertitudes liées à un procédé de fabrication
Jérémy Marty  1, 2, *@  , Nawfal Blal  2, *@  , Julien Bajolet  3@  
1 : ESTA LAB'
Ecole supérieure des technologies et des affaires, 90000 Belfort, France
2 : Laboratoire de Mécanique des Contacts et des Structures [Villeurbanne]  (LaMCoS)  -  Site web
Univ Lyon, INSA-Lyon, CNRS UMR5259, LaMCoS, F-69621, France
3 : Innovation plasturgie composite  (IPC)
CT-IPC
* : Auteur correspondant

Les nouveaux procédés de fabrication tels que la fabrication additive permettent de développer des structures innovantes grâce à la liberté de conception fournie par le procédé. Les matériaux architecturés permettent d'alléger les structures tout en gardant une rigidité équivalente. De ce fait, ces procédés permettent de fabriquer des structures à la microstructure complexe ayant des propriétés macroscopiques intéressantes comme un coefficient de Poisson négatif.

Le comportement macroscopique des structures réalisées par fabrication additive dépend fortement du procédé de fabrication en lui-même. En effet, ce procédé influence les paramètres microscopique du matériau (comportement, porosité, morphologie) et à fortiori le comportement macroscopique. Il s'avère indispensable d'étudier la propagation des incertitudes lors du passage de l'échelle microscopique vers l'échelle macroscopique.

Dans cette étude, deux structures auxétiques (une structure architecturée classique et une complexe avec des motifs chiraux) sont mises au point. Les paramètres du comportement effectif linéaire sont déterminées à partir de deux méthodes d'homogénéisation différentes. Une première estimation est réalisée par homogénéisation numérique avec la méthode des éléments finis. Une seconde estimation des paramètres de comportement effectifs est réalisée par une homogénéisation expérimentale basée sur la corrélation d'images numérique. Une analyse des incertitudes liées au procédé de fabrication est menée avec l'étude de la sensibilité aux paramètres de géométrie et au comportement du matériau à l'échelle microscopique.


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