Elasticité anisotrope et endommagement des matériaux composites : caractérisation ultrasonore et modélisation micromécanique

Une question importante en mécanique des matériaux composites anisotropes concerne la détermination de leurs propriétés délasticité effectives, en relation avec les propriétés des phases qui les constituent et de leur arrangement. Dans ce travail, nous nous sommes efforcés dapporter des éléments de réponses à ce problème. Notre contribution à létude des propriétés mécaniques effectives en relation avec la microstructure concerne différents types de matériaux compositescertains à matrice métallique renforcée soit par des fibres dalumine, soit par des inclusions de carbure de siliciumdautres à matrice polymère renforcée par des fibres de verre. Deux approches, lune expérimentale et lautre théorique, ont été développées parallèlement. La méthode expérimentale est une méthode non destructive en immersion utilisant la propagation des ondes ultrasonores en incidence variable associée à un processus numérique doptimisation permettant de déterminer les constantes délasticité. Les résultats obtenus sont analysés en relation avec une connaissance précise de la microstructure des matériaux, déterminée par des méthodes danalyse dimages développées au laboratoire. Lapproche théorique consiste à utiliser les modèles micromécaniques prédictifs basés sur le problème de linclusion dEshelby (Mori et Tanaka, Ponte Castañeda et Willis). Les résultats des différents modèles sont discutés au travers des résultats expérimentaux et en relation avec la microstructure. En ce qui concerne les composites à matrice polymère à haut taux de renfort, les propriétés délasticité de linterphase fibre/matrice ont été déduites à partir des résultats de lévaluation ultrasonore, en inversant lapproche micromécanique. Enfin pour ces matériaux, lendommagement anisotrope résultant dun vieillissement hygrothermique a été mis en évidence et interprété