CONTRIBUTION A L'ETUDE DES ELASTOMERES ET DES MEMBRANES SOUFFLEES

In the present work, two complementary aspects of the mecanical modeling of rubber-like matérials are examined. The first one concerns the choice in the constitutive model for such materials, the second one concerns the development of a specific finite element in order to model inflation of elastomeric membranes.After a brief description of the particular mecanical properties of these materials, a identification procedure of the material parameters is proposed. For this purpose, a specific numerical tool is developped. It allows material parameters identification taking into account different load cases simultaneously. One of the original features of this work is the use of genetic algorithms and a objet-oriented-like programing. With this tool, a classification of the relevance of different hyperelastic materials found in the bibliography has been performed. Attention has been given on the construction of a new model for the Mullins effect. The phenomenon induices stress-softening during the first load cycles and is typical of rubber-like materials. Based on physical point of views, a modification of the eight-chains model is proposed in order to model changes in network caracteristics.Finally, comparison of models is performed through structural examples made of inflated membranes. A finite element has been developped using B-spline interpolation in order to study the non-linear responses of simple axisymetrical structures. The comparison of recent statistically based models is performed to point out influence of the choice of the contitutive model in the global response of the structure.Dans le présent travail, deux aspects complémentaires de la modélisation mécanique des élastomères sont abordés. Le premier concerne le choix d'un modèle de comportement adapté aux élastomères et le second concerne le développement d'un élément fini spécifique pour l'étude des membranes élastomères soufflées. Après une description des caractéristiques mécaniques particulières de ces matériaux, une méthodologie d'identification des paramètres matériels est proposée. A cette fin, un outil spécifique est développé. Celui-ci permet d'identifier un matériau suivant plusieurs cas de chargement simultanément. Une des originalités de ce travail est l'utilisation des algorithmes génétiques et d'une programmation proche de l'orienté objet. Cet outil a permis d'établir un bilan des performances respectives de différents modèles hyperélastiques de la littérature. Notre attention s'est ensuite portée sur la construction d'un nouveau modèle permettant de modéliser l'effet Mullins, perte de raideur dans les premiers cycles de chargement, caractéristique des élastomères. Sur la base de concepts physiques, le modèle huit-chaînes est modifié afin de rendre compte des modifications des caractéristiques de réseau. Enfin, la comparaison des modèles de comportement est vue au travers du soufflage de structures membranes. Un élément fini utilisant une interpolation de type B-spline est développé afin d'étudier la réponse fortement non-linéaire de structures simples axisymétriques. Puis, une étude comparative est menée sur les modèles récents fondés sur la statistique de chaînes afin de mettre en évidence l'influence du choix du modèle constitutif sur la réponse globale de la structure