Matériaux composites: une première mondiale pour mesurer les déformations à l'échelle nanométrique !

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La corrélation d'images numériques (DIC) permet de cartographier en 2D les déformations qui se produisent dans un matériau, en suivant les déplacements d'un motif de taches déposé sur la surface de l'échantillon.

La résolution spatiale des champs de déformation calculée avec la DIC dépend de celle du motif de taches, et il est particulièrement difficile d'obtenir des motifs nanométriques de bonne qualité.

En s'appuyant sur la technique d'évaporation de l'indium par faisceau d'électrons - technique ayant la capacité de former des "îlots" discontinus sur le matériau du substrat et mise en oeuvre au sein de la plateforme WINFAB -, des motifs de taches ultrafins ont été déposés avec succès sur des surfaces de composites polymères renforcés de fibres de carbone et de verre.

Des essais de compression in situ des spécimens mouchetés ont ensuite été réalisés avec un microscope électronique à balayage (SEM) de la plateforme LACaMi, et les images acquises ont permis les premières mesures DIC à l'échelle nanométrique sur ce type de matériau.

Cette nouvelle méthode devrait permettre de mieux comprendre la déformation locale et le comportement à la rupture des composites à l'échelle de la fibre, ce qui est crucial pour concevoir des modèles d'éléments finis précis de ces matériaux à toutes les échelles de longueur.

 

Cette réalisation a été rendue possible par le travail d'équipe de deux doctorants de l'IMAP, Nathan Klavzer et Sarah Gayot (superviseur : Pr Thomas Pardoen), et d'un chercheur senior, Michaël Coulombier.
 
Ce travail a été récemment présenté à la European Solid Mechanics Conference (ESMC) à Galway, Irlande, et a reçu le prix Euromech du jeune chercheur parmi 500 candidats.

D'après l'article original: "Nanoscale digital image correlation measurements on composites: a world first achieved in LACAMI and WINFAB !"

Publié le 01 décembre 2022