A Cavaillon, à Saint-Gobain Research Provence, un des huit centres transversaux de Recherche & Développement du groupe, différents types de tests de fissuration et de choc thermique existent déjà pour caractériser les céramiques réfractaires développées dans le centre. Pour une caractérisation approfondie des matériaux, il apparaît le besoin d’un meilleur contrôle des gradients thermiques lors de ces essais, ainsi que la possibilité de pouvoir étudier la fatigue thermique lors par exemple de cycles rapides successifs.
Face à ce besoin, une approche mêlant l'expérimental et le numérique est proposée dans le cadre de cette thèse.
Expérimentalement, une solution serait l’utilisation d’un chauffage par impulsion laser pour chauffer rapidement une pièce céramique, saine ou déjà fissurée. En maîtrisant les conditions d’essais avec le laser, il sera possible de solliciter thermiquement les échantillons plus ou moins loin des pré-entailles existantes et ainsi déterminer des critères de propagation et d’endommagement. Compte tenu de la grande rigidité des céramiques, un autre objectif réside dans la mise au point d’un dispositif permettant de suivre précisément la fissuration et les déformations pendant l’essai : caméras thermiques, corrélation d’images.
Numériquement, le dimensionnement et l’analyse de tels essais nécessite la mise en place de simulations numériques thermomécaniques pour prédire le comportement à fissuration des échantillons de céramiques en fonction de la géométrie des échantillons et du chargement thermique induit par le laser. Pour cela, les méthodes numériques de critères couplés et de champ de phase seront utilisées et adaptées aux céramiques étudiées.
Un fort dialogue entre expérimental et numérique permettra une optimisation des conditions d’essais, une validation des simulations et donc la possibilité de prédire la résistance à la fissuration selon différentes applications industrielles.
Ce sujet de thèse CIFRE est proposé dans le cadre du laboratoire commun MATILDE entre Saint-Gobain, le laboratoire MATEIS et le laboratoire LaMCoS.
Lieu de réalisation de la Thèse : Villeurbanne (69) avec déplacements ponctuels à Cavaillon (84)
