Projet ANR-07-BLAN-0304 – QIRD_THS : Quantitative infrared detection of thermomechanical heat sources
Programme : Blanc (BLANC) 2007
Année de financement : 2007
Coordinateur du projet : CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE LANGUEDOC-ROUSSILLON (CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE LANGUEDOC-ROUSSILLON)
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique; Centre national de la recherche scientifique; Centre national de la recherche scientifique; Université de Reims Champagne-Ardenne
Montant : 440000.0 euros
Date de début : 2007
Durée : 36 mois
Résumé : Ce projet est centré sur la détermination des champs de source de chaleur accompagnant la déformation des matériaux. Ces sources, déduites de cartes de température de surface obtenues par thermographie infrarouge, traduisent le caractère dissipatif des processus de déformation et indiquent l'existence de mécanismes de couplage thermomécanique. Depuis une vingtaine d'années, l'équipe porteuse du projet (Partner #1 : Equipe «Chrysochoos» Université de Montpellier) a montré que ces données calorimétriques représentent une information utile à la compréhension et à la modélisation du comportement des matériaux. La puissance calorifique mise en jeu intervient en effet dans la construction des bilans d'énergie et sert à contrôler la pertinence des variables d'états choisies pour décrire les conséquences macroscopiques des évolutions microstructurales. Des applications sur une large gamme de matériaux ont permis d'étudier les effets dissipatifs de la localisation (métaux, polymères), d'analyser la propagation de fronts de changement de phase (AMF), de détecter les zones matérielles où se développe la fatigue à grand nombre de cycles, etc. -  -  Une analyse de la littérature montre que les équipes qui ont investi dans les techniques d'imagerie IR pour analyser le comportement des matériaux sont encore rares. On constate cependant depuis le début des années 2000, notamment en France, qu'elles suscitent un intérêt croissant des Laboratoires et des Industries liés à la Mécanique des Matériaux. Les quatre équipes participant au projet ont un spectre large de compétences et d'intérêts, permettant la couverture des aspects multidisciplinaires liés à l'analyse thermomécanique du comportement des matériaux, et une forte activité de valorisation et de transfert vers les milieux industriels. Le groupe comprend ainsi des spécialistes de la métrologie dans le domaine infrarouge (Partner #2 : Equipe «Bissieux», Université de Reims), des méthodes non destructives liées à la caractérisation des matériaux (Partner #3: équipe «Batsale», ENSAM de Bordeaux) et de méthodes inverses (Partner #4: équipe «Bonnet», Ecole Polytechnique de Palaiseau). -  -  La fiabilité de l'analyse thermomécanique repose avant tout sur la qualité des champs de température mesurés. Les caméras à matrice de détecteur, quoique plus rapides que les anciennes caméras à balayage, présentent néanmoins de sérieux problèmes de métrologie dus aux hétérogénéités de réponse des matrices de détecteurs, au manque de stabilité (thermique) des signaux, aux distorsions induites par des interactions entre le détecteur et les optiques. Ces limites technologiques, dont certaines sont rédhibitoires pour nos applications, doivent être analysées et repoussées voire supprimées. Le groupe (en particulier Partner #2), entretenant des contacts étroits depuis de nombreuses années avec les principaux constructeurs de caméras IR, devrait pouvoir bénéficier des informations techniques nécessaires pour améliorer efficacement les performances des dispositifs actuels. -  -  La conquête des paramètres thermophysiques intervenant dans l'équation de la chaleur est aussi un enjeu important de ce projet. Des méthodes permettant d'atteindre des champs de chaleur spécifique, de conduction et de dilatation doivent être développées (Partner #3, #4). En particulier, des méthodes inverses spécifiques pourront être adaptées pour suivre l'évolution de ces coefficients au cours d'un processus de déformation, traduction macroscopique d'évènements microstructuraux importants (endommagement, vieillissement, changement de phase, ...). Pour les mesures de dilatation, les techniques de corrélation d'images ou de micro grilles respectivement développées par Partner #1 et Partner #4 seront adaptées puis utilisées. -  -  Ces coefficients, une fois obtenus, sont par ailleurs nécessaires aux calculs des sources de chaleur. Pour ce faire, Partner #1 utilise classiquement des méthodes directes passant par une estimation des opérateurs a