rapport d'activité 2009 - MINES ParisTech

Laboratoire de mécanique des solides
Directeur : Bernard HALPHEN
Centre commun MINES PARIS-PONTS-X
Unité Mixte de Recherche CNRS/X
(UMR 7649), Département ST2I du CNRS
Téléphone 01 69 33 57 03
Courriel lms@lms.polytechnique.fr
Web et publications
http://www.mines-paristech.fr/Fr/LMS
Enseignants chercheurs 7
Autres personnels 40
Doctorants autres établissements 30
Formation
(MINES ParisTech – LMS)
Près de la moitié des chercheurs permanents du laboratoire
participe, à plus d’un tiers de temps, à l’enseignement
du cycle d’ingénieur de l’École polytechnique. Le
laboratoire s’est fortement impliqué dans le montage
d’une nouvelle spécialité de master (Matériaux et sciences
de l’ingénieur « Magis », en partenariat avec l’ENS
Cachan, l’ENSAM, MINES ParisTech et l’UPMC). Le laboratoire
a aussi largement contribué à l’école thématique
CNRS Mesure de champs (8-12 juin 2009).
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Le domaine de recherche du laboratoire porte sur la
mécanique des milieux continus, étudiée à des échelles
multiples du triple point de vue théorique, expérimental
et numérique. Le laboratoire se structure autour
de trois pôles de compétence.
Le pôle Comportement des matériaux et analyses
multi-échelles s’intéresse à la formulation de lois de
comportement ou de critères d’endommagement des
matériaux, à l’optimisation de leur microstructure,
tout comme à l’évaluation de l’impact des procédés
d’élaboration sur leur tenue mécanique. Cette activité
s’appuie sur la caractérisation des microstructures et de
leur hétérogénéité, l’étude expérimentale et la modélisation,
aux échelles pertinentes (souvent multiples) de
leurs mécanismes de déformation, d’endommagement
et de rupture ainsi que la mise en œuvre de techniques
de changement d’échelle.
Le pôle Comportement et durabilité des structures
s’intéresse à la modélisation de structures
complexes et à l’étude de leur comportement. Cette
activité est motivée par des applications industrielles
(notamment via des collaborations dans les domaines
automobile, ferroviaire, aéronautique, énergie, génie
civil). Dans ce cadre, des sujets tels que la fatigue,
l’expérimentation et l’analyse de la stabilité en dynamique,
l’identification et l’inversion, ont connu de
forts développements.
Le pôle Problèmes multidisciplinaires s’intéresse
aux nouveaux enjeux de la mécanique des solides:
milieux complexes – qu’ils soient granulaires, amorphes
ou autres – et développement de la complexité
dans ces matériaux, milieux actifs, mécanique de la
croissance, biomécanique des cellules et des tissus.
Recherche
Approches non itératives en identification de défauts.
Le travail porte, d’une part, sur l’étude de conditions
mathématiques d’identifiabilité de paramètres dans
un contexte viscoélastodynamique et, d’autre part,
sur le développement d’une méthode d’identification
qualitative, non itérative et reposant sur la notion de
gradient topologique, pour l’identification de fissures
à l’aide de données dynamiques. Cette approche se
met aisément en œuvre dans un cadre éléments finis
standard et permet un calcul d’identification beaucoup
plus rapide que les méthodes itératives d’inversion
classiques.
Mécanique des tissus mous. Il s’agit d’étudier le
lien entre propriétés mécaniques des tissus et leurs
compositions et structure microscopique. Deux collaborations
sont développées : une avec le CHU Lariboisière
à Paris (service de neurochirurgie), sur les
propriétés de la dure-mère et une avec le Laboratoire
d’optique et bioscience (LOB) à l’École polytechnique,
sur le tendon.
Modélisation numérique de la déformation
ductile de silicates bi-phasés. Il s’agit de représenter les
différents mécanismes de plasticité identifiés dans les
géomatériaux en torsion à haute température et pression.
Le modèle aux éléments finis prend en compte
les effets de forme, d’interactions et de comportement
fortement non linéaire d’inclusions rigides en forte
proportion (30 %) dans une matrice ductile à réponse
linéaire.
Modèle d’endommagement du verre borosilicate
employé pour la vitrification des déchets nucléaires.
Les propriétés visco-élastiques, d’endommagement et