Micro-mécanique et imagerie 3D

La majorité des activités expérimentales que nous menons s’appuie sur la microtomographie à rayons X de laboratoire ou synchrotron. L’utilisation des tomographes de laboratoire présents sur le campus Grenoblois (3SR ou SIMAP) ou synchrotron (ESRF et SLS en absorption, contraste de phase, contraste de diffraction et temps réel) permet de visualiser la microstructure des milieux fibreux ou granulaires étudiés à plusieurs échelles spatiales (taille de pixel de 0.5 µm à 100 µm). Des protocoles d'acquisition sont développés spéficiquement en fonction du matériau à imager (agent de contraste, ajustement de la dose et du contraste). Afin de visualiser l’évolution microstructurale de ces milieux sous sollicitation physique et/ou mécanique, des dispositifs de chargement sont conçus de manière à être compatibles avec l’ensemble des tomographes utilisés et avec la problématique étudiée (compression simple, compression canale, flexion 3 et 5 points, traction, cisaillement, torsion, température et humidité, ces sollicitations pouvant être couplées).

Les microstructures ainsi imagées sont quantifiées. Nous développons des outils d'analyse d'images pour :

• identifier les fibres (nombre, longueur, courbure et orientation) et les contacts fibres/fibres (surface, orientation et indentation) pour des géométries fibreuses 2D ou 3D à section (non-)circulaires et (non-)constantes
• identifier les grains et les contacts grains/grains dans des milieux granulaires avec des répartitions de taille grains multimodales
• analyser les orientations locales des textures fibreuses lorsque l’identification des fibres individuelles est difficile.  

Les microstructures imagées ou issues des étapes de quantification sont utilisées pour obtenir des mesures de champs par corrélation volumique d’images, ou par suivi de particules en 3D (principalement dédiés aux milieux fibreux).
 

Thèses en cours

• I. Haffar (2019-2022) - Comportement de l’eau dans les carburants aéronautiques à basse température - col. 3SR / IFTS / CEN
• H. Murtaza (2018-2021) - Utilisation du Seuillage en Energie pour une nouvelle Imagerie en Tomographie - col. 3SR/SIMAP
• R. Granger (2016-2019) - Métamorphose de la neige - col. 3SR / CNM
• M. Teil (2015-2019) - Simulations numériques par méthodes discrètes de la mise en forme de matériaux biosourcés à base de poudre d’amidon.

Alumni

Post-docs

• T. Laurencin (2018) - Micromécanique de mèches de fibres - col. 3SR/Safran/LaMCos
• D. Depriester (2015) - Conductivité thermique des gommes de pneu chargées de fibres conductrices - col. 3SR/Michelin
• J. Viguié (2015) - Soudage par compression ultrasonore de matériaux fibreux lignocellulosiques

Thèses

• V. Krasnoshlyk (2013-2017) - Etude multi-échelles et multiphysiques des mécanismes de fissuration dans les matériaux à base de fibres naturelles . col. 3SR / LaMCoS / LGP2 / Univ. Uppsala (Suède)
• A. Dadda (2014-2017) - Étude mécanique et microstructurale des sols bio-cimentés : application aux ouvrages hydrauliques en terre . col. 3SR/CNR
• T. Laurencin (2013-2017) - Étude de la rhéologie des suspensions de fibres non-newtoniennes par imagerie et simulation numérique 3D à l'échelle des fibres.
• C. Marulier (2010-2013) - Etude multi-echelles des couplages entre les proprietes hygroelastiques des papiers et leur microstructure - col. 3SR / LGP2