Caractérisation mécanique des matériaux à partir de mesures optiques - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Hdr Année : 2013

Mechanical characterisation of materials from optical measurements

Caractérisation mécanique des matériaux à partir de mesures optiques

Résumé

The experiment in mechanics provides first observation, understanding the phenomena and the possible establishment of models. These models require experimental input data (parameters) and validations. Ultimately products from predictions / dimensioning are also tested. In this context, optical methods for the characterization of materials and structures (photomechanics) are of great interest. The work presented in this thesis falls within this scope and emphasizes the two main themes of research I developed: (A) full-field measurements by digital image correlation (DIC) and its use for the behavior analysis and the mechanical characterization of materials, and (B) optical fiber sensors for monitoring composite manufacturing processes (in the case of restricted measurements without visual access). The first part of the thesis presents my personal file summarizing my general activities as an assistant professor at the Ecole Mines Albi. The second part presents my research activities around these two themes. The first theme is divided in three main areas of research: (A1) full-field kinematic measurements by DIC and metrological characterization, (A2) characterization of materials behaviors using DIC measurements, and (A3) inverse identification of constitutive parameters from statically indeterminate tests and measurements by DIC. The second theme is divided in two main areas of research: (B1) the measurement of temperature and strains by fiber Bragg grating sensors applied to the monitoring of composite manufacturing processes, and (B2) the measurement of the conversion degree by Fresnel refractometer. The thesis ends with a general overview and some research perspectives.
L'expérience en mécanique permet tout d'abord l'observation, la compréhension des phénomènes, puis la mise en place éventuelle de modèles. Ces modèles nécessitent des données d'entrée expérimentales (paramètres) puis des validations. In fine les produits issus des prédictions / dimensionnement via les modèles sont aussi testés. Dans ce cadre, les méthodes optiques pour la caractérisation des matériaux et des structures (photomécanique) sont d'un grand intérêt. Les travaux présentés dans ce mémoire se situent dans ce périmètre, suivant les deux principaux thèmes de recherche que j'ai développés : (A) les mesures de champs par méthodes de corrélation d'images et leur exploitation pour l'analyse du comportement et la caractérisation mécanique des matériaux, et (B) les capteurs à fibre optique pour le suivi des procédés de fabrication des composites (mesures confinées et sans accès visuel). La première partie du mémoire présente mon dossier personnel résumant mes activités générales en temps qu'enseignant-chercheur à l'Ecole des Mines d'Albi. La deuxième partie présente mon dossier de recherche, articulée autour de ces deux thèmes. Le premier thème se décompose suivant trois axes majeurs : (A1) les mesures de champs cinématiques par corrélation d'images et leur caractérisation métrologique, (A2) la caractérisation du comportement de matériaux à l'aide de mesures par corrélation d'images, et (A3) l'identification inverse de paramètres constitutifs à partir d'essais statiquement indéterminés et de mesures par corrélation d'images. Le second thème se décompose suivant deux axes majeurs : (B1) la mesure de température et de déformations par capteur à fibre optique à réseaux de Bragg appliquées au suivi de procédé d'élaboration de composites, et (B2) la mesure du degré d'avancement par réfractomètre de Fresnel. Le mémoire se clôture par un bilan général et quelques perspectives de recherche.
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Dates et versions

tel-00839842 , version 1 (30-06-2013)
tel-00839842 , version 2 (01-07-2013)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00839842 , version 1

Citer

Laurent Robert. Caractérisation mécanique des matériaux à partir de mesures optiques. Mécanique des matériaux [physics.class-ph]. Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2013. ⟨tel-00839842v1⟩
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