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International audience; The weak properties in the thickness of the laminates in terms of rigidity, fatigue and impact resistance involve delamination sensitivity for thick structures. This issue has led to the development of three-dimensional (3D)preforms with reinforcement through-the-thickness, making it possible to combine good mechanical performance in-plane and out-of-plane. In this study, the tufting technology is used to strength through-the-thickness of stacked layers. This reinforcement technique has extensively gained attention in the composite industry due to its ability to reinforce thick pieces. The present study focuses on the mechanical behaviour of tufted preforms before resin impregnation due to their application in the forming steps during the manufacturing process. Therefore, an experimental investigation of the mechanical behaviour (tensile, bending and in-plane shear) was carried out in order to outline the influence of tufting on the mechanical properties of the final structure.; Les faibles propriétés dans l’épaisseur des stratifiés en termes de rigidité, de résistance à la fatigue et à l’impact, impliquent dans le cadre des pièces épaisses une sensibilité au délaminage. Cette problématique a conduit à l’émergence depréformes tridimensionnelles(3D) disposant de renfortdans l’épaisseur permettant ainsi de combiner de bonnes performances mécaniques dans le plan et hors plan.Dans cette étude, la technologie de renforcement par piquage dans l’épaisseur est utilisée. Cette technique de renforcement est utiliséedans le domaine des matériaux composites, en raison de leur potentiel en termes de renforcement de préformes épaisses.Dans le cadre de cette étude, on se focalise sur le comportement des préformes renforcées par piquage, avant imprégnation, et ce pour leurs utilisations lors des étapes de mises en forme lors des procédés de fabrication. Pour ce faire, des essais élémentaires de caractérisation mécaniqueen traction, flexion et cisaillement plan, ont été menés. Les résultats mettent en évidence l’influence dupiquage sur les propriétés mécaniques du renfort

This work aims to study the mechanical behavior of composites reinforced by flax fibers as well as the mechanical and water behavior of hybrid composites. A high porosity rate observed in these materials leads to a degradation of the mechanical properties. Tensile and buckling tests with acoustic emission monitoring have identified the mechanisms of damage that reign in these materials and highlight their chronology appearance. Microscopic observations of fracture facies validated these results. An optimization of the mechanical properties particularly in terms of reducing the porosity rate has been tested by inserting carbon fibers in the structure. The results showed that the position of carbon fibers is essential in the improvement of water and mechanical properties., Ce travail vise à étudier le comportement mécanique des composites renforcées par des fibres de lin ainsi que le comportement mécanique et hydrique des composites hybrides. Un taux de porosité élevée observée chez ces matériaux conduit à une dégradation des propriétés mécaniques. Des essais de traction et de flambement avec suivi par émission acoustique ont permis d’identifier les mécanismes d’endommagements qui règnent dans ces matériaux et à mettre en évidence leur chronologie d’apparition. Des observations microscopiques des faciès de rupture ont permis de valider ces résultats. Une optimisation des propriétés mécaniques et notamment en termes de réduire le taux de porosité a été testée et ceci en insérant des fibres de carbone dans la structure. Les résultats ont montré que la position des fibres de carbone est primordiale dans l’amélioration des propriété hydrique et mécaniques.

This thesis focuses on the treatment of wood flour used as reinforcement for polymer matrix composites. Indeed, the lack of compatibility between the hydrophilic wood and the hydrophobic polymers is the major difficulty encountered when processing wood-polymer composites. The treatment of the wood reinforcements is necessary to improve the mechanical and hygroscopic properties of the composites. Here, we proposed to apply direct fluorination to wood flour in order to reduce its hydrophilic character and then improve its compatibility with polymer matrix. Physicochemical characterization of the non-treated and fluorinated wood flours was carried out to observe the fluorination effects. The success of the fluorine grafting onto the wood components was confirmed by chemical analyses. Moreover, significant decrease in the number of moisture adsorption sites in wood was observed. This reduction led to a decrease in the equilibrium moisture content of wood after direct fluorination. In addition, the physical structure of the particles and the thermal behaviour of the wood were not modified by the treatment. Wood-polyester composites were processed by hot compression moulding with non-treated and fluorinated reinforcements. These composites were characterized by tensile, flexural and creep tests. Furthermore, a hygroscopic characterisation was also carried out. The results showed an improvement of the mechanical and hygroscopic properties of the composites with the reinforcements fluorination.; Cette thèse porte sur le traitement de la farine de bois et son utilisation comme renforts de composites à matrice polymère. En effet, l’incompatibilité entre le bois, hydrophile, et les polymères, généralement hydrophobes, est la principale difficulté de mise en oeuvre des composites bois-polymère. Un traitement des renforts bois est alors nécessaire pour améliorer les propriétés mécaniques et hygroscopiques des composites. Un traitement par fluoration directe est ici proposé pour diminuer le caractère hydrophile du bois et augmenter son adhésion avec la matrice polymère. Après une phase de développement et de réglage du traitement, une caractérisation physico-chimique de la farine de bois non-traitée ou fluorée a été réalisée afin d’observer l’effet de la fluoration. Le greffage de fluor sur les constituants du bois a été validé, et une diminution du nombre des sites de sorption de l’eau dans le bois a été constatée. Cette réduction a conduit à une diminution de la teneur en eau du bois après fluoration. En outre, la structure physique des particules et le comportement thermique du bois n’ont pas été modifiés par le traitement. Des composites bois-polyester ont été fabriqués par moulage par compression à chaud, avec des renforts non-traités et fluorés. Ceux-ci ont été testés en traction, en flexion, et en fluage afin d’observer l’influence du traitement sur les propriétés mécaniques des composites. Par ailleurs, une caractérisation hygroscopique a également été conduite. Les résultats montrent que la fluoration directe des renforts permet d’améliorer les propriétés mécaniques et hygroscopiques des composites bois-polyester.

This thesis focuses on the treatment of wood flour used as reinforcement for polymer matrix composites. Indeed, the lack of compatibility between the hydrophilic wood and the hydrophobic polymers is the major difficulty encountered when processing wood-polymer composites. The treatment of the wood reinforcements is necessary to improve the mechanical and hygroscopic properties of the composites. Here, we proposed to apply direct fluorination to wood flour in order to reduce its hydrophilic character and then improve its compatibility with polymer matrix. Physicochemical characterization of the non-treated and fluorinated wood flours was carried out to observe the fluorination effects. The success of the fluorine grafting onto the wood components was confirmed by chemical analyses. Moreover, significant decrease in the number of moisture adsorption sites in wood was observed. This reduction led to a decrease in the equilibrium moisture content of wood after direct fluorination. In addition, the physical structure of the particles and the thermal behaviour of the wood were not modified by the treatment. Wood-polyester composites were processed by hot compression moulding with non-treated and fluorinated reinforcements. These composites were characterized by tensile, flexural and creep tests. Furthermore, a hygroscopic characterisation was also carried out. The results showed an improvement of the mechanical and hygroscopic properties of the composites with the reinforcements fluorination.; Cette thèse porte sur le traitement de la farine de bois et son utilisation comme renforts de composites à matrice polymère. En effet, l’incompatibilité entre le bois, hydrophile, et les polymères, généralement hydrophobes, est la principale difficulté de mise en oeuvre des composites bois-polymère. Un traitement des renforts bois est alors nécessaire pour améliorer les propriétés mécaniques et hygroscopiques des composites. Un traitement par fluoration directe est ici proposé pour diminuer le caractère hydrophile du bois et augmenter son adhésion avec la matrice polymère. Après une phase de développement et de réglage du traitement, une caractérisation physico-chimique de la farine de bois non-traitée ou fluorée a été réalisée afin d’observer l’effet de la fluoration. Le greffage de fluor sur les constituants du bois a été validé, et une diminution du nombre des sites de sorption de l’eau dans le bois a été constatée. Cette réduction a conduit à une diminution de la teneur en eau du bois après fluoration. En outre, la structure physique des particules et le comportement thermique du bois n’ont pas été modifiés par le traitement. Des composites bois-polyester ont été fabriqués par moulage par compression à chaud, avec des renforts non-traités et fluorés. Ceux-ci ont été testés en traction, en flexion, et en fluage afin d’observer l’influence du traitement sur les propriétés mécaniques des composites. Par ailleurs, une caractérisation hygroscopique a également été conduite. Les résultats montrent que la fluoration directe des renforts permet d’améliorer les propriétés mécaniques et hygroscopiques des composites bois-polyester.

The use of polymer materials - replacing or combining with metallic materials - has successfully established itself in the 20th century for increasingly technical mechanical applications. The great diversity of polymers physical properties is closely related to their high microstructural complexity, which is still very misunderstood despite their massive use. The development of new techniques for in situ characterization allows to better understand the microstructural evolutions on nanoscale and micrometer scale which affect the macroscopic behavior. This work report the use of Raman spectroscopy coupled with the VideoTractionTM system in order to obtain information about the microstructural deformation of polymer. Various formulations of polypropylene were studied to highlight the role played by the polypropylene matrix and the organic and mineral fillers in the plastic deformation process. The in situ measures of the macromolecular chains' orientation determined by Raman were confirmed by the performing of an experimental setup coupling the Raman-VideoTractionTM system with a device of Wide angle X-ray scattering. The volume damage of material was studied post mortem using X-ray tomography. The improvements made to VideoTractionTM-Raman system and a study of the incoherent light scattering of our materials enabled the setting of a Raman criterion for measuring in situ the volume damage. The studies carried out to evaluate in situ macromolecular orientation and volume damage highlight the existence of competition between these two processes. The degree of influence of organic and mineral fillers in this competition within the polypropylene matrix was determined.; L'utilisation de matériaux polymères a su s'imposer au cours du 20ième siècle, en remplaçant ou se combinant aux matériaux métalliques, pour des applications mécaniques toujours plus techniques. La grande diversité des propriétés physiques des polymères est intimement lié à leur forte complexité microstructurale, qui malgré leur utilisation massive reste, au demeurant, encore très incomprise. Afin de mieux comprendre les évolutions microstructurales aux échelles nano et micrométrique dont résultent le comportement macroscopique il est nécessaire de développer de nouvelles techniques de caractérisation in situ. Ce travail fait état de l'utilisation de la spectroscopie Raman couplée au système VidéoTractionTM afin d'obtenir des informations microstructurales de la déformation de polymère semi-cristallins. Pour cela, des polypropylènes de formulations diverses ont été étudiés, permettant de souligner le rôle joué par la matrice et les charges organiques et minérales dans le processus de déformation plastique. Des mesures in situ de l'orientation des chaînes macromoléculaires déterminées in situ par Raman ont été confirmées, au synchrotron Petra III d'Hambourg, par une expérience couplant le système VidéoTractionTM-Raman à un dispositif de diffusion des rayons X aux grands angles. L'endommagent volumique des matériaux a été étudié post mortem par Tomographie X et radiographie X. Les améliorations apportées au système VidéoTractionTM-Raman ainsi qu'une étude de la diffusion de la lumière incohérente de nos matériaux au cours de leurs déformations ont permis l'établissement d'un critère de mesure de l'endommagement volumique in situ par Raman.

The use of polymer materials - replacing or combining with metallic materials - has successfully established itself in the 20th century for increasingly technical mechanical applications. The great diversity of polymers physical properties is closely related to their high microstructural complexity, which is still very misunderstood despite their massive use. The development of new techniques for in situ characterization allows to better understand the microstructural evolutions on nanoscale and micrometer scale which affect the macroscopic behavior. This work report the use of Raman spectroscopy coupled with the VideoTractionTM system in order to obtain information about the microstructural deformation of polymer. Various formulations of polypropylene were studied to highlight the role played by the polypropylene matrix and the organic and mineral fillers in the plastic deformation process. The in situ measures of the macromolecular chains' orientation determined by Raman were confirmed by the performing of an experimental setup coupling the Raman-VideoTractionTM system with a device of Wide angle X-ray scattering. The volume damage of material was studied post mortem using X-ray tomography. The improvements made to VideoTractionTM-Raman system and a study of the incoherent light scattering of our materials enabled the setting of a Raman criterion for measuring in situ the volume damage. The studies carried out to evaluate in situ macromolecular orientation and volume damage highlight the existence of competition between these two processes. The degree of influence of organic and mineral fillers in this competition within the polypropylene matrix was determined., L'utilisation de matériaux polymères a su s'imposer au cours du 20ième siècle, en remplaçant ou se combinant aux matériaux métalliques, pour des applications mécaniques toujours plus techniques. La grande diversité des propriétés physiques des polymères est intimement lié à leur forte complexité microstructurale, qui malgré leur utilisation massive reste, au demeurant, encore très incomprise. Afin de mieux comprendre les évolutions microstructurales aux échelles nano et micrométrique dont résultent le comportement macroscopique il est nécessaire de développer de nouvelles techniques de caractérisation in situ. Ce travail fait état de l'utilisation de la spectroscopie Raman couplée au système VidéoTractionTM afin d'obtenir des informations microstructurales de la déformation de polymère semi-cristallins. Pour cela, des polypropylènes de formulations diverses ont été étudiés, permettant de souligner le rôle joué par la matrice et les charges organiques et minérales dans le processus de déformation plastique. Des mesures in situ de l'orientation des chaînes macromoléculaires déterminées in situ par Raman ont été confirmées, au synchrotron Petra III d'Hambourg, par une expérience couplant le système VidéoTractionTM-Raman à un dispositif de diffusion des rayons X aux grands angles. L'endommagent volumique des matériaux a été étudié post mortem par Tomographie X et radiographie X. Les améliorations apportées au système VidéoTractionTM-Raman ainsi qu'une étude de la diffusion de la lumière incohérente de nos matériaux au cours de leurs déformations ont permis l'établissement d'un critère de mesure de l'endommagement volumique in situ par Raman.

This research focuses on repairing and strengthening concrete structures with composite materials. In this particular domain, carbon-epoxy composites are of considerable interest, but still room for improvement. The main objective of this thesis is to show alternatives to these composites, such as Textile Reinforced Concrete (TRC). Feasibility, performances and behavior of this alternative composite are examined. An experimental and analytical approach, at the micro-, meso- and macroscopic scale are conducted, notably thanks to the technique of digital image correlation for in-plane displacement measurement. Regarding the study of the material, a rather handy, reliable and efficient procedure of a direct tensile test was designed and validated. To enable a better understanding of the TRC behavior, 98 different TRC configurations were tested thanks to this procedure. The links between local mechanisms and macroscopic scale behavior were notably studied. Finally, key levers for optimizing the TRC were determined. On the structural level, a study was conducted on 11 beams shear strengthened by bonding of prefabricated plates or by contact molding. It shows that TRC solutions compare favorably with carbon-epoxy composites. Also, the local behavior was thoroughly assessed, notably the change of forces carried by the composite material and the truss model validity. A multi-cracking or pull-out behavior of the TRC was put forward depending on its application process, Ces travaux portent sur la réparation et le renforcement de structures béton armé par matériaux composite. Dans ce domaine, la solution de type carbone-époxy appliqué sur les faces extérieures des structures occupe une place prépondérante, mais reste perfectible. L'objectif principal de cette thèse est de proposer des solutions alternatives à ces matériaux, tels que les composites de type textile-mortier (Textile Reinforced Concrete, « TRC ») et d'en juger la faisabilité, les performances et le comportement. Une approche expérimentale et analytique, aux échelles micro, méso et macroscopiques, est menée en s'appuyant notamment sur la technique de mesure de champs de déplacements par corrélation d'images. À l'égard de l'étude du matériau, une procédure d’essai de caractérisation en traction directe des TRC a été conçue et validée. La conduite de 98 essais par cette procédure, a permis de mieux appréhender le comportement de ces composites, notamment l’articulation entre les mécanismes locaux et leur traduction à l’échelle macroscopique. Les principaux leviers permettant l'optimisation des TRC ont ainsi été déterminés. À l'échelle structurelle, l'étude de 11 poutres réparées vis-à-vis de l'effort tranchant, par collage de plats préfabriqués ou moulage à même la poutre, a été conduite. Il en ressort que les solutions TRC se comparent favorablement à celles de type carbone-époxy. Aussi, le comportement local a été finement évalué, notamment, l'évolution des efforts repris par le renfort TRC ainsi que la validité du modèle analytique du treillis. Un comportement de type multifissurant ou pull-out du TRC sensible à son procédé de mise en oeuvre a également été mis en avant

The study of the tensile strength behaviour of a clay soil constitutes a new field investigation. It is generally accepted in geotechnical engineering that soil exhibit no or negligible tensile strength. However, there is significant evidence that interparticle forces arising capillary is an origin of a significant tensile strength particularly for a fine and clayey soils. The experimental difficulties related to the tensile parameters determination remain. At the same time, the classical extrapolation of the indirect tensile tests, such Brazilian test and bending test, used usually in rock mechanics and for concrete, remain largely uncertain. One of these aspects is the difficulty to interpret the results from the different tests.The main purpose of this research was to experimentally examine the results via several Brazilian tests and bending tests and to use as numerical support the Distinct Element Method (DEM). This approach was accomplished by conducting several tests on the silt clay which was provided from Nabeul City. In fact the site was previously intended for a protection liner of a landfill. The major conclusions obtained from this research include experimental and numerical results, tended to improve that the split tensile test can not give the uniaxial tensile strength, even if we guarantee the in-center crack initiation by double flats diametrically opposite. However, the bending test can give a good prediction of the uniaxial tensile strength, especially using the analytical differential model. In fact, it seems that this model which is not based on a preferred behavior law assumption, leads to the same numerical stress diagram in tension zone., L'étude du comportement des sols fins sollicités en traction a suscité l'intérêt des chercheurs et des ingénieurs pour de nombreuses applications depuis plus d'un demi siècle. Cependant, elle est restée sans issues claires, notamment pour l'identification du comportement des sols en traction pour des états de saturations différentes. La complexité est essentiellement d'origine expérimentale. Cette question est de nouveau posée. Des contributions récentes, assez prometteuses, permettent d'apporter un éclairage nouveau sur ces aspects. Ce travail de recherches s'intègre donc dans cette voie, où l'on cherche à apporter des éléments de réponse quant à la faisabilité et à l'interprétation d'un certain nombre d'essais de laboratoire de traction directe ou indirecte.En se focalisant sur la détermination de la résistance à la traction d'un sol fin à un état de saturation donné, on a réalisé des essais au laboratoire sur un limon (assimilé à un matériau fin), se trouvant sur un site choisi initialement pour héberger un centre de stockage des déchets solides ménagers. La problématique relative à ce type d'application, est liée au fait qu'un tel sol (le limon) est utilisé majoritairement pour la construction de la couche de couverture, et qu'il risque donc d'être fortement sollicité en traction par flexion quand les déchets subissent des tassements. Dans ce but, l'étude expérimentale a été orientée vers des essais de traction indirecte à savoir l'essai de fendage et l'essai de flexion.La complexité d'une telle étude réside, d'une part, dans l'interprétation qu'on peut en faire et, d'autre part, dans le couplage des effets de plusieurs paramètres (liés à la préparation de l'échantillon, les conditions initiales de saturation et de densité des échantillons, les dimensions des éprouvettes, les conditions aux limites associées à ces essais).En faisant une étude paramétrique et une analyse fine de la réponse de ce matériau, via une méthodologie numérique qui nous semble bien appropriée (méthode des éléments distincts, DEM), nous avons apporté des éléments de réponse aux interprétations des essais de traction indirecte. L'approche DEM est appliquée selon une démarche de calibrage des paramètres sur la base des essais de cisaillement au triaxial. On montre que l'essai de fendage ne pourrait pas fournir la résistance à la traction uniaxiale (valeur de référence obtenue numériquement par la DEM par un essai de traction directe) même si l'initiation de la fissure apparaissait au centre. Une telle condition n'est satisfaite que pour un aplatissement de l'éprouvette cylindrique d'un angle au centre de la section par rapport à la génératrice variant de 10° à 12°.D'un autre côté, l'essai de flexion interprété selon le modèle différentiel semble donner une bonne estimation de la résistance à la traction uniaxiale.Dans ce travail de recherches, bien que la démarche numérique par éléments distincts semble dépendre des essais de laboratoire nécessaires au calage, sa potentialité demeure très importante puisque, non seulement elle offre l'opportunité de simuler des essais complexes de laboratoire, mais aussi elle permet d'avoir des outils d'interprétation fiables.

This work is realised in the perspective to contribute to the development of physical based models of plastic deformation that are intended to be used in numerical simulations of FCC metals forming operations. In this purpose, we propose a micromechanical modelling making use of micro structural variables such as dislocation densities and their distributions on each slip system. Physical models of isotropic and kinematics work hardening are proposed in order to simulate alternated (cyclic) loads. In addition to define particular model of metal behaviour, this work presents various steps that lead to use it in a macroscopic numerical simulation. This consists in the definition of experimental procedure which provides necessary data to validate the model. This experimental procedure makes use of Digital Image Correlation (DIC) and Infrared (IR) images processing to measure simultaneously heterogeneous displacements and temperature fields at the samples surface. Physical based model is then implemented in a commercial finite element code “ABAQUS” in order to simulate complex boundary conditions which can be found in metal forming operation. In spite of the fact that the modelling of such boundary conditions is not realised in this work, this model presents high potential to make it., Les opérations de mise en forme (particulièrement l'emboutissage) font subir au métal des chargements alternés avec de grandes amplitudes de déformation, le plus souvent suivis de changements de trajets. Une simulation numérique de ces opérations nécessite l'utilisation d'un modèle du comportement qui puisse rendre compte efficacement des trajets de chargements complexes. Cette thèse est une contribution à l'établissement d'un modèle de comportement plastique destiné à être utilisé pour la simulation numérique des opérations de mise en forme. Le parti a été pris de recourir à un modèle micromécanique dont les variables sont des paramètres micro-structuraux intrinsèques comme les densités de dislocations et leurs distributions sur chaque système de glissement. Le modèle traite des chargements alternés dans un cadre physique unifié défini pour l'ensemble des équations constitutives décrivant l'écrouissage. Au-delà de l'intérêt de définir un modèle particulier, ce travail apporte une contribution à la mise en œuvre des différentes étapes qui doivent conduire à son utilisation dans une simulation numérique macroscopique. Il s'agit de définir un protocole reproductible, plutôt indépendant du modèle considéré et exploitable pour d'autres modélisations. En particulier, des protocoles expérimentaux sont définis pour produire des données dans des conditions reproductibles. Des moyens de caractérisation récents comme l'analyse d'images dans les domaines visible et infrarouge sont utilisés pour étudier la réponse expérimentale thermomécanique de différents échantillons à caractère fortement cristallin. Ensuite, l'implantation du modèle dans un code éléments finis commercial permet d'envisager des simulations complexes qui, si elles ne s'adressent pas actuellement à des opérations d'emboutissage, comportent toutefois les ingrédients pour les traiter. Ce travail, à l'interface de nombreux champs disciplinaires, apporte donc une contribution au développement des modèles de comportement plastique des matériaux métalliques qui porte sur l'ensemble des briques nécessaires au développement de simulations numériques utilisant des modèles à caractère physique.

This work is realised in the perspective to contribute to the development of physical based models of plastic deformation that are intended to be used in numerical simulations of FCC metals forming operations. In this purpose, we propose a micromechanical modelling making use of micro structural variables such as dislocation densities and their distributions on each slip system. Physical models of isotropic and kinematics work hardening are proposed in order to simulate alternated (cyclic) loads. In addition to define particular model of metal behaviour, this work presents various steps that lead to use it in a macroscopic numerical simulation. This consists in the definition of experimental procedure which provides necessary data to validate the model. This experimental procedure makes use of Digital Image Correlation (DIC) and Infrared (IR) images processing to measure simultaneously heterogeneous displacements and temperature fields at the samples surface. Physical based model is then implemented in a commercial finite element code “ABAQUS” in order to simulate complex boundary conditions which can be found in metal forming operation. In spite of the fact that the modelling of such boundary conditions is not realised in this work, this model presents high potential to make it., Les opérations de mise en forme (particulièrement l'emboutissage) font subir au métal des chargements alternés avec de grandes amplitudes de déformation, le plus souvent suivis de changements de trajets. Une simulation numérique de ces opérations nécessite l'utilisation d'un modèle du comportement qui puisse rendre compte efficacement des trajets de chargements complexes. Cette thèse est une contribution à l'établissement d'un modèle de comportement plastique destiné à être utilisé pour la simulation numérique des opérations de mise en forme. Le parti a été pris de recourir à un modèle micromécanique dont les variables sont des paramètres micro-structuraux intrinsèques comme les densités de dislocations et leurs distributions sur chaque système de glissement. Le modèle traite des chargements alternés dans un cadre physique unifié défini pour l'ensemble des équations constitutives décrivant l'écrouissage. Au-delà de l'intérêt de définir un modèle particulier, ce travail apporte une contribution à la mise en œuvre des différentes étapes qui doivent conduire à son utilisation dans une simulation numérique macroscopique. Il s'agit de définir un protocole reproductible, plutôt indépendant du modèle considéré et exploitable pour d'autres modélisations. En particulier, des protocoles expérimentaux sont définis pour produire des données dans des conditions reproductibles. Des moyens de caractérisation récents comme l'analyse d'images dans les domaines visible et infrarouge sont utilisés pour étudier la réponse expérimentale thermomécanique de différents échantillons à caractère fortement cristallin. Ensuite, l'implantation du modèle dans un code éléments finis commercial permet d'envisager des simulations complexes qui, si elles ne s'adressent pas actuellement à des opérations d'emboutissage, comportent toutefois les ingrédients pour les traiter. Ce travail, à l'interface de nombreux champs disciplinaires, apporte donc une contribution au développement des modèles de comportement plastique des matériaux métalliques qui porte sur l'ensemble des briques nécessaires au développement de simulations numériques utilisant des modèles à caractère physique.

A new methodology for strain and stress analysis by X ray diffraction (XRD) in single crystal was developed. It can be applied to determine the second order stress (in grain scale) in single and multi-crystal material with non-cubic lattice. This method is based on the method Ortner I. It has introduced the metric tensor G which is deduced from the lattice space measured by XRD. In the developed method, when the crystal reference is non-orthonormal, an orthonormal reference associated with the crystal basis is defined, so all calculation could be done with usual calculation laws. The use of the least square method allows the acquisition of many more measurements than the six absolute necessary. Then a better metric tensor G is calculated and the statistical error is obtained. This developed method was applied in a bi crystal copper. The experimental results have shown that this method is also effective. The second order residuals stresses for coarse Zn grains in a galvanized coating were determined after annealing. The four coarse grains with different orientations were also characterized and demonstrated the elastic and plastic deformation mechanism in a grain or between the grains during in situ tensile loading. So this method is well able to determine the strains and stresses in grain scale in a mono crystal or multi crystal with any crystalline structure., Une nouvelle méthodologie d'analyse monocristalline par diffraction des rayons X (DRX) a été développée pour combler une lacune de l'analyse des contraintes d'ordre II (à l'échelle du grain) dans un matériau cristallin à structure non cubique. Cette méthode est basée sur la méthode d'Ortner I en introduisant le tenseur métrique qui lie le tenseur des déformations et les distances inter réticulaires mesurées par DRX. Avec cette nouvelle méthodologie, lorsque le repère cristallin direct n'est ni nécessairement orthogonal ni nécessairement normé, un repère orthonormé associé au repère cristallin direct est défini, où la majorité des calculs sont exécutés avec les règles de calcul usuelles. La méthode des moindres carrés nous permit de prise en compte de plus de 6 mesures minimum pour obtenir une meilleure estimation de G et déterminer les incertitudes statistiques. L'application expérimentale dans un bi cristaux cuivre nous a permit d'avoir validé cette nouvelle méthode. Par cette méthode, des contraintes résiduelles d'ordre II dans une couche galvanisé à gros grains sur l'acier sont déterminées après un traitement thermique de recuit. Les 4 grains orientés différemment sont été aussi quantitativement caractérisés in situ sous une sollicitation extérieure. Les résultats ont bien démontré le mécanisme de déformation élastique et plastique à l'échelle des grains et entre les grains. Par conséquent, cette méthode développée est donc adaptable et significative pour détermination des déformations et des contraintes à l'échelle des grains dans un monocristaux ou multicristaux à cristalline structure quelconque.

Le comportement mécanique à température ambiante de deux composites bidirectionnels tissés, C/SiC et SiC/SiC de la SEP, a été étudié à l'aide de plusieurs géométries d'éprouvettes, entaillées ou non. La dégradation a été caractérisée en terme de déformation résiduelle et d'énergie absorbée dans l'ensemble de l'éprouvette. Les résultats des essais de traction et de flexion révèlent des déformations comparables, et une absorption de type volumique, qui est liée à la taille de la zone sollicitée dans les échantillons. Dans les éprouvettes entaillées, la distorsion du réseau de fibres semble être le mécanisme dominant. Les valeurs obtenues pour les paramètres sont comparativement supérieures à celles mesurées en traction et flexion. Dans l'ensemble des essais, les déformations mesurées sont environ 5 fois plus faibles dans le SiC/SiC que dans le C/SiC, mais les énergies absorbées sont comparables dans les deux matériaux.