Soutenance de thèse de Joséphine Chatellier

Caractérisation et Modélisation de l’emboutissage à froid multi-passes de tôles épaisses : application aux structures navales

Joséphine Chatellier a réalisé ses travaux de recherche au sein de l‘équipe CSM sous la direction de Pierre-Olivier Bouchard et Christophe Pradille. Elle soutiendra sa thèse de doctorat en Mécanique Numérique et Matériaux le 2 décembre 2025 sur le sujet :

Caractérisation et Modélisation de l’emboutissage à froid multi-passes de tôles épaisses : application aux structures navales

devant le jury suivant :

Mme Pascale BALLAND, Université Savoie Mont Blanc, Rapporteure
M. Luc PENAZZI, IMT Mines Albi, Rapporteur
Mme Sandrine THUILLIER, Université Bretagne Sud, Examinatrice
M. Bruno LEVIEIL, ENSTA Bretagne, Examinateur
M. Pierre-Olivier BOUCHARD, Mines Paris PSL, Cemef, Examinateur
M. Christophe PRADILLE, Mines Paris PSL, Cemef, Examinateur
M. Anthony EZANNO, DGA, Invité
M. Christophe KERISIT, Naval Group, Invité

Résumé :
La fabrication d’éléments de structures navales se fait par différents procédés de mise en forme par déformation plastique à froid. Le recours à ces procédés induit donc une modification de l’état mécanique de la tôle formée du fait de l’introduction de contraintes résiduelles et d’écrouissage du matériau. Par cette thèse, Naval Group souhaite approfondir la connaissance d’un procédé de mise en forme par emboutissage à froid multi-passes de tôles épaisses en acier à haute limite d’élasticité. L’objectif principal est de préciser l’impact du procédé sur la tôle formée, notamment en termes de déformations plastiques, contraintes résiduelles et comportement mécanique après mise en forme. Pour répondre à cet objectif, les travaux de thèse consistent en la caractérisation du comportement des tôles d’intérêt avant mise en forme par des essais de traction, de compression, de traction-compression et de traction avec charge-décharge. Ces essais ont permis d’identifier une loi de comportement avec écrouissage adaptée au procédé à l’étude (prise en compte de l’écrouissage cinématique, diminution du module d’Young avec la déformation plastique…) et aussi de servir de référence pour la comparaison avec la caractérisation du comportement après mise en forme. Les procédés à l’étude ont été simulés avec le logiciel éléments finis Abaqus. En parallèle, une campagne expérimentale a été réalisée sur un procédé industriel réel. Plusieurs mesures (déformation en surface, épaisseur, scan 3D…) ont été effectuées et comparées aux résultats de simulation afin de valider l’approche numérique de simulation des procédés. La simulation numérique a également permis d’étudier l’impact d’un procédé multi-coups sur la pièce formée. Enfin, le comportement de la tôle a de nouveau été caractérisé à partir d’éprouvettes prélevées dans une pièce formée pour observer l’impact du procédé sur le comportement mécanique après mise en forme. Des essais complémentaires avec changement de trajets de chargement ont été effectués afin d’affiner la compréhension de l’impact des trajets de chargement subis pendant la mise en forme sur le comportement de la tôle.

Mots-clés : emboutissage, tôle épaisse, loi de comportement, simulation numérique,structures navales