Mécanique Physique des Polymères Industriels- MPI

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    membres permanents de l'équipe

    Noelle BILLON, responsable
    Jean-Luc BOUVARD
    Christelle COMBEAUD
    Lionel FREIRE
    Gabriel MONGE

    Domaines de recherche

    -  Analyse physique du comportement mécanique des       
    matériaux polymères/composites
    - Développement et contrôle de microstructures sous étirage
    - Développement de stratégie multi-échelle
    - Modélisation thermomécanique du comportement polymères/composites

    applications

    Polymères et composites fonctionnels:
    - Domaine automobile et aéronautique
    - Packaging en particulier alimentaire
    - Energies renouvelables
    Polymères bio-sourcés et recyclés, élastomères, mousses

    Objectifs principaux de l'équipe MPI

    L’objectif de l’équipe est de comprendre, caractériser et modéliser le comportement mécanique des matériaux polymères et composites pris dans des états solide ou caoutchoutique. Cette stratégie s’appuie sur des méthodes et moyens expérimentaux à l’interface entre la mécanique et la physique des polymères.
    La prise en compte des conditions de mise en œuvre et des évolutions de microstructure est un de ses axes privilégiés. L'équipe s’intéresse en outre aux procédés spécifiques de soufflage bi-étirage et de thermoformage.
    L’activité de l’équipe est également axée sur le développement et l’amélioration de modèles macroscopiques physiquement basés et implémentables dans les codes élément finis. Elle développe des stratégies multi-échelles au travers de la modélisation de microstructure dans le but de mieux appréhender les relations structures-propriétés.

    Les différents axes de recherche

    • Mécanique appliquée aux polymères de la mise en œuvre (protocole d’extraction de l’éprouvette) à l’application (conditions de test)

    -Etat « solide » : Comportement thermomécanique, propriétés d’emploi et durabilité
    -Etats caoutchoutique et pâteux : Procédé d’étirage, soudure, fabrication additive

    • Couplage mécanique/microstructure et évolutions microstructurales

    -Relation mise en œuvre – propriétés
    -Contrôle de la microstructure et texturation par étirage
    -Stabilité dimensionnelle

    • Modélisation physiquement basée et mécanique numérique

    -Développement/amélioration de modèles macroscopiques établi dans un cadre thermodynamique
    -Prise en compte de couplage thermo-hydro-…. mécanique
    -Enrichissement de modèles existants
    -Développement de stratégies multi-échelles: modélisation de la microstructure et relations structures-propriétés.

    Exemples de travaux de recherche

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    Moyens expérimentaux

    • Calorimètres à refroidissement rapide, jusqu’à 500 °C/min
    • Microscopie optique assistée de platines (refroidissement rapide, cisaillement…)
    • Diffraction des rayons X aux petits et grands angles ; goniomètre de texture
    • Analyse Thermique Mécanique Dynamique (D.M.T.A)
    • Système de corrélation d’images (Mesures de champs de déformation 2D / 3D) et Thermographie infra-rouge
    • Prototype de bi-étirage à chaud
    • Banc de fatigue thermomécanique
    • Prototype de soufflage étirage libre de corps creux

    "Mon doctorat porte sur la mise en forme d'un matériau biosourcé pour l'emballage alimentaire. Mon sujet est exploré aussi bien académiquement qu’ industriellement et ceci de façon innovante !"

    Emilie Forestier, Doctorante au CEMEF

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    Relations académiques :

    Institut Chimie Nice
    LMA, Centre des Matériaux
    ENSMA

    Relations industrielles :

    Solvay, Michelin, Arkema, Hutchinson
    Danone, Avantium, Bel, Sidel
    CEA, Essilor, Salomon, IPC, Renault, Safran

    Thèses en cours

    • Clément LAÜGT : Comportement mécanique de matrice de composites techniques soumis à un vieillissement thermo-hydro-glycolé ; Relations microstructure-propriétés. Promotion 2018
    • Yacine NAIT ABDELAZIZ : Génération et homogénéisation de Volumes Elémentaires Représentatifs (VERs) pour composites à renforts discontinus : vers une meilleure compréhension des mécanismes locaux de déformation et d’endommagement. Promotion 2018 + Equipe MSR
    • Ichrak RAHMOUN : Modélisation Thermomécanique des procédés de fabrication de modules photovoltaïques. Promotion 2018 + Equipe CSM
    • Emilie FORESTIER : Mise en œuvre du polyethylène furandicarboxylate – polyester biosourcé – pour l’emballage alimentaire. Promotion 2017
    • Corentin PERDERISET : Etude des mécanismes d’adhésion dans un assemblage collé titane/composite avec prise en compte du vieillissement environnemental. Promotion 2017 + Equipe PSP