Thèse Développement de Lois de Comportement pour des Polymères Soumis à une Sollicitation Combinée en Traction - Torsion dans le Cadre de la Viscoélasticité Non-Linéaire et des Déformations Finies H/F

Université de Lorraine

Établissement : Université de Lorraine
École doctorale : SIMPPÉ - SCIENCES ET INGENIERIES DES MOLECULES, DES PRODUITS, DES PROCEDES ET DE L'ÉNERGIE
Laboratoire de recherche : LEMTA - Laboratoire Energies & Mécanique Théorique et Appliquée
Direction de la thèse : Laurent FARGE ORCID 0000000267751584
Début de la thèse : 2026-09-01
Date limite de candidature : 2026-06-01T23:59:59

Ce travail de thèse s'appuie sur des campagnes expérimentales mettant en oeuvre des sollicitations combinées en traction-torsion réalisées sur des polymères, couplées à des mesures de champs cinématiques obtenues par corrélation d'images 3D. Les essais seront conduits à l'aide d'une machine de traction-torsion, asservie à partir des mesures optiques issues de la corrélation d'images et effectuées dans la zone utile des éprouvettes.

L'objectif premier est de développer des lois de comportement dans le cadre de la viscoélasticité non linéaire, d'abord en petites déformations, puis en grandes déformations.

En parallèle de la modélisation, une attention particulière sera portée aux polymères semi-cristallins, pour lesquels l'évolution de la microstructure au cours de la déformation sera caractérisée. À cette fin, une machine de traction-torsion miniaturisée sera spécifiquement conçue et développée afin de réaliser des essais in situ de diffusion des rayons X aux petits et grands angles (SAXS/WAXS) sur synchrotron. La caractérisation fine des mécanismes de déformation par SAXS/WAXS permettra d'identifier et de quantifier les évolutions structurales (orientation, fragmentation, réorganisation lamellaire, endommagement) et d'élucider les phénomènes microscopiques sous-jacents intervenant dans l'établissement et l'identification des lois de comportement macroscopiques.

La partie expérimentale du travail sera réalisée à l'aide de la machine d'essai mécanique 'traction-torsion' du LEMTA, couplée à des mesures obtenues par corrélation d'images 3D. En parallèle, des lois de comportement seront développées afin de modéliser le comportement mécanique de polymères soumis à des sollicitations combinées de traction et de torsion.
Une machine de traction-torsion miniaturisée sera également conçue en s'appuyant sur l'atelier mécanique du LEMTA pour mener une campagne d'essais de diffusion des rayons X sur synchrotron, dans le but de relier le comportement mécanique macroscopique du matériau aux mécanismes de déformation observés aux échelles microscopiques.