La compréhension des mécanismes d’endommagement à l’interface fil/matrice dans les matériaux composites à renforts de chanvre est un sujet crucial pour l’amélioration de la durée de vie de ce type de biomatériaux. Mais comment mesurer les déformations volumiques au cœur du matériau ? Pour répondre à cette problématique, dans le cadre de ma thèse au sein de l’équipe ENDO, j’ai développé des éprouvettes spécifiques contenant un unique fil de chanvre au centre d’une résine polymère chargée de micro-particules et j’ai mis au point un procédé de couplage entre la micro-tomographie par rayons X et la corrélation d’images numériques (DIC et DVC). L’échantillon a subi une série de sollicitations en traction, interrompue par des acquisitions micro-tomographiques à haute résolution (3 microns par voxel). À chaque observation tomographique, un calcul de corrélation d’images numériques a été effectué permettant la détermination et la visualisation 3D des déformations à l’interface fil/matrice ainsi que dans l’ensemble du volume étudié tout au long de l’essai de fragmentation (voir Figure). L’expérience a nécessité l’emploi de supercalculateurs et d’outils de segmentation par intelligence artificielle. Les résultats ont été publiés dans Composites Part B en juin 2023 (https://authors.elsevier.com/a/1hIbc4rCEkoQ7n).
Les QR Code présentent des versions animées des champs de déformation en 2 et 3 dimensions pour des niveaux de déformations de plus en plus élevés.
a)
b)
c) 2D 3D
Figures :
– a) : visualisation par segmentation du développement des endommagements ;
– b) : évolution des déformations longitudinales dans les 3 plans ;
– c) : QR codes pour versions animées.
Quentin Drouhet, quentin.drouhet@ensma.fr