Les récents résultats de recherche sur la mécanique de la rupture de Thuy Nguyen ont été sélectionnés pour être présentés à la 11e édition de l’European Solid Mechanics Conference qui a lieu à Galway, Irlande du 4 au 8 juillet 2022. Ces travaux sont menés dans le cadre de la collaboration de recherche entre le DVRC et le CEA Saclay.
Thuy Nguyen est enseignant-chercheur à l’ESILV, membre du Modeling Group dans le cadre du De Vinci Research Center. Elle a présenté ses travaux autour de la fracture fragile et des nouveaux métamatériaux résistants et légers à la 11e Conférence Européenne de mécanique des solides, à Galway (Irlande), le 4 juillet. Sa contribution, intitulée « Effet de la discrétisation à l’échelle atomique dans le problème de la rupture fragile« , a été valorisée dans le cadre d’une session thématique portant sur la mécanique des milieux continus.
La Conférence ESMC, une plateforme internationale de discussion autour de la mécanique des solides
Organisée par la Société européenne de mécanique, la Conférence Européenne de mécanique des solides est l’événement majeur de la communauté de la mécanique des solides en Europe. Elle offre un cadre unique aux scientifiques et aux ingénieurs d’Europe et du monde entier pour échanger des idées sur l’état actuel de la mécanique des solides, sur de nouveaux concepts et idées et pour identifier de nouvelles directions de recherche.
La mécanique des solides est le cœur de la conception technique dans des domaines aussi variés que le génie mécanique, le génie civil et structurel et le génie biomédical.
C’est un élément d’une importance capitale dans la conception et le développement de presque toutes les technologies et produits dans ces domaines, tels que les avions, les automobiles, les bâtiments, les ponts et les implants et dispositifs médicaux.
En outre, la mécanique des solides est un élément clé dans le développement de nouvelles technologies qui répondent aux grands défis mondiaux de notre époque en matière de durabilité, d’énergie renouvelable et de santé.
Un projet co-mené par DVRC et CEA Sarclay pour mieux comprendre la mécanique de la rupture fragile
Prévoir où, quand et comment les matériaux cassent est une problématique importante surtout dans les domaines dans lesquels la sécurité est primordiale comme l’aéronautique, l’automobile, le bâtiment. Dans un solide, la résistance à la rupture est quantifiée par deux constantes matérielles dépendantes : l’énergie de rupture et la ténacité de rupture. La première est proportionnelle au carré de la seconde. La prédiction de leurs valeurs à partir de la structure solide à l’échelle atomique reste insolvable, même dans la situation la plus simple d’une rupture fragile idéale.
En étudiant les modèles numériques de la rupture de matériaux, Thuy Nguyen et son co-auteur, Daniel Bonamy apportent un éclairage nouveau sur cette question. En particulier, ils démontrent que la résistance à rupture ne peut pas être déduite de l’énergie de surface de Griffith, comme il était communément admis jusqu’ici. Une partie de ces résultats sont abordés dans le cadre de l’article « Effect of architecture disorder on the elastic response of two-dimensional lattice materials« .
Son origine se trouve plutôt dans la manière dont le champ de déplacement, qui est continu à l’échelle de l’ingénierie mécanique, se raccorde au réseau atomique discret des solides à petite échelle. Thuy et Daniel trouvent une solution à ce raccordement en utilisant la forme mathématique spécifique – singulière – prise pas le champ au voisinage de la pointe de fissure. La solution trouvée fournit un moyen de prédire la ténacité d’un solide à partir de sa structure atomistique.
Ce travail ouvre de nouvelles perspectives sur la façon dont la résistance à la rupture est sélectionnée et, par conséquent, sur la façon dont elle peut être améliorée. En tant que tel, il peut catalyser de nouvelles recherches vers de nouveaux matériaux architecturés présentant des performances structurelles supérieures par le biais d’un modelage de la microstructure : plus résistants, plus durables, plus légers et/ou combinant d’autres fonctionnalités. C’est dans cette voie que se lance maintenant l’équipe du DVRC en collaboration avec l’équipe du CEA Saclay.
