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Les pôles scientifiques

Les travaux des équipes de recherche du Centre des Matériaux visent la compréhension des phénomènes et des processus permettant d'expliquer et de prévoir le comportement des matériaux en fonction des sollicitations mécaniques, thermiques et de l'environnement souvent corrosif. Ce comportement résulte de leur composition mais aussi dans une large mesure du processus d'élaboration et de transformation thermomécanique que l'on cherche à optimiser. La maîtrise des matériaux repose d'une part sur les procédés d'élaboration (l'amélioration de la pureté des alliages et le contrôle des microstructures ont eu un effet bénéfique considérable sur leurs propriétés mécaniques) et d'autre part sur la connaissance de leur comportement dans les conditions de sollicitation aussi proches que possible de celles rencontrées en service. La notion de performance des matériaux s'est progressivement effacée au profit des notions de fiabilité et de préservation de l'environnement.

Les développements récents en génie des matériaux sont le fruit d'une collaboration entre physico-chimistes, mécaniciens et numériciens. Cette association, outre la formation de jeunes scientifiques intégrant les trois cultures, a permis des avancées significatives par :

• la prise en compte de lois représentatives du comportement d'une variété de plus en plus vaste de matériaux (métaux et alliages, céramiques, polymères, composites, tissages, multi-matériaux,...) et d'assemblages (soudage, brasage, collage,...) dans des conditions complexes de sollicitation (grandes déformations, fluage, fatigue,...) pour le dimensionnement des composants et des structures ;
• l'intégration de la notion de défauts et d'endommagement dans l'évaluation de la fiabilité ;
• l'approche «micro macro» dont l'ambition est, à partir de caractéristiques microstructurales, de déduire à l'aide d'opérations d'homogénéisation, les propriétés macroscopiques (mécaniques ou physiques) ;
• le développement et la validation du concept d'approche locale de la mécanique de la rupture qui intègre les caractéristiques microstructurales dans les processus d'endommagement et de fissuration.

L'amélioration des performances des ordinateurs permet maintenant de traiter des problèmes industriels en prenant en compte dans les modèles une réalité géométrique complexe, une représentation fine du matériau et la variabilité des sollicitations mécaniques et thermiques.

En 2020, on compte 3 pôles de recherche :

• MIMEX : Microstructure, Mécanique, EXpérimentation
• SIMS : SImulation des Matériaux et des Structures
• SIP : Surfaces, Interfaces, Procédés

et un axe transversal de recherche

• FAMHES : Fabrication Additive des Matériaux Hors Équilibre et des Systèmes