Compétences de l’équipe

L’équipe MIMESIS dispose de moyens expérimentaux lui permettant de caractériser les matériaux et les structures, leur mise en œuvre et leur intégrité dans une large gamme d’efforts, de vitesses et de températures. L’utilisation de la mesure de champs bi- et tridimensionnelle permet l’observation de phénomènes locaux, à l’échelle des discontinuités ou de la microstructure et ce de manière non intrusive. Le travail sous environnement contrôlé permet l’étude de couplages complexes.

Moyens expérimentaux

Machines et capteurs

Les machines de sollicitations mécaniques disponibles dans l’équipe sont :

  • Plusieurs machines uni-axiales électromécaniques ou hydrauliques d’une capacité allant de 1kN à 250 kN
  • Une presse hydraulique de 1000T
  • Des barres de Hopkinson pour des sollicitations jusqu’à 10m/s (de nombreux montage permettent d’adapter le type de sollicitations : traction, compression, cisaillement, perforation, projection de billes, fissuration dynamique, etc)

Nous disposons également d’équipements dédiés aux essais multiaxiaux :

  • Une machine de traction biaxiale horizontale (chaque axe développe 2.5kN sur 200mm)
  • Une machine de traction - pression interne
  • Un banc de torsion

Des capteurs d’effort de 10N à 10kN ainsi que de capteurs de déplacement de +/- 1mm à 25mm complètent ces équipements. Les techniques optiques sont dédiées aux mesures de déplacements plus fins.

L’équipe développe également des montages dédiés à des applications particulières : mise en forme des composites, traction-pression interne à chaud sur éprouvette tubulaire, essai en gonflement de capsule biologique, etc.

Flexion 4 points sur plaque en silicium multi-cristallin (thèse L. Zhao)
 
Traction uniaxiale sur capsule hépatique (thèse A. Bel-Brunon)
 
Essai de traction biaxiale sur renfort composite G986 (Bacherlorarbeit M. Volk)
Prise d’images et mesure de champs

Les essais mécaniques réalisés sont quasi-systématiquement associés à des techniques d’analyses d’images (mesure de champs par corrélation d’images, détection de contour, détection de fissures, etc). L’équipe dispose d’une large gamme de caméras et d’objectifs, certains en plusieurs exemplaires, pour s’adapter à des applications très diverses (échelles de travail variant du millimètre au mètre).

Caméras :

  • Deux caméras Bluefox 2 Mpx
  • Quatre caméras Limess 4 Mpx
  • Deux caméras Allied Vision 16 Mpx
  • Une caméra Stingray 5 Mpx
  • Deux caméras très haute résolution Viework VN-29MC (29 à 260 Mpx)

Pour des applications haute vitesse, sont également disponibles :

  • Une caméra rapide Phantom V710 (7.5 kHz) acquise en commun avec l’équipe TMI
  • Une caméra rapide Phantom Miro Ex4 (7.5 kHz) (ressource mutualisée gérée par le Cremgec)

Objectifs :

  • Objectifs classiques : 1x55mm, 2x60mm, 2x300mm, 3x200mm, 4x28mm, 5x50mm, 6x16mm
  • Objectifs télécentriques : deux Vision&Control 200 mm (capteur 15.2mm x 15.2 mm), un Vision&Control 49.5 mm (capteur 12.8mmx9.6mm)

Filtres :

  • De nombreux filtres et miroirs optiques permettent selon les applications de s’affranchir ou d’isoler des longueurs d’ondes visibles ou infra-rouges.

Eclairage :

  • plan de LED lumière blanche
  • plan de LED RGB
  • Pieuvre (éclairage par fibre optique focalisable)
  • Eclairage de longueur d’onde restreint (bague de LED autour du bleu)
  • Eclairage puissant pour imagerie rapide
  • Spots halogène et diffuseurs

L’équipe dispose pour exploiter au mieux ces ressources de moyens d’étalonnage ad hoc tels que corps noir ou mires.

Très prochainement un dispositif de micro-stéréo-corrélation permettra également de réaliser des mesures de champs 3D surfacique à l’échelle du millimètre.

Un interféromètre Speckle Dantech est également disponible.

Logiciels d’analyse :

Pour calculer les champs de déformation 2D et 3D surfacique à partir des images acquises, nous disposons de logiciels commerciaux (Vic2D, Vic3D) et nous développons nos propres logiciels:

  • Icasoft (par F.Morestin)
  • UFreckles (par J. Réthoré)

La synchronisation des machines et prises de vue est réalisée par des routines développées pour la plupart sous LabView par P. Chaudet.

Détection automatique de contours (Ufreckles) lors d'un essai de fluage à haute température sur un tube soumis à une pression interne – résolution 7 microns (thèse D. Campello)
Extraction de la topographie de la surface de la fissure à partir du résidu de corrélation (thèse J. Lachambre)
Essai de flexion trois points sur tissé interlock épais (thèse S. Mathieu)
Essai de traction uniaxiale sur une plaque de 304L comprenant 2000 trous : (a) Image de l'essai prise avec une caméra très haute résolution (b) Zoom de la partie centrale de l'éprouvette (c) Déformation de Von Mises obtenue par corrélation d'images. (thèse J. Marty)
Sollicitations à haute et basse température

Plusieurs dispositifs permettent l’étude des matériaux et structures à haute et basse température :

Enceintes :

  • Cryostat à -163°C adapté à la machine Zwick 100 kN
  • Etuves (600°C et 1600°C)
  • Enceinte pour traction sous atmosphère contrôlée (gaz inerte) avec hublots (utilisable sur la Schenck 100kN)
  • Four haute température (200-1400°C) pour essais de flexion (montages 3 et 4 points en alumine utilisable sur l’électromécanique Lloyd Ametek 1kN)

Systèmes de chauffage :

  • Gleeble 3500 (100 kN, chauffage à 10000°C/s)
  • Inducteurs et colliers chauffants (au delà de 10°C/s)

Moyens de mesures associées :

  • Caméra Infra-Rouge Titanium 520 (-20 à +2000 °C) (ressource mutualisée gérée par le Cremgec)
  • Capteur d’effort 10kN supportant une température de 600 °C
  • Extensomètre à contact en alumine

Essai de traction avec extensomètre à chaud HZT071 sur simulateur thermo-mécanique Gleeble 3500 (thèse J. Blaizot)
Banc d’essai bias extension test à chaud (260 à 300°C , au-delà de la température de fusion de la matrice thermoplastique PA.66) (thèse E. Guzman)
?>