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Présentation

Les chercheurs regroupés au sein de cette équipe créée en 2011 travaillent essentiellement sur les matériaux métalliques cristallins, généralement ductiles. C’est pourquoi le domaine d’application privilégié des recherches entreprises concerne la mise en forme des alliages métalliques, qui met en œuvre des traitements thermomécaniques complexes associant grandes déformations et traitements thermiques.

L’objectif à long terme de nos recherches est un meilleur contrôle des propriétés d’emploi des matériaux étudiés. Ceci nécessite donc (i) l’étude et la modélisation de mécanismes élémentaires du comportement (déformation, écrouissage, restauration, recristallisation, transformation de phases, etc.) en fonction de l’anisotropie des matériaux et des paramètres des procédés (ii) le développement et la mise en œuvre de modèles d’homogénéisation afin de déterminer la loi de comportement d’un volume élémentaire représentatif et (iii) la simulation numérique de procédés complexes de mise en forme incluant des lois de comportement mécanique « avancées ».

Ces recherches s’appuient par ailleurs sur un savoir-faire expérimental (essais mécaniques, microscopie, diffraction - notamment haute résolution, élaboration de matériaux modèles …) et numérique (modèles d’homogénéisation, codes maison EF, modèles d’évolution microstructurales, dynamique des dislocations, développement de lois de comportement fortement anisotropes pour les codes d’éléments finis, …) de tout premier plan. Notamment, les moyens de cristallogenèse et de transformation, qui procurent à l’équipe des matériaux modèles, ont bénéficié d’acquisitions récents (four, laminoir asymétrique pilote). Par ailleurs, la pratique des essais in-situ, initiée dans les années 90 (MEB) a été adaptée à des chargements mécaniques variés (traction, cisaillement simple, pliage,…) tandis que des micro-machines se développent sur d’autres instruments (MEB-FEG, AFM, diffraction des RX et des neutrons). A côté des recherches « classiques » sur les liens microstructures – propriétés d’emploi dans les métaux et alliages, des recherches ont été initié plus récemment sur les composites à matrice métallique, les métaux revêtus de couches d’oxydes, ou encore les matériaux élaborés sous hautes pressions, toujours dans le but d’optimiser les propriétés d’emploi. Par ailleurs, de nouvelles problématiques émergentes couplent la plasticité aux effets d’environnement, voie ouverte vers les comportements et propriétés mécaniques sous sollicitations et contraintes physico-chimiques (fragilisation par l’hydrogène, fortes pressions), et donc à l’étude de la durabilité des matériaux. Enfin, dans le cadre du développement des modèles d’homogénéisation, d’autres questions de couplage sont également abordées : plasticité et endommagement, couplage magnéto-mécanique, plasticité et recristallisation et/ou transformation de phase.

L’ensemble de ces activités génère des partenariats industriels, parmi les grands groupes de la sidérurgie, des transports et de l’énergie, qui soutiennent stages, thèses et post-docs, et quelques PME. L’équipe est solidement appuyée sur des actions de coopérations nationales (GDR, ANR) ou internationales (GDRE, Japon, Corée, Pologne, Belgique, USA, Brésil, Algérie, …) pour accroître son potentiel et ses moyens. Elle est très active au sein de la Fédération CNRS F2MSP ainsi qu’au sein de l’IFR Paris Nord Plaine de France qui a permis le démarrage de nouvelles thématiques (matériaux sous conditions sévères, matériaux à gradients, ….), en partenariat avec le LISMMA de SUPMECA notamment. Elle constitue une partie déterminante de l’axe « Matériaux de Structure » du LABEX SEAM.