Milieux continus généralisés et applications - cnrs.fr · Intérêts de recherche actuels...
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Milieux continus généralisés et applications Angela Madeo INSA de Lyon, LGCIE 23 mars 2015, CNRS-INSIS Paris 1 / 14
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Milieux continus généralisés et applications
Angela Madeo
INSA de Lyon, LGCIE
23 mars 2015, CNRS-INSIS Paris
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Mon parcours
5 Déc 2015: HDR en Sciences, INSA de Lyon
On certain engineering applications of generalized continuum theories
Garant: P. BOISSERapporteurs: S. FOREST, P. NEFF, P. SEPPECHER
Sept 2010-: Maître de Conférence, INSA-Lyon, LGCIE.
Jan 2011-: Membre du Centre International de RechercheM&MoCS, Université de l’Aquila, Italie.
Mars 2009 - Juillet 2010: Post-Doc, “La Sapienza”, Italie.
Nov 2005 - Jan 2009: PhD, Mécanique Théorique et Appliquée,Directeur de Thèse: Francesco DELL’ISOLA,Titre: Variational techniques in poroelasticityUniversité “La Sapienza”, Rome, Italie.
13 Mai 2006: Master of ScienceEngineering Science and Mechanics, Virginia Tech, USA.
01 Juin 2005: Master 2Ingénierie Civile / Environnement, “La Sapienza”.
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Intérêts de recherche actuels
Milieux continus generalisés
avec applications à:
1 Renforts fibreux de compositesinterlocks
2 Propagation d’ondes dans lesmétamatériaux et milieux poreux
3 Remodelage osseux en présencede bio-matériaux
Les Verrous:
1 Prise en compte de la flexion
locale des mèches
2 Détermination des propriétésmicro-mécaniques par approche
inverse
3 Prise en compte de l’interface
matériau-tissu
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Intérêts de recherche actuels
Milieux continus generalisés
avec applications à:
1 Renforts fibreux de compositesinterlocks
2 Propagation d’ondes dans lesmétamatériaux et milieux poreux
3 Remodelage osseux en présencede bio-matériaux
Les Verrous:
1 Prise en compte de la flexion
locale des mèches
2 Détermination des propriétésmicro-mécaniques par approche
inverse
3 Prise en compte de l’interface
matériau-tissu
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Intérêts de recherche actuels
Milieux continus generalisés
avec applications à:
1 Renforts fibreux de compositesinterlocks
2 Propagation d’ondes dans lesmétamatériaux et milieux poreux
3 Remodelage osseux en présencede bio-matériaux
Les Verrous:
1 Prise en compte de la flexion
locale des mèches
2 Détermination des propriétésmicro-mécaniques par approche
inverse
3 Prise en compte de l’interface
matériau-tissu
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Intérêts de recherche actuels
Milieux continus generalisés
avec applications à:
1 Renforts fibreux de compositesinterlocks
2 Propagation d’ondes dans lesmétamatériaux et milieux poreux
3 Remodelage osseux en présencede bio-matériaux
Les Verrous:
1 Prise en compte de la flexion
locale des mèches
2 Détermination des propriétésmicro-mécaniques par approche
inverse
3 Prise en compte de l’interface
matériau-tissu
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Intérêts de recherche actuels
Milieux continus generalisés
avec applications à:
1 Renforts fibreux de compositesinterlocks
2 Propagation d’ondes dans lesmétamatériaux et milieux poreux
3 Remodelage osseux en présencede bio-matériaux
Les Verrous:
1 Prise en compte de la flexion
locale des mèches
2 Détermination des propriétésmicro-mécaniques par approche
inverse
3 Prise en compte de l’interface
matériau-tissu
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Generalized continuum theories
Second gradient theories:
Micromorphic theories:
Relaxed micromorphic:
Prise en compte de la Flexion locale desmèches dans les renforts fibreux
Implémentation numerique simplifiée desthéories de gradient élevé
Caractérisation mécanique des matériauxarchitecturés présentant band gaps
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Generalized continuum theories
Second gradient theories:
Micromorphic theories:
Relaxed micromorphic:
Prise en compte de la Flexion locale desmèches dans les renforts fibreux
Implémentation numerique simplifiée desthéories de gradient élevé
Caractérisation mécanique des matériauxarchitecturés présentant band gaps
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Generalized continuum theories
Second gradient theories:
Micromorphic theories:
Relaxed micromorphic:
Prise en compte de la Flexion locale desmèches dans les renforts fibreux
Implémentation numerique simplifiée desthéories de gradient élevé
Caractérisation mécanique des matériauxarchitecturés présentant band gaps
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Generalized continuum theories
Second gradient theories:
Micromorphic theories:
Relaxed micromorphic:
Prise en compte de la Flexion locale desmèches dans les renforts fibreux
Implémentation numerique simplifiée desthéories de gradient élevé
Caractérisation mécanique des matériauxarchitecturés présentant band gaps
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Generalized continuum theories
Second gradient theories:
Micromorphic theories:
Relaxed micromorphic:
Prise en compte de la Flexion locale desmèches dans les renforts fibreux
Implémentation numerique simplifiée desthéories de gradient élevé
Caractérisation mécanique des matériauxarchitecturés présentant band gaps
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Bone/bio-material remodeling: Collaborations
Collaborations:
F. dell’Isola
Université de Rome La Sapienza etM&MoCS Center
T. Lekszycki
Warsaw Institute of Technology
Vers les applications:
Détermination des paramètres
bio-mécaniques
B2OA H. PETITE
Paris Diderot - CNRS
ISM P. CHABRAND
Aix-Marseille Université - CNRS
[1] CRAS Mécanique Vol. 339, 625-640, (2011)
[2] CRAS Mécanique Vol. 340:8, 575-589, (2012)
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Application1: Bone Micro-Heterogeneity
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Wave propagation in metamaterials: Collaborations
Collaborations:
F. Darve
3SR, UJF Grenoble - CNRS
J.-L. Guyader
LVA, INSA-Lyon
Vers les applications:
Ecrans et guides d’onde
LaMCoS P. BOISSE, J. RETHORÉ
INSA-Lyon - CNRS
MSME G. ROSI
Paris-Est Créteil - CNRS
[3] JMPS, Vol. 61:11, 2196-2211, (2013)
[4] IJSS, Vol. 50:10, 1721-174, (2013)
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Application 2: Wave propagation inmetamaterials and porous media
0 0.5 1 1.5 20
0.2
0.4
0.6
0.8
wrws
1
Wavenumber k @1êmmD
Frequencyw@106
radêsD
c pk
cmk
c sk
TRO
TSO-TCVO
0 0.5 1 1.5 20
0.2
0.4
0.6
0.8
wl
wp
ws
1
Wavenumber k @1êmmD
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LO1
LO2
LA
0 0.5 1 1.5 20
0.2
0.4
0.6
0.8
wt
wrws
1
Wavenumber k @1êmmD
c pk
cmk
c sk
TO1
TO2
TA
(a) (b) (c)
(a) uncoupled waves, (b) longitudinal waves, (c) transverse waves
Possibility of describing BAND GAPS
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Renforts fibreux de composites: Collaborations
Collaborations:
P. Boisse
LaMCoS INSA-Lyon - CNRS
F. dell’IsolaUniversité La Sapienza, Rome,LIA CNRS Paris-Rome
Evolutions possibles:
S. Forest
Centre des Matériaux, Mines Paris - CNRS
P. Seppecher Université de Toulon
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Application 3: Fibrous Composite Reinforcements
Fibrous CompositeReinforcements are materialswith very special properties
They exhibit a hierarchicalheterogeneous micro-structure
At the mesoscopic scale, theyare very stiff in the warp andweft directions but have verylow shear stiffness
In this sense, they can beregarded as mesoscopicpantographic structures
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A Pantographic Meso-Structure: a 2nd gradient material
[I] Alibert J.-J., Seppecher P., dell’Isola F. (2003). Math. Mech. Solids
[II] Charmetant A., Boisse P., Vidal-Sallé E. (2011). Composites Sci. Tech.
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3D Example: Three-Point-Bending of a 0� / 90� interlock
Significant differences have beenfound between the experimentaldeformed shape and the onecomputed using a first gradienttheory
These differences are evidentwhen observing the deformationof the two ends of the beam andthe curvature of the centralregion
Such effects must be accountedfor when considering fibrousmaterials used in areonauticaland aerospace engineering (e.g.SNECMA, Safran group)
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Second Gradient Numerical Simulations: 0� / 90� interlock
Second gradient solution is closer to the real deformationThis is possible since a second gradient theory accounts for thelocal bending stiffness of the yarns
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Merci de votre attention
X Pour ce qui est de l’avenir, il ne s’agit pas de leprévoir mais de le rendre possible
Antoine de Saint Exupéry
X For what concerns the future, one does not have toforecast it, but to make it possible
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