Frédéric Thiebaud : Contribution à la caractérisation expérimentale et la simulation numérique de la réponse statique et dynamique des structures en alliages à mémoire de forme

Sous l’égide du programme Medicis

Résumé

Les Alliages à Mémoire de Forme (AMF) sont très largement utilisés en tant que matériaux adaptatifs pour réaliser des capteurs ou des actionneurs intelligents. Les travaux exposés dans ce mémoire synthétisent les études réalisées sur trois types d’applications : les limes endodontiques (biomédical), les amortisseurs passifs (génie civil) et les récupérateurs énergétiques (développement durable). Pour optimiser les performances mécaniques des limes endodontiques, l’utilisation d’un AMF à base cuivre a été envisagée. Des simulations numériques associées à des essais expérimentaux de flexion-torsion et de pénétration-retrait ont permis de démontrer le potentiel des AMF à base cuivre pour ce type d’applications. Enfin, l’influence des traitements thermiques sur ces instruments a également été étudiée, permettant ainsi d’améliorer leur performances mécaniques grâce à ce type de procédé post-fabrication.

Des essais expérimentaux de type Analyse Mécanique Dynamique (AMD) et une modélisation de la raideur et de l’amortissement à partir du concept de module d’Young complexe ont permis de comparer le pouvoir amortissant de quatre nuances d’AMF, et d’étudier le comportement dynamique d’un ressort hélicoïdal et d’une plaque trouée superélastiques en fonction de certains paramètres physiques tels que la fréquence, la température et l’amplitude des vibrations. Enfin, des essais expérimentaux thermo-électro-mécaniques sur des composites piézoélectriques-AMF ont permis de démontrer le potentiel de ces matériaux en tant que récupérateurs énergétiques fonctionnant à partir de variations de la température. Au bilan, l’ensemble des ces travaux ont permis de contribuer à la caractérisation expérimentale et la simulation numérique de la réponse statique et dynamique des structures en AMF.

À propos de l’intervenant

Maître de conférences depuis septembre 2009 à Polytech Nancy,il effectue ses activités de recherche au LEM3 (Metz ; site Polytech Nancy) dans le domaine des matériaux adaptatifs (céramiques ferroélectriques & alliages à mémoire de forme).

Ses investigations portent sur les modélisations numériques (Abaqus) et expérimentaux (essais mécaniques conventionnels et non conventionnels), le développement de pilotes expérimentaux pour caractériser le comportement mutliphysique des matériaux adaptatifs.

Frédéric Thiebaud effectue ses activités d’enseignement dans le domaine de la mécanique et du génie mécanique à Polytech Nancy avec également des suivis de stages étudiants de fin d’études et de projets industriels.

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