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HE Mu

Doctorant

Equipe MECA

 

Localisation géographique : Bur A12, bâtiment Lavoisier, UPEM

Tél :

Email : mu.he@u-pem.fr

 

Sujet de thèse : Microstructure et propriétés acoustiques de matériaux fibreux par une approche multi échelle prédictive.

 

Résumé du projet de thèse : A ce jour, la plupart des démarches R&D conduites sur les matériaux fibreux mis en œuvre dans les domaines automobiles et bâtiment visent à améliorer les performances par l’optimisation de leurs propriétés macroscopiques. Or, au niveau industriel, le pilotage de la fabrication s’effectue par le contrôle de caractéristiques microscopiques, qui ne sont pas explicitement reliées aux paramètres optimisés à l’échelle macroscopique. La force des préconisations issues des démarches d’innovation s’en trouve ainsi fortement limitée et les résultats ne peuvent bénéficier à l’ensemble de la chaîne d’acteurs. Dans ce contexte, il apparaît nécessaire de combler ce manque entre caractéristiques microscopiques « d’usine » et propriétés physiques macroscopiques (acoustiques, thermiques, etc…). Cette thèse, qui vise à établir ce trait d’union manquant, consiste à élaborer un modèle prédictif multi-échelle adapté aux matériaux fibreux. Il s’articule dans la continuité de deux campagnes d'acquisition de données expérimentales réalisées aux échelles micro et macro en 2013-2014. Dans un premier temps, un état de l’art ainsi que divers plans d’expérience ont déjà été réalisés afin de disposer des échantillons nécessaires à la modélisation. Une seconde phase de l’étude a été dédiée à la caractérisation multi-échelle (microscopie, mesure en tube d’impédance,…) de matériaux, couplée à l’élaboration de modèles physiques semi-empiriques. Des premières tendances fortes ont ainsi été identifiées. La dernière phase du travail, sur laquelle porte la thèse, consiste à compléter l’approche semi-empirique via une modélisation numérique micro-macro. Le milieu fibreux sera à priori modélisé par un tenseur d'orientation angulaire, avec prise en compte de la dispersion des tailles de fibres et des taux de liants. Ses coefficients seront typiquement obtenus à partir des paramètres de la microstructure réelle, identifiés par traitement d'images. Les paramètres de transport des échantillons reconstruits seront calculés par résolution des problèmes aux limites qui gouvernent les phénomènes de dissipations à l'échelle locale; puis mesurés au tube à ondes stationnaires pour des fins de validation. Il devra en résulter des pistes d’optimisation de la morphologie locale du matériau, par conséquent pertinentes pour les acteurs du process matériau. Ce projet s’inscrit principalement dans le cadre du programme principal « Villes et territoires durables » identifié par l’ADEME. Les axes thématiques « Solutions de mobilité innovantes » et « Bâtiments et systèmes urbains performants » sont a priori ceux qui seront directement traités au travers du projet de recherche proposé ici. Ce projet après avoir obtenu l'accord des partenaires cofinanceurs que sont le CSTB et Sait-Gobain Isover, a fait l'objet d'une demande de cofinancement déposée et obtenue auprès de l'ADEME.

 

Directeur de thèse : V. MONCHIET

Autres encadrants : C. PERROT, P. ANDRE (ADEM), G. JACQUES (CSTB), P. LEROY (ISOVER)

Source de financement : ADEME-CSTB-ISOVER