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Comportement mécanique des verres sous choc produit par interaction laser-matière : une approche expérimentale et numérique multi-échelles

Résumé : Le verre de silice (SiO₂) est un des matériaux les plus couramment utilisés dans notre société moderne. Il est notamment employé dans des structures à haut niveau de risque, telles que les verrières d'engins spatiaux ou les protections d'équipements optiques. Cette thèse est effectuée dans le cadre du projet ANR GLASS, qui a pour objectif de faire évoluer les moyens servant à en étudier le comportement sous chargement dynamique (hautes pressions et hautes vitesses de déformations). Elle est focalisée sur l'étude expérimentale de la silice dans ce domaine, afin notamment de permettre un dialogue efficace entre expériences et simulations. Pour cela, la silice est impactée par une impulsion laser de haute puissance, générant une onde de choc qui se propage dans le matériau. Une première étude faite avec des résultats de mesures in situ de la propagation d'ondes de choc dans le verre permet d'obtenir des points de l'équation d'état du matériau. Ensuite, des mesures de spectroscopie Raman sont effectuées sur les échantillons impactés pour observer les modifications permanentes de leur structure atomique. Elles mettent en évidence une densification du matériau et la relaxation thermique du verre dans les zones ayant subi les plus hautes pressions lors du choc. Cet effet est causé par l'importante élévation de température pendant le chargement. Ces résultats montrent une bonne correspondance avec des études numériques effectuées dans le cadre du projet ANR. Enfin, des mesures de microtomographie aux rayons X montrent l'existence de nombreuses fissures à l'intérieur de l'échantillon. Des simulations numériques de peridynamic, une formulation spécialisée dans l'étude de l'endommagement, fournissent un scénario possible pour leur formation.
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Theses
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02281942
Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Monday, September 9, 2019 - 3:52:08 PM
Last modification on : Thursday, September 12, 2019 - 1:18:55 AM
Document(s) archivé(s) le : Friday, February 7, 2020 - 11:58:36 PM

File

DEREURE_Corentin.pdf
Version validated by the jury (STAR)

Identifiers

  • HAL Id : tel-02281942, version 1

Citation

Corentin Dereure. Comportement mécanique des verres sous choc produit par interaction laser-matière : une approche expérimentale et numérique multi-échelles. Matériaux. Université Rennes 1, 2019. Français. ⟨NNT : 2019REN1S018⟩. ⟨tel-02281942⟩

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