Soutenance de thèse - Marie ROBIN

Soutenance de thèse - Marie RobinMarie Robin, en vue de l’obtention du grade de Docteur en Sciences pour l'Ingénieur, spécialité « Mécanique des Solides, des Matériaux, des Structures et des Surfaces », présentera ses travaux intitulés : Protection aux impacts de débris : étude des effets arrière , le 4 novembre à Saint-Cyr Coëtquidan

Date 04/11

Résumé

Protection aux impacts de débris : étude des effets arrière

Sur le territoire comme en opérations extérieures, le matériel électronique utilisé par le combattant (tablettes, batteries) doit être protégé pour garantir un maintien en conditions opérationnelles. Des structures multicouches composées de polymère (PA66, PEEK) et de métal (AA2024, DP450, TA6V) sont étudiées dans ces travaux comme système de protection face à des impacts de débris de 80 J.

Des essais de caractérisation classiques et originaux (essais de traction surround, de bulge et de cisaillement) sont effectués sur le PA66 et le PEEK afin d'identifier leur comportement mécanique. Cette caractérisation complète contribue à redéfinir la pertinence de certaines caractéristiques bien connues des thermoplastiques (compressibilité plastique, sensibilité à la pression hydrostatique, isotropie) mais permet aussi de définir une loi de comportement utilisée pour modéliser les impacts de débris (loi SAMP-1).

Les structures multicouches sont soumises à des impacts faisant varier la masse et la vitesse du projectile afin d'étudier l'influence de ces paramètres tout en conservant une énergie d'impact identique. Un dispositif expérimental adapté pour ces essais est utilisé afin de permettre la mesure de l'effort d'impact à chaque instant, mais également de quantifier l'effort transmis à l'arrière de la protection. L'évaluation et la comparaison de la performance de protection des structures multicouches est rendue possible par une analyse multicritérielle reposant sur plusieurs grandeurs (déplacement de la face arrière, analyse de la rupture, travail de l'effort d'impact, effort transmis à l'arrière de la structure) afin de permettre une étude des protections sous tous les prismes.

Mots clefs : polymère, impacts, caractérisation mécanique, essais expérimentaux, simulation numé- rique, analyse multicritérielle

Abstract

Protection against debris impacts: Investigation of back-side effects

In France and on overseas operations, electronical devices used by the warfighter (tablets, batteries) needs to be protected to ensure equipment remains operational. Multilayer structures made of polymer (PA66, PEEK) and of metallic sheet (AA2024, DP450, TA6V) are studied in the present work as protections against debris impacts of 80 J.

PA66 and PEEK are subjected to classic and original characterization tests (surround tensile tests, bulge test, sequenced shear test) in order to identify their mechanical behavior. This complete characterization also contributes to redefining some of the well-known characteristics of the thermoplastics (plastic compressibility, sensitivity to the hydrostatic pressure, isotropy) but also to defining a material law for debris impact simulations (SAMP-1 law).

Multilayer structures are subjected to impacts by varying mass and velocity of the projectile while maintaining the same impact energy. An experimental set-up is used to measure the impact force at every instant, and to quantify the back-side effort transmitted to the rear of the protective structure. The evaluation and comparison of the protective performance of multilayer structures is made possible by a multicriteria analysis based on several quantities (backface displacement, fracture analysis, work of the impact force, and effort transmitted to the backface of the structure), thereby allowing for a comprehensive study of the protective structures from all angles.

Keywords : polymer, impacts, mechanical characterization, experimental tests, numerical simulations, mu

Membres du jury

• Pr Florent EYMA, rapporteur avant soutenance, Professeur des Universités, Université de Technologie Tarbes Occitanie Pyrénées, IUT de Tarbes, Institut Clément Ader CNRS UMR 5312
• Pr Franck LAURO, rapporteur avant soutenance, Professeur des Universités, Université Polytechnique Hauts-de-France, LAMIH CNRS UMR 8201
• Pr Laurent MAHÉO, directeur de thèse, Professeur des Universités, Académie Militaire de Saint-Cyr Coëtquidan, CReC, IRDL CNRS UMR 6027
• Pr Vincent GROLLEAU, co-directeur de thèse, Professeur des Universités, Université Bretagne Sud, IRDL CNRS UMR 6027
• Dr Bertrand GALPIN, encadrant de thèse, Maître de Conférences, Académie Militaire de Saint-Cyr Coëtquidan, CReC, IRDL CNRS UMR 6027
• Dr Yaël DEMARTY, examinatrice, Chercheure, Institut franco-allemand de recherche de Saint-Louis

Membre du jury invité

• Dr Julie QUEROIS, Responsable de Pôle Ingénierie, SAFRAN Electronics & Defense

Les travaux sont dirigés par Laurent Mahéo, Vincent Grolleau et Bertrand Galpin

École doctorale SPI.bzh N° 647

Informations pratiques

Mercredi 4 novembre à 15h30

Amphithéâtre Coulloumme - Labarthe

Académie Militaire de Saint-Cyr Coëtquidan

Guer

Crédit photographique : ©Université Bretagne Sud. Service Communication