Vers des mesures de champs thermiques aux échelles mésoscopique et microscopique

Description du sujet Les matériaux composites stratifiés, largement utilisés dans le secteur des transports, posent des défis pour la prédiction de leur endommagement. De nombreuses approches de modélisation multi-échelles ont été proposées pour améliorer le caractère prédictif des simulations numériques, et limiter le nombre d'essais mécaniques. Cependant, des données expérimentales fiables sont nécessaires pour alimenter et valider ces modèles. Des mesures de champ aux diverses échelles d'intérêt semblent ainsi pertinentes. La thermographie infrarouge permet de répondre en partie à cette problématique en détectant les sources de chaleur par autoéchauffement à l'échelle macroscopique. Cependant, elle ne permet pas toujours de comprendre l'origine physique de ces apparitions de chaleur résultant de mécanismes physiques se produisant à une échelle inférieure. Les méthodes de thermométrie par fluorescence exploitent les émissions de photoluminescence visibles émises par des luminophores sous excitation lumineuse UV-visible pour déterminer la température. Une vaste gamme de luminophores est disponible, permettant d'envisager leur utilisation sous diverses formes pour accéder à des résolutions allant de l'échelle macroscopique à l'échelle nanométrique. Les émissions de luminescence ayant lieu dans le domaine du visible, la mesure peut être effectuée à l'aide de caméras visibles, qui offrent une résolution spatiale et temporelle bien supérieure à celle des caméras infrarouges, ce qui constitue un avantage pour la détection de sources de chaleur aux petites échelles telles que celles produites par l'endommagement localisé d'une structure composite. La fonctionnalisation, dans le volume ou à la surface de matériaux composites, avec des luminophores thermosensibles, permettrait donc d'obtenir des informations à de plus petites échelles et mieux comprendre la cinétique et la physique des endommagements. L'objectif de cette thèse est donc de développer des méthodes expérimentales novatrices pour mesurer de manière couplée la température et le champ de déformation à l'échelle mésoscopique et microscopique, en fonctionnalisant la surface des composites avec des luminophores pour appliquer des méthodes de thermométrie par photoluminescence. Ces techniques offrent une résolution élevée et doivent permettre d'accéder à des informations fines sur les phénomènes d'auto-échauffement et d'endommagement dans les composites. École doctorale : MEGEP - Mécanique, Energétique, Génie civil, Procédés Direction : Marie-Laetitia PASTOR Financement : Concours pour un contrat doctoral