Microstructure : morphologie, plasticité, transport

Le thème de recherche "microstructure" vise à comprendre l'évolution des microstructures et leur influence sur les propriétés physiques à l'échelle macroscopique, dans le domaine des matériaux métalliques structurels ou fonctionnels.

  • Dislocation microstructure around a crack tip

Plusieurs phénomènes physiques en science des matériaux sont intrinsèquement multi-physiques et multi-échelles, ce qui rend la modélisation des propriétés macroscopiques extrêmement complexe. Par exemple, le comportement macroscopique des alliages métalliques est contrôlé par la présence de différents types de précipités et par la nucléation, la multiplication et la propagation de défauts tels que les dislocations, les micro-fissures, les micro-cavités … La modélisation globale de tous ces phénomènes à l’échelle la plus fine est actuellement hors d’atteinte et surtout inadaptée à une bonne compréhension du comportement macroscopique des matériaux. Une solution possible pour résoudre ce problème est de développer des modèles mésoscopiques qui opèrent à des échelles de temps et d'espace situés entre l'échelle atomique et l'échelle macroscopique. Depuis plusieurs années, le LEM est impliqué dans le développement d'approches mésoscopiques dans le domaine des matériaux métalliques structuraux ou fonctionnels.  Le but ultime est de comprendre et de prédire les microstructures développées par ces matériaux et leur rôle dans le comportement macroscopique. Plusieurs modèles mésoscopiques sont ainsi mis en œuvre dans notre laboratoire :

  • Dans le domaine de la plasticité, nous développons un code de dynamique de dislocation (DD), qui est un outil essentiel pour établir un lien entre l'échelle atomique et l'échelle macroscopique de la mécanique des milieux continus.

Simulation 3D d'un mur de dislocations

  • Dans le domaine des alliages multiphasiques, nous développons la méthode du champ de phase (PF), qui permet de prendre en compte, à une échelle continue, les microstructures multiphasées résultant des transitions de phase, en étudiant leur évolution sous l'influence de différentes contraintes (ex. température,  mécaniques...).

Modélisation champ de phase vs données expérimentales (source EMAT) d'un alliage à mémoire de forme de type Ni65Al35.

  • Enfin, nos études théoriques et expérimentales cherchent à établir le lien entre une description à l'échelle atomique et certaines propriétés macroscopiques (diagrammes de phase, propriétés optiques...).

Personnel Permanent

Benoit Devincre
Directeur de Recherche
Mathieu Fèvre
Maître de Recherche
Alphonse Finel
Directeur de Recherche
Frédéric Fossard
Ingénieur de Recherche
Riccardo Gatti
Chargé de recherche
Gilles Hug
Directeur de recherche
Yann Le Bouar
Directeur de recherche
Jean-Sébastien Merot
Assistant Ingénieur

Personnel Non Permanent

Gader Altinkurt
Doctorante
Carolina Baruffi
Doctorante
Francesca Boioli
Post doctorante
Juba Hamma
Doctorant
Maoyuan Jiang
Doctorante
Hocine Lebbad
Doctorant
Kseniia Piven
Doctorante