Doctorat 2016-19 (Younes MAMMADI)

Développements et applications de techniques optiques de mesures de champs cinématiques, 2D et 2D-1/2 aux échelles micrométriques et sub-micrométriques

De nos jours, les techniques optiques de mesure de champs cinématiques comme la corrélation, le suivi de marqueurs ou la méthode des grilles, sont usuellement utilisées pour étudier le comportement mécanique des matériaux et des structures sur une zone d’intérêt du mètre à quelques millimètres. Leur succès est lié à leur mise en oeuvre aisée à ces échelles en utilisant un système d’observation caméra/objectif optique adaptable à la situation et de comportement maîtrisé, ainsi qu’à la possibilité de réaliser un marquage adapté comme un réseau de points, un mouchetis ou une grille. Lorsque l’on souhaite mener des études à plus petite échelle, micrométrique ou sub-micrométrique, la situation n’est plus aussi favorable à cause notamment de l’obligation d’utiliser un autre moyen d’observation plus complexe comme le microscope électronique à balayage (MEB), et de disposer de marquages à ces échelles.

Dans le cadre du LABEX INTERACTIFS et du programme FEDER 2014-2020, l’institut P’ de Poitiers vient d’acquérir un microscope électronique à balayage double faisceau, FEG / faisceau d’ions focalisé, peu répandu en France. Il permet d’observer des micro-objets (quelques microns voire moins) mais aussi de les fabriquer par usinage grâce au faisceau d’ions. Il rend alors possible l’investigation de différents problèmes mécaniques à très petite échelle, jusque-là inexplorés, comme l’observation des mécanismes élémentaires de déformation à la transition élasto-plastique. Cette thèse a pour objectif de coupler les techniques optiques de mesure de champ et le microscope FIB-SEM afin de construire une solution métrologique maîtrisée et fiable pour observer et quantifier les mouvements et les déformations de la matière à ces échelles. Une part du travail portera sur l’évaluation des performances métrologiques de ce nouveau microscope en terme d’imagerie et sur la recherche de marquages adaptés qui pourront par exemple être produits par le faisceau d’ions (dépôt ou usinage). Une autre part du travail portera sur l’adaptation des méthodes de mesure aux mécanismes particuliers de déformation à ces échelles comme la localisation sous forme de bandes de cisaillement plus ou moins localisées. Les applications visées porteront principalement sur l’étude de la plasticité dans des micro-piliers soumis en compression et sur l’influence de micro-défauts sur l’endommagement et l’amorçage de la fissuration.

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