Corrélation d’images, matière à réflexion

Pourriez-vous nous présenter l’expérience en démonstration pour la JPO ?

Nous avons réalisé, avec Louison, un essai de traction d’une éprouvette de colle en forme d’altère, ou os de chien. Ces essais permettent de mesurer l’allongement et l’effort maximal qu’il faut appliquer pour rompre l’éprouvette. L’effort est mesuré par un capteur embarqué dans le montage. L’allongement de l’éprouvette est mesuré simultanément grâce à deux caméras qui observent la face avant et une troisième qui observe la face arrière. Les deux caméras synchronisées pour la face avant, repèrent les déplacements relatifs de petits points de peinture noire sur fond blanc, appelés ‘mouchetis’. Ce principe d’observation de deux états distincts de déformation, un état de référence et un état déformé s’appelle la stéréo corrélation. La corrélation d’images est employée en sciences des matériaux pour déterminer des champs de déformations sans contact.

Comment avez-vous réussi à adapter ce domaine de recherche pour le grand public ?

Nous avons décidé de présenter le concept simple de l’essai, et de mettre sur un écran latéral les couleurs qui illustrent la distribution d’allongements, les déformations, sur la face avant calculées par analyse des films des deux caméras synchronisées.

En parallèle, nous avons présenté au public les allongements jusqu’à rupture d’éprouvettes métalliques rompues avec le même type d’essai, en insistant sur la déformation et sur la rupture. Les explications orales étaient ciblées sur l’expérience personnelle des visiteurs lorsqu’ils ont étiré, voire déchiré, eux-mêmes des matières du quotidien : chewing-gum, pâte à pizza ou à pain, etc.

Comment ces travaux s’inscrivent ils dans la recherche faite au sein du département ?

Cet essai fait partie de la campagne expérimentale de mes travaux de thèse dans les thématiques de l’axe transverse Assemblages de l’Institut Clément Ader. Pour le Département Mécanique des Structures et Matériaux, ma thèse est codirigée par Christine ESPINOSA, Éric PAROISSIEN et Fréderic LACHAUD.

Parmi les domaines d’étude du groupe, le projet de thèse s’intéresse particulièrement au thème du désassemblage à la demande (« Dedonding on Demand »). On cherche à contrôler de manière duale à la fois la résistance et l’intégrité de la structure pendant sa durée de vie, et sa rupture ou son démontage à la demande lorsqu’on le souhaite, sans endommager les pièces assemblées.

Conçus pour répondre à une question scientifique choisie, les tests élémentaires constituent une étape importante dans un projet de recherche. Ici, l’essai présenté est un essai standard de traction. Ce type d’essai est l’un des types d’essais standardisés les plus utilisés et permet d’obtenir l’allongement et la contrainte maximum qu’un matériau peut supporter. Il permet de déterminer les propriétés mécaniques qui peuvent servir comme paramètres de comparaison avec d’autres matériaux, mais aussi pour alimenter des modèles de simulation numérique. Ce type d’essai met en évidence certains comportements du matériau en fonction des efforts appliqués, comme sa sensibilité à la vitesse de chargement (viscoélasticité), sa résistance à la compression confinée (hyperélasticité), sa capacité à s’étirer mollement et de manière irréversible (ductilité) ou la brutalité de sa rupture (fragilité).