Descriptif

L'objectif du cours est de donner les outils théoriques et  numériques pour la compréhension et la modélisation des matériaux et systèmes de l'ingénieur faisant intervenir des couplages multi-physiques. De tels fondements sont indispensables à la conception de systèmes complexes et des matériaux innovants pour des applications variées telles que la récupération, le transfert et le stockage de l'énergie et des données, le biomédical, la durabilité de matériaux et structures sous environnement sévère, les nouveaux capteurs et actionneurs, etc. Le cours est illustré par des nombreux exemples industriels.

1) Que devient l'énergie fournie à un système? L'énergie dans tous ses états : énergétique et thermodynamique. Les principes de base de la modélisation énergétique ainsi que la caractérisation de l'état d'un système et de ses lois d'état et d'évolution sont explicitées dans un cadre général.

2) Comment construit-on des modèles de comportement des matériaux sous sollicitations multi-physiques ? Un cadre général de construction de modèle de comportement est donné ; en particulier le formalisme des matériaux standard généralisés est utilisé s'il s'avère pertinent. Des compléments sur le comportement thermomécanique sont donnés.

3) Couplages chimio-mécaniques : ils interviennent notamment les batteries électriques, mais aussi dans des applications géomécaniques associées notamment aux stockages souterrains et la corrosion qui affecte la plupart des installations industrielles et civiles et dégrade leur tenue.

4) Modélisation thermomécanique des matériaux actifs (alliages à mémoire de forme) pour actionneurs et capteurs. Le formalisme mis en place est appliqués au changement de phase solide-solide pour sollicitation mécanique, thermique ou magnétique.  

5) Thermo-Piézo-électricité : modélisation dans le cadre du formalisme développé, en y inclut les phénomènes thermiques. Des exemples pratiques de récupération d’énergie de vibrations sont traités.

6) Méthodes numériques pour les systèmes multi-physiques : des schémas numériques dédiés au traitement des problèmes d'évolution multiphysiques sont explicités et mis en œuvre.

Prequis : Mécanique des milieux continus (MEC431)

Modalités d'évaluation : Examen final écrit et note de participation

Langue du cours : Français

Mise à jour : 17 avril 2020