TomExTer

Imagerie tomographique et tests in situ étendus pour des matériaux durables

La conception et l’utilisation optimale des matériaux de structure, qu’ils soient manufacturés ou naturels, nécessitent une connaissance détaillée de leur microstructure et des mécanismes physiques qui sont activés lorsqu’ils sont soumis à des chargements thermo-hydromécaniques complexes. Les techniques d’imagerie, combinées aux dispositifs d’essais dits « in situ », offrent un moyen unique d’identifier et de quantifier ces mécanismes. Les propriétés des matériaux structurels résultant essentiellement de phénomènes répartis dans leur volume, les méthodes d’imagerie pleinement 3D, capables de visualiser ce qu’il se passe à l’intérieur d’un échantillon, sont d’un intérêt primordial.

Le présent projet TOMEXTER vise à étendre les capacités de la plateforme fédérative de microtomographie à rayons X, opérationnelle depuis 12 ans au laboratoire Navier (Ecole des ponts, Marne-la-vallée) et régulièrement utilisée par plusieurs autres laboratoires partenaires. Il s’agit tout d’abord d’une mise à jour technique du dispositif de microtomographie, qui permettra de mettre en oeuvre de nouvelles procédures de scan et d’utiliser pleinement les imageurs de haute définition de nouvelle génération. En outre, il vise à développer de nouveaux dispositifs d’essai in situ compatibles avec une gamme beaucoup plus large de tailles d’échantillons et de conditions et niveaux de sollicitation. Il sera possible d’étudier des géomatériaux naturels présentant des hétérogénéités centimétriques en considérant des échantillons de plusieurs centimètres soumis à des charges importantes (plusieurs tonnes). Cela sera par exemple utile pour étudier les propriétés des roches poreuses carbonatées ou du sel gemme, dans le cadre d’applications en géothermie ou de stockage souterrain à grande échelle d’H2 ou de CO2, étudiées par les deux laboratoires partenaires (Navier et LMS). L’analyse détaillée de la propagation d’une fissure au sein d’une roche nécessite au contraire l’application contrôlée de très petits incréments de charge. D’autres applications concernent les matériaux fibreux ou de mousses biosourcés pour l’isolation thermique ou acoustique (MSME et Navier). Le développement de réseaux de microfissures dans les matériaux polymères multiphasés ou les matériaux réfractaires sera étudié par le PIMM, ainsi que l’effet des micropores observés dans les matériaux issus des procédés additifs tels que la fusion sélective par laser. D’autres métaux et polymères seront également étudiés par le CMAT.

Porteur du projet :