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[Soutenance de thèse] Ghailen BEN GHORBAL

Ghailen BEN GHORBAL, doctorant au LMCPA de l'UVHC, soutiendra sa thèse de doctorat intitulée "Caractérisation mécanique de céramiques poreuses sous forme massive et de revêtement par indentation instrumentée Knoop", mercredi 12 juillet 2017 à 10h dans l’amphithéâtre du Campus Universitaire de Maubeuge.

Résumé

L’indentation instrumentée est largement utilisée pour la détermination des propriétés mécaniques des matériaux, principalement la dureté et le module d’élasticité. Pour obtenir des données fiables, plusieurs corrections comme la prise en compte du défaut de pointe et la complaisance de l’instrument doivent être apportées dans la méthodologie d’analyse des données de l’essai. Malgré tout, ces corrections ne suffisent plus pour la caractérisation de matériaux fragiles et poreux, qu’ils soient sous une forme massive ou de revêtement. En effet, d’autres sources d’erreurs peuvent provenir de la fragilité de ces matériaux, mais aussi de la représentativité des mesures locales dans le cas des matériaux hétérogènes, ou de l'influence du substrat dans le cas des revêtements. Pour limiter ces effets, l’indenteur Knoop semble être un bon candidat car, à charge équivalente, sa surface de contact est plus grande et la profondeur d’indentation plus faible. Toutefois, par rapport aux indenteurs habituels, le retour élastique du matériau au voisinage de l'empreinte Knoop, qui doit être pris en compte dans les calculs des propriétés, n’est pas bien connu. Ceci constitue donc un frein à son utilisation. C’est pourquoi, nous proposons d’adapter la méthodologie conventionnelle proposée par Oliver et Pharr pour obtenir des résultats fiables par indentation Knoop.
Pour atteindre cet objectif, nous analysons d’abord des résultats obtenus par indentation de différents matériaux céramiques denses en comparant les indentations Knoop et Vickers, ce dernier étant utilisé comme référence. Tout d’abord, nous analysons le retour élastique en indentation Knoop et nous montrons qu’il est possible de retrouver les mêmes valeurs qu’en indentation Vickers en intégrant un facteur correctif lié simplement à des grandeurs géométriques de l’empreinte. Cette approche est valable qu’il s’agisse de la détermination du module d’élasticité ou de la dureté. Toutefois, pour cette dernière propriété, il est nécessaire de bien préciser la définition utilisée pour son calcul. Nous en justifions le choix.
Ensuite nous appliquons la méthodologie d’analyse ainsi établie pour l’étude de la réponse mécanique des matériaux poreux sous forme massive et de revêtement où non seulement le paramètre de porosité joue un rôle important sur la réponse du matériau, mais aussi son hétérogénéité, sa rugosité et son épaisseur. De manière générale, nous montrons que l’indenteur Knoop présente un intérêt certain par rapport aux indenteurs habituels, tout au moins dans le cas des céramiques.

Composition du jury

Mme Corinne NOUVEAU, Maître de Conférences Habilitée à Diriger des Recherches à l'ENSAM de Cluny
Mme Mariana H. STAIA, Professeur à l'Université Centrale du Vénézuéla
Mme Francine ROUDET, Maître de Conférences Habilitée à Diriger des Recherches à l'Université de Lille1
M. Sylvain MEILLE, Maître de Conférences Habilité à Diriger des Recherches à l'INSA de Lyon
M. Arnaud TRICOTEAUX, Professeur à l’Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis
M. Didier CHICOT, Professeur à l'Université de Lille1
M. Fabrice PETIT, Docteur au BCRC, Mons
M. Anthony THUAULT, Maître de Conférences à l’Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis

Contact 

Ghailen.BenGhorbal [at] univ-valenciennes.fr