Descriptif

A l'heure où la transition énergétique remet le nucléaire au premier plan et pousse à concevoir des technologies révolutionnaires notamment dans l'aéronautique (turbines révolutionnaires, matériaux plus légers), il est plus que jamais crucial de former des ingénieurs capables de s'assurer de la tenue à la rupture des composants sensibles afin d'éviter des accidents catastrophiques.

Or, le moindre défaut (rayure, cavité ou fissure), dans un matériau peut être très néfaste et provoquer la rupture brutale d'une structure. Cette rupture peut être fatale par exemple dans les domaines des transports ou de production d'énergie nucléaire, mais aussi lors de séismes. L'objet du cours est de fournir les bases physiques, mathématiques et numériques permettant d'estimer la nocivité d'un tel défaut.

Pour cela, dans le contexte de l'élasticité linéaire, nous introduirons:

(i) la notion de concentration de contraintes autour de défauts géométriques (cavités, points anguleux, fissures), point crucial à prendre en compte dans la conception de composants pour assurer leur durabilité et leur fiabilité.
(ii) les lois régissant la propagation d'une fissure: à quelle vitesse se propage une fissure sous chargement cyclique? quel est le seuil à ne pas dépasser pour éviter une rupture brutale?
Cela permettra par exemple de déterminer les opérations de maintenance nécessaires pour qu'un rail, un avion ou une centrale nucléaire puisse continuer à fonctionner sans risque.
(iii) les outils mathématiques et numériques basées sur la méthode des Eléments Finis, permettant d'y répondre de manière chiffrée, de façon à pouvoir dimensionner les composants et les opérations de maintenance.