Innovation en Biomatériaux et Nanomatériaux et Nanomatériaux (IBNFGM)

Chef d'équipe: DRAÏ Ahmed, MCA en Sciences des matériaux, Univ. Mascara.

Membres d'équipe:

Objectifs

Les objectifs visés par le programme de recherche de cette équipe peuvent se résumer comme suit :
- Elaboration des modèles numériques avec des lois de comportement très fiables sous différentes sollicitations statiques et dynamiques ;
- Modélisation par éléments finis tridimensionnels des processus de Super Déformation Plastique (SPD: Super Plastic Deformation) ;
- Optimisation des paramètres de conception et de mise en œuvre des processus de SPD (géométrie, conditions opératoires, etc.) ;
- Contribution à l’amélioration des propriétés physico-mécaniques des matériaux nano-structurés ;
- Élaboration d'une démarche d’identification des lois de comportement sous différentes échelles ;
- Etude de conformité et corrélation modèle numérique / essais expérimentaux;
- Contribution à la conception et à la réalisation des nouveaux montages spécifique pour les processus de SPD ;
- Caractérisation physico-chimique et mécanique des matériaux nano-structurés avant et après SPD ;
- Habilitation à diriger des recherches spécialisées en mécanique des nano-matériaux ;
 

Fondements Scientifiques

Les matériaux nano-structurés ont été l’objet des investigations intensives dans ces dernières années, dues à leurs propriétés mécaniques, optiques, électriques et magnétiques supérieures. Ainsi il est avantageux de produire de tels matériaux relativement à prix réduit et avec des formes volumineuses. Une méthode pour développer des microstructures sous micrométriques ou même nanométriques est le processus de recristallisation continue qui nécessitent des déformations plastiques sévères (SPD : Severe Plastic Deformation) aux différentes températures.

Parmi plusieurs méthode de SPD, telles que le forgeage multiple, le processus de torsion à haute pression (HPT : High pressure torsion), le laminage cumulé (ARB : Accumulated roll Bonding), le processus d’ondulation et de redressement des plaques sous contraintes (CGP : Constrained Groove Pressing) et l’extrusion angulaire à canaux égaux (ECAE : Equal Channel Angular Extrusion), les processus d’ECAE et de CGP sont  les techniques les plus couronnées de succès pour produire des matériaux nano-structurés avec des propriétés mécaniques très performantes. Le principe du processus d’ECAE consiste à déformer l’échantillon à travers une matrice composée de deux canaux à égales sections formant un angle entre eux qui peut varier entre 90° à 135°. Ce processus mis au point pour la première fois par SEGAL et son équipe en 1980, n’a reçu une étude intensive que ces deux dernières décennies où il a été exploité par les chercheurs pour former des structures ultrafines dans une large gamme de matériaux solides. D’un autre côté, le processus CGP consiste à déformer plastiquement une plaque en utilisant un poinçon et une matrice rainurés (ondulés) ensuite, faire un aplatissement de la plaque ondulée en utilisant un poinçon et une matrice plats. Les mêmes opérations peuvent être répétées plusieurs fois jusqu’à l’obtention du taux de déformation plastique désiré. 

Mots clés

SPD, Matériaux nano-structurés, Biomatériaux, Modélisation, Déformation plastique, Eléments finis, ECAE, CGP.