PRÉSENTATION DE LA RECHERCHE

AXE MÉCANIQUE (ERMESS)

Créé en 2007, l’axe 1 Mécanique (ERMESS) a pour objectif le développement de méthodes et d’outils d’ingénierie mécanique pour la conception de structures mécaniques sûres.

L'axe Mécanique s’intéresse à :

  • L’analyse expérimentale et la modélisation de la fatigue et de la rupture des matériaux et structures sous contraintes, depuis l’apparition des premiers signes d’endommagement jusqu’à la rupture ;
  • La modélisation multi-échelle;
  • La fabrication additive et la numérisation 3D.

THEMES DE RECHERCHE

1/ Matériaux et composites

  • Tenue en service et dégradation des matériaux et des composants mécaniques ;

Simulation éléments finis par approche locale

  •  Modélisation multi-échelle allant de l’échelle locale jusqu’à l’échelle macroscopique.

Modélisation multi-echelle

  • Analyse fiabiliste en vue de l’Inspection / Maintenance/ Réparation des composants mécaniques

2/ Fabrication additive et numérisation 3D

  • Interopérabilité de la fabrication additive dans les systèmes complexes ;
  • Outillage rapide pour l’usine du futur ;
  • Optimisation de matériaux « intelligents » intégrant l’analyse des sollicitations mécaniques subies.

Fabrication additive et numérisation 3D

MEMBRES

Membres permanents

GardanJulien GARDAN : Diplômé en Génie des Matériaux à l’université de Reims (2004), Master Ingénierie Production Assistée Par Ordinateur (IPAO) à l’université de Reims (2005), Doctorat en Système Mécanique et Matériaux à Troyes (Laboratoire LASMIS de l’UTT) en 2011.

Julien GARDAN effectue ses recherches au sein de au sein de l'Institut Charles Delaunay (Laboratoire LASMIS) à l’Université de Technologie de Troyes.

Thématiques de recherche : L’étude de la fabrication rapide et la numérisation 3D à travers de nouvelles applications. Intégration du matériau bois. Conception anthropocentrée.

Mots clés: Ingénierie numérique (CAE), fabrication rapide, fabrication additive, prototypage rapide, numérisation 3D, conception centrée utilisateur (CCU).
 

Ali MakkeAli MAKKE : Diplômé en Génie Mécanique à l’université Libanaise Beyrouth (2006), Master recherche en science et génie des matériaux à l’INSA de Lyon (2007), Doctorat en génie de matériaux à L’INSA de Lyon (Laboratoire MATEIS) et l’Université de Claude Bernard-Lyon 1 UCBL - Laboratoire LPMCN (2011), ATER à I’Université de Claude Bernard (2011) et  l’Université de Bretagne Sud, Lorient (2012) section 60.

Ali MAKKE effectue ses recherches au sein de l'Institut Charles Delaunay (Laboratoire LASMIS) à l’Université de Technologie de Troyes.

Thématiques de recherche : Simulation du comportement mécanique des matériaux à l’échelle moléculaire. Étude du comportement mécanique des agro-matériaux  (Activité récente)

Mots clés : simulation, éléments finis, Dynamique moléculaire, polymères, copolymères à bloques, initiation d’endommagement (fissuration, nucléation des cavités…), calculs intensifs parallèles.
 

Yazid MadiYazid MADI : Formation : Doctorat en Génie Mécanique, Ingénieur en Génie Civil, Agrégation en Génie Civil, DEA Matériaux-Structure-Fiabilité. Parcours : Doctorant au CEA/Saclay  (1998-2001), Chercheur au Centre des Matériaux  (2001-2002),  Enseignant Lycée  (2003-2008), Enseignant-chercheur détaché à l'EPF (depuis 2008).

Yazid MADI effectue depuis 2008 ses recherches en partenariat avec le Centre des Matériaux Pierre-Marie Fourt (Mines ParisTech)

Thématiques de recherche : Comportement, endommagement et rupture des alliages métalliques. L’ensemble des activités, basé sur une démarche expérimentale et numérique, a permis de répondre à des préoccupations industrielles dans les domaines de l’énergie et du transport. Les principales thématiques abordées sont les suivantes :

  • Fatigue : influence des contraintes résiduelles sur la propagation de fissures des alliages, fatigue oligocyclique des assemblages soudés à haute température avec prise en compte du comportement bi-matériaux, fatigue multiaxiale d’un acier de gazoduc.
  • Déchirure ductile : étude de l’effet bi-matériaux d’un assemblage soudé (prédiction du chemin de fissuration) sur le résistance à la rupture, prise en compte de l’anisotropie comportementale, étude de la pré-déformation plastique due au procédé de mise en forme des tôles, analyse du mode mixte par les techniques d’imageries DIC (Digital Correlation Image), effet de confinement plastique d’un acier de gazoduc, propagation d'une fissure dans l'épaisseur d'une paroi mince en alliage d'aluminium.

Mots clés : alliages métalliques, endommagement, rupture.

 

Naman RechoNaman RECHO : Naman Recho est responsable de l’axe ERMESS.

Thématiques de recherche : Mécanique linéaire et non-linéaire de la rupture, fatigue des assemblages soudés et analyse probabiliste, problèmes de rupture à partir de singularités géométriques et matérielles, critères de bifurcation de fissures dans des éléments de structures soumis à la fatigue.

Membres non-permanents

Laurent Chin FooLaurent CHIN FOO : Doctorat EPF-HEI (bourse de Doctorat HEI-EPF). Sujet : « Singularités mécaniques et rupture - Analyses expérimentales, modélisations numériques et validation de modèles ». Encadrement : Naman RECHO (EPF), Jean-Marie NIANGA (HEI).

Contact:
Laurent CHIN FOO, Enseignant-chercheur - laurent.chinfoo@epf.fr  - 01.41.13.29.67

Joseph Marae DjoudaJoseph MARAE DJOUDA : Doctorat EPF-UTT (bourse de Doctorat Grand Troyes). Sujet : « Caractérisation Optique des Déformations à l’Echelle Nanométrique (CODEN) ». Encadrement : Yazid MADI (EPF), Thomas Maurer (UTT), Guillaume Montay (UTT).

Contact : joseph.marae_djouda@utt.fr
 

 

Duy Cuong NguyenDuy Cuong NGUYEN : Doctorat EPF-UTT (bourse de Doctorat CG 10) « Caractérisation de l’interface fibre/matrice. Application aux composites PP/chanvre ». Encadrement : Ali MAKKE (EPF), Guillaume Montay (UTT).

Contact : cuong.ngduy@gmail.com

 

 

Clement SoretClement SORET : Doctorat Mines ParisTech - EPF (bourse CIFRE TOTAL). Sujet : « Strain based design of pipelines ». Encadrement : Yazid MADI (EPF), Jacques Besson (Mines-ParisTech)

Contact : clement.soret@mines-paristech.fr
 

 

COLLABORATIONS

Grâce à son niveau d’excellence, l’axe ERMESS diffuse son expertise et réalise des partenariats de recherche avec de nombreux partenaires privés tels que TOTAL, BUREAU VERITAS, ENGIE, Nippon Steel, Cryospace.
L’axe ERMESS est impliqué dans le pôle de compétitivité MATERALIA, et collabore également avec des Universités dans le cadre d’appels à projets (ANR, région…).

MOYENS D’ESSSAIS

Dans le but de développer des outils innovants d’ingénierie mécanique, l’axe ERMESS s’appuie sur les  outils suivants :

  • Un laboratoire de R&D en fabrication additive : imprimante professionnelle en haute définition et en couleurs, Stratoconception, scanner 3D, caméras thermiques, thermo-formeuse.
  • Modélisation CAO (CATIA)
  • Modélisation et simulation des structures et des procédés de fabrication (ABAQUS, ZEBULON, CAST3M)

Laboratoire EPF Troyes

En partenariat avec l’Institut Charles Delaunay et le Centre des Matériaux, des plateformes de caractérisation :

  • Machines de fatigue, de traction-compression, de contrôle dimensionnel
  • Machines de caractérisation des contraintes résiduelles (méthode du trou incrémental, méthodes optiques, diffraction des rayons X) 
  • Caractérisations microstructurales des matériaux (MEB, MET, EBSD, etc)

PUBLICATIONS

1. Livres

  1. N.RECHO, J.BARES, B.RICHARD, "Méthode de calcul par éléments finis : Principe, matrices élémentaires, assemblage. Cours et exercices corrigés" Editions : Ellipses, Collection Technosup (192 pages). ISBN :978-2-340-00400-9. Date de publication: 17/03/2015
  2. N.RECHO, "Fracture Mechanics and Crack growth", Editions: John WILEY (512 pages). ISBN: 978-1-84821-306-7, Mars 2012.
  3. N.RECHO, "Hamiltonian Formalisms Applied to Continuum Mechanics: Potential Use for Fracture Mechanics", Chapitre du livre: Materials with Complex Behaviour II, Editions Springer –Verlag :Advanced Structured Materials, 2012, Volume 16, Part 1, pp 19-35, DOI: 10.1007/ISBN 978-3-642-22700-4_2, 2012.
  4. N.RECHO,  "Mécanique de propagation et bifurcation des fissures", Editions HERMES-Sciences (288 pages) © LAVOISIER, ISBN 978-2-7462-3805-3, 2012.
  5. N.RECHO,  "Mécanique de la Rupture par fissuration", aspects théorique, conceptuel et numérique, Editions HERMES-Sciences. (290 pages)© LAVOISIER, ISBN 978-2-7462-3118-4,2012.

2. Revues à comité de lecture et à diffusion internationale

  1. A. MAKKE, N. RECHO, " Comparison between Local and Global Crack Criteria of Crack Initiation Under Mixed Mode". Revue: Procedia Materials Science, Volume 3, 2014, Pages 90-96
  2. N. RECHO, L. CHIN FOO, M. FARALDI, T. LASSEN, "Fatigue Design of Cruciform Joints including V-notch Effect at the Weld Toe". Revue: Procedia Materials Science, Volume 3, 2014, Pages 97-103
  3. J.M. NIANGA, N. RECHO, "Hamiltonian Approach to Piezoelectric Fracture". Revue: Procedia Materials Science, Volume 3, 2014, Pages 318 324.
  4. C.Z.CHENG, Z.HAN, S.YAO, Z.R. NIU, N. RECHO. “Analysis of heat flux singularity at 2D notch tip by singularity analysis method combined with boundary element technique”. Revue: Engineering Analysis with Boundary Elements. Volume 46, 2014, Pages 1-9
  5. C.Z.CHENG, D.P. WANG, Z.R. NIU, N. RECHO,  “Singularity analysis near the vertex of the V-notch in Reissner’s plate by coupling the asymptotic expansion technique with the interpolate matrix method” Revue: Fatigue and Fracture of Engineering Materials and Structures (FFEMS). Wiley Publishing Ltd. Article first published online : 14 JUL 2014, DOI: 10.1111/ffe.12230
  6. N. RECHO, "Fracture Mechanics". Journal: "Kirk-Othmer Encyclopedia". © 2013 by  John Wiley  and Sons, Inc. DOI: 10.1002/0471238961.0618010303181521.a01.pub2.  Article Online: January 18, 2013
  7. C.Z.CHENG, Z.R. NIU, N. RECHO, “Analysis of the stress singularity for a bi-material V-notch by the boundary element method”. Revue: "Journal of Applied Mathematical Modelling". Volume 37, Issue 22, 15 November 2013, Pages 9398-9408
  8. C.Z.CHENG, Z.R. NIU, N. RECHO, H. ZHOU,  "Analyze the role of the non-singular stress in brittle fracture by BEM", Fatigue and Fracture of Engineering Materials and Structures. (FFEMS) Wiley Publishing Ltd. Volume 36, Issue 5, May 2013, Pages: 416–426.
  9. C.Z.CHENG, N. RECHO, Z.R. NIU, "Influence of the non-singular stress on the crack extension and fatigue life", Nuclear Engineering and Design 248 (2012) pages 293–300
  10. C.Z.CHENG, Z.R. NIU, N. RECHO, "Effect of non-singular stress on the brittle fracture of V-notched structure", International Journal of Fracture. Volume: 174   Issue: 2   Pages: 127-138   DOI: 10.1007/s10704-012-9680-8   Published: April 2012
  11. Y. SHINOHARA, J. BESSON, Y. MADI, “Anisotropic Damage Behavior in High-Strength Line Pipe Steels”, International Journal of Offshore and Polar Engineering (ISSN 1053-5381), Vol. 22, No. 1, March 2012, pp. 83–89.
  12. Chen, J., Madi, Y., Morgeneyer, T., Besson J. «Plastic flow and ductile rupture of a 2198 Al–Cu–Li aluminum alloy» Computational Materials Science, Volume 50, Issue 4, February 2011, Pages 1365-1371.
  13. Shinohara, Y., Besson J., Madi, Y. «A combined phenomenological model for representation of anisotropic hardening behavior in high strength steel line pipes.» European Journal of Mechanics-A/Solids, Volume 29, Issue 6, November-December 2010, Pages 917-927.

3. Colloques internationaux avec actes

  1. T. Lassen, N. Recho, « Risk based inspection planning OF Fatigue cracks in offshore steel structures ». 34nd International Conference on Ocean Offshore and Arctic Engineering. OMAE 2015. May 31 - June 06, 2015, Saint John, Canada 
  2. N. Recho , L. Chin Foo,  M. Faraldi, " Fatigue life prediction of welded joints as function of their singularity degree using energy release rate". 2nd International Symposium on Fatigue Design and Material Defects (FDMD II) 11, 13 juin 2014 Paris France.
  3. A.GROUS, T.LASSEN, N.RECHO, " Estimation of the uncertainties on the fatigue reliability of a welded assembly
based on Power-law accelerated Birnbaum-Saunders life models ". Icossar - 2013 -11th International Conference on Structural Safety & Reliability June 16-20, 2013. Columbia University New York, NY
  4. G.COUSSAN, N. RECHO, J.M.NIANGA, " Reliable Fatigue Design of Welded Joints following the Eurocode-3 -Conceptual Analysis and Possible Improvements.", , 8th ESIS TC2 Conference.  Mansfield College, Oxford 2nd and 3rd April 2012.
  5. Burlot P., Chen, J., Madi, Y., Morgeneyer, T. « Anisotropic Plastic Behaviour of two 2198 Aluminum-Lithium Alloys» European Conference on Aluminium Alloys - ECAA. Bremen, October 2011.
  6. Madi, Y., Besson J., Tankoua, F., Chen, J., Recho, N. « Mixed-mode ductile fracture of an anisotropic 2024 Al-Cu Alloy.» ECF 18. Dresden, August 2010.
  7. Besson J., Shinohara, Y., Morgeneyer, T., Madi, Y. « Ductile rupture of prestained X100 pipeline steel sheets.» ECF 18. Dresden, August 2010.
  8. Shinohara, Y., Besson J., Madi, Y., « Anisotropic Damage Behavior in High Strength Steel Line Pipes». Bejing, June 2010.
  9. Madi, Y., Chen, J., Morgeneyer, T., Besson J. «Modeling of plastic flow and ductile rupture of a 2198 Al-Li alloy for aeronautic applications.» IWCMM’19. Constana, 2009.

4. Conférences - Séminaires - Cours

  1. « Besoins et enjeux de la participation publique dans les démarches d’écologie industrielle et territoriale(DEIT) » Colloque COLEIT – Octobre 2014 – UTT - Julien Gardan (Pôle ERMESS, EPF), Emmanuelle Lorenzi (UMR 8185 ENEC Paris IV Sorbonne, URCA),Abdelatif Merabtine (ICD-CREIDD, UMR CNRS 6281, UTT, EPF)"
  2. Yazid Madi Conférence de Joseph Marae ANM2014 à Aveiro - Portugal - 2-4 July 2014, 2 présentations orales : Organization of nanoparticles via copolymers templatesNanogauges gratings for strain characterization
  3. Yazid Madi Conference ECF20 Trondheim Norvège, 1 présentation orale : Effect on constraint on anisotropic ductile fracture in a grade X63 line pipe steel
  4. Yazid Madi Poster Conference ECRS-9 Troyes : Effect of Residual Stresses on brittle fracture
  5. N. RECHO, Cours d’excellence (CORSO DI ECCELLENZA) intitulé: “Advances in fracture mechanics for mechanical design activity”, 23 au 25 Octobre 2012. Cours destiné aux étudiants en Doctorat dans le cadre de l’école doctorale à Polytechnique de Turin en Italie.