Propagation des incertitudes pour la mesure d’Impulsions Electromagnétiques d’origine Nucléaire
Le CEA Gramat réalise des études dans le domaine de la vulnérabilité et du durcissement des équipements et systèmes militaires vis-à-vis
des agressions EM (électromagnétique). A ce titre, de nombreuses expérimentations sont menées notamment en ce qui concerne l’IEMN HA
(Impulsion Electromagnétique d’origine Nucléaire Haute Altitude). Les systèmes de mesure liés à cette activité, tels que les capteurs et
les chaînes de mesures de champ EM, sont généralement déployés dans des environnements sévères où les conditions de mise en oeuvre sont
complexes. Ces contraintes imposent de prendre des marges de sécurité importantes quant aux résultats expérimentaux obtenus car les sources
d’incertitudes ne sont pas toutes connues et/ou sont difficiles à maîtriser.
La thèse a pour objectif de mettre au point une méthode fiable de propagation des incertitudes dans le domaine impulsionnel IEMN HA.
Actuellement, il semblerait qu’aucune approche ne traite les incertitudes dans ce domaine. Le développement de cette méthode ou algorithme
pourra s’effectuer en s’appuyant sur des travaux liés aux problématiques de propagation des incertitudes (équations différentielles multivariables,
méthode de Monte-Carlo, matrice de covariance). Cet algorithme sera ensuite utilisé et validé au CEA Gramat en utilisant les
moyens disponibles en interne.
Caractérisation et modélisation du comportement mécanique triaxial du béton : influence du degré de saturation en eau et du chargement
Dans le cadre de ses activités pour la Défense, le CEA-Gramat développe des outils de modélisation pour évaluer la vulnérabilité d’infrastructures en béton armé aux impacts et explosions. La compréhension des mécanismes de dégradation du béton sous chargements extrêmes est donc d’importance majeure.
Des travaux antérieurs ont mis en évidence la forte influence de la teneur en eau libre sur le comportement quasi-statique du béton confiné et de la vitesse du chargement sur matériau sec ou totalement saturé.
L’objectif de la thèse est compléter ces connaissances par la caractérisation et la modélisation du comportement mécanique du béton à partir d’état de saturation en eau variables et dans des gammes de chargement (vitesse et triaxialité des contraintes) encore inexplorées. Plusieurs dispositifs expérimentaux seront mis en oeuvre: barres d’Hopkinson, impact balistique sur lanceur, presses de compression uniaxiale et triaxiale, micro-tomographie RX. Les essais réalisés seront simulés avec le code ABAQUS en utilisant un modèle de comportement poro-hydro-mécanique développé par le laboratoire. L’origine des éventuelles différences essais-calculs sera étudiée. Une évolution du modèle pourra être proposée, notamment pour rendre compte des temps caractéristiques des différents mécanismes mis en jeu aux échelles micro- et méso-structurales.
Etude de la réponse dynamique du molybdène à un choc laser
Depuis quelques années, le molybdène est utilisé pour plusieurs applications dynamiques, notamment dans le domaine de la défense comme revêtement de charges creuses, impliquant de fortes sollicitations mécaniques (grandes vitesses de déformation, grandes déformations, fortes pressions, …). Pour autant, ce matériau a été caractérisé essentiellement en quasi-statique ou à des pressions extrêmes pour des besoins en planétologie, par exemple.
Les chocs laser, comparés à d'autres sources de sollicitations dynamiques (impacts, explosifs, ...), bénéficient de plusieurs avantages. Ils permettent de couvrir un large spectre de sollicitations - en faisant varier l'intensité, la taille et la durée du pulse laser - , d'étudier la réponse élasto-plastique du matériau à très haute vitesses de déformation, et de réaliser des analyses post-mortem facilitées par la capacité de récupération des échantillons offertes par ce dispositif.
L'objectif de ce travail de thèse, co-encadré par l'Institut Pprime à Poitiers, est de caractériser le comportement du molybdène sous choc laser, sur une gamme de sollicitations représentatives du fonctionnement d'une charge creuse, d'évaluer et de faire évoluer, si besoin, les modèles de comportement existants pour ce matériau. Des configurations innovantes seront également étudiées et mises en oeuvre.
A cette fin, le candidat devra notamment dimensionner, réaliser et exploiter des essais de choc laser permettant :
- de caractériser le comportement élasto-plastique par des mesures de vitesse en face arrière et, si possible, par des mesures de température;
- la récupération et l'analyse post-mortem des échantillons ;
- l'étude de la phase d'implosion génératrice du jet d'une charge creuse sur des échantillons entaillés ;
- l'analyse de l'effet d'un choc incliné sur le molybdène.