Dans de nombreuses infrastructures industrielles, des joints entièrement métalliques sont utilisés pour garantir une haute étanchéité des assemblages mécaniques en conditions thermodynamiques sévères. Leur performance est entièrement contrôlée par le comportement à l’interface de contact entre les surfaces rugueuses du joint et de la bride en vis-à-vis, assimilable à une fracture multi-échelles anisotrope. L'objectif de la thèse est alors de mieux comprendre et prédire les mécanismes d’obtention et de perte d'étanchéité des gaz en fracture rugueuse par une approche de modélisation couplée à de l’expérimentation.

Le travail se réalise dans la continuité d’études connexes déjà réalisées au laboratoire. Il se concentrera d’abord sur la mise au point d’un dispositif expérimental permettant la mise en contact de surfaces rugueuses métalliques avec un effort donné et la mesure conjointe de la fuite, au chargement du contact comme au délestage, afin de mettre en évidence et caractériser le phénomène d’hystérésis apporté par le déformation permanente de la matière au cours de la première compression. Les résultats obtenus seront comparés aux modèles numériques du laboratoire dans différentes configurations, afin de valider ces derniers. S’il apparaît que le calcul d’écoulement est bien maîtrisé, des écarts persistent dans le modèle de contact mécanique. Il devra alors être amélioré en termes de prise en compte des effets de plasticité propres au contact, de l’épaisseur finie du revêtement d’étanchéité et l’optimisation du temps de calcul. Les résultats seront ensuite transposés à un cas industriel de joint d’étanchéité HELICOFLEX, en développant une stratégie de modélisation à deux échelles, couplant l’information macroscopique à l’échelle du joint avec celle à l’échelle des rugosités.