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Etude et modélisation d’impacts hypervéloces sur des matériaux et structures de satellites

Matériaux et applications Sciences pour l’ingénieur

Résumé du sujet

L’étude des impacts à très grande vitesse, ou hypervéloces (IHV), a de nombreuses applications, parmi lesquelles la protection de certains équipements au sein des lasers de grande puissance, la protection des satellites face aux débris spatiaux, ou encore la déflection d’un astéroïde menaçant de percuter la Terre. Dans tous ces exemples, l’impact est susceptible d’entrainer la formation d’un cratère et l’éjection de nombreux débris secondaires, dont il est crucial de pouvoir estimer la masse et la vitesse. L’objectif de cette thèse est, par une approche essentiellement expérimentale, de caractériser la distribution en masse et en vitesse des débris générés par des IHV sur différents matériaux afin de mieux comprendre comment celles-ci sont liées aux propriétés mécaniques (fragilité / dureté / densité) des matériaux. Plusieurs méthodes expérimentales seront utilisées, notamment la collecte dans des gels, l’observation au moyen de caméras ultra-rapides et la mesure de la quantité de mouvement totale des débris au moyen d’un pendule balistique. Ce travail s’appuiera aussi sur des simulations numériques pour aider à l’interprétation des résultats. Ces travaux pourront conduire à améliorer les modèles utilisés pour décrire ces phénomènes.

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