Thierry Roland, maître de conférence à l’INSA Strasbourg et chercheur à l’Institut Charles Sadron/CNRS a co-publié1 un article sur une toute nouvelle méthode de modélisation des matériaux cellulaires.
Celle-ci constitue une nouvelle approche de modélisation et les résultats ont été publiés dans la revue European Journal of Mechanics / A Solids, volume 75 de mai-juin 2019.
Les mousses polymères sont omniprésentes dans notre quotidien, de la garniture des sièges de voiture aux plus perfectionnés des implants médicaux. Résultant de phénomènes physico-chimiques complexes opérants à différentes échelles, la structure cellulaire interne des mousses formées reste néanmoins difficile à appréhender. Et pourtant, celle-ci gouverne les propriétés macroscopiques, qu’elles soient mécaniques, thermiques, acoustiques, etc.
Jusqu’à présent les structures de mousses de très faible densité ont été décrites à l’aide d’approches de minimisation de surface liées à un état d’équilibre des mousses liquides conditionné par la tension de surface. Toutefois, aux densités plus élevées, les structures prédites ne reflètent pas les mousses réelles des industriels.
Sur la base d’une description physique du moussage par agent gonflant, Thierry Roland a récemment développé un modèle numérique capable de reproduire des microstructures réelles dans une large gamme de porosité. Ce modèle tient compte de la dynamique des contraintes radiales lors de l’expansion des bulles, de la nucléation simultanée d’autres cellules et de leurs interactions, des tensions de surface et de la pression du gaz interne. Les microstructures finales ainsi générées sont très réalistes, en accord avec les déterminations structurales par tomographie X de mousses polymères de porosité allant de quelques pourcents à 95 pourcents.
Microstructure de mousse générée numériquement (à gauche) à comparer à la mousse réelle (à droite) observée en tomographie RX. Image réalisée par Thierry Roland
L’article est consultable après identification sur le site internet Sciencedirect.com.
1Cet article a été co-publié par M. Dabo, T. Roland, G. Dalongeville, C. Gauthier et P. Kékicheff.