Note ABES Analyse des réponses balistiques des fibres d'un matériau tissé à l'échelle microscopique basée sur l'homogénéisation numérique Analysis of the ballistic responses of the fibres of woven material at the microscopic scale based on numerical homogenization Matériau tissé Ballistic impact Woven material Numerical homogenization Microscopic analysis Fibres Textiles et tissus à usages techniques Kevlar Résistance à la pénétration Balistique Impact Méthodes d'homogénéisation numérique Analyse multiéchelle Microstructure (physique) Gilets pare-balles Matériaux Cette thèse est consacrée à l’étude du comportement balistique d’un matériau tissé en utilisant une approche microscopique basée sur la technique d'homogénéisation numérique. En effet, lors d’un chargement balistique, le projectile agit localement sur la zone affectée du tissu engendrant ainsi une compression transversale des fibres. Ce phénomène a été modélisé, à l’échelle des fibres, en prenant en compte les effets des interactions fibre-fibre et l’évolution de la fraction volumique d’un fil au cours du chargement. Cette modélisation a conduit à établir une loi de comportement mécanique non-linéaire décrivant l’évolution des contraintes et des déformations apparentes dans un fil soumis à une compression transversale. La technique d’homogénéisation numérique, basée sur un volume élémentaire représentatif (VER) périodique, a été utilisée en vue d’une modélisation prenant en compte le vide entre les fibres. Cette démarche a conduit à établir une loi puissance entre la déformation apparente et la fraction volumique pour un fil sollicité en compression transversale. Ces données ont été introduites pour évaluer le comportement microscopique des fibres soumis à un impact balistique en se basant sur une approche multi-échelle. Cette analyse a conduit à une meilleure compréhension des phénomènes physiques se produisant lors d’un impact balistique d’un fil à l’échelle des fibres. Ensuite, cette modélisation a été appliquée au cas d’un tissu soumis à un impact balistique à une échelle mésoscopique (échelle d’un fil) combinée à une échelle microscopique (échelle d’une fibre) dans la zone affectée par l’impact. Cette modélisation a été validée par confrontation avec des données expérimentales, en termes de l’évolution la vitesse du projectile. L’évolution de l’énergie, de la force d'impact, des interactions fibres-fibres et de la rupture locale des fibres ont été aussi analysées. This thesis is dedicated to the study of the ballistic behaviour of woven material using a microscopic approach based on the numerical homogenization technique. Indeed, during a ballistic loading, the projectile acts locally on the impact zone of the fabric, thus generating a transverse compression of the fibres. This phenomenon has been modelled, at the fibre scale, taking into account the effects of fibre-fibre interactions and the evolution of the volume fraction of yarn during loading. From this modelling, a non-linear mechanical behaviour law describing the evolution of apparent stress and strain in a yarn subjected to transverse compression was obtained. Then, based on a periodic Representative Volume Element (RVE), a numerical homogenization technique taking into account the void between fibres was used for modelling. A power law between the apparent deformation and the volume fraction for a yarn subjected to transverse compression was deduced based on this approach. These data were implemented into a model in order to analyse the microscopic behaviour of fibres subjected to ballistic impact based on a multi-scale approach. The analysis has provided a better prediction of the physical phenomena occurring during the ballistic impact of one single yarn at the fibre scale. Then, this model was applied to the case of one fabric subjected to ballistic impact at a mesoscopic scale (yarn scale) combined with a microscopic scale (fibre scale) in the impact zone. This model was validated by comparison with experimental data, in terms of the evolution of projectile velocity. The evolution of energy, impact force, fibre-fibre interactions and local fibre failure are also analysed. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 13821242 https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/EDSPI/2021/2021LILUI008.pdf https://theses.hal.science/tel-03356211 https://theses.hal.science/tel-03356211 https://theses.hal.science/tel-03356211 https://theses.fr/2021LILUI008/abes https://theses.hal.science/tel-03356211 https://theses.hal.science/tel-03356211 https://theses.hal.science/tel-03356211 Pham Quoc Hoan Pham 1986-09-28 VN 257484922 https://theses.fr/2021LILUI008 2021LILUI008 https://doi.org/10.70675/a83417aazffcaz48cbz956cz686110e6d5c9 2021-01-29 Mécanique, énergétique, génie des procédés, génie civil Université de Lille (2018-2021) 223446556 Doctorat Docteur es non oui Imad Abdellatif MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 103913602 Kanit Toufik MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 079546064 Saouab Abdelghani MADS_PRESIDENT_DU_JURY 15478592X Rabet Luc MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 164084495 Ha-Minh Cuong MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 164192131 Ferrero Jean-François MADS_RAPPORTEUR_1 137653956 Bahlouli Nadia MADS_RAPPORTEUR_2 161672345 École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille ; 1992-2021) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 147297028 Unité de Mécanique de Lille - Joseph Boussinesq MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 229946232 Unité de Mécanique de Lille - ULR 7512 / UML MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_2 531629 ddc:530 Imad Abdellatif Kanit Toufik Saouab Abdelghani Rabet Luc Ha-Minh Cuong Ferrero Jean-François Bahlouli Nadia École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille) Unité de mécanique de Lille - Joseph Boussinesq Unité de Mécanique de Lille - ULR 7512 / UML PDF 13821242