Ce travail de recherche est consacré à l'étude de l'endommagement des géomatériaux en utilisant la méthode non destructive par ultrasons. Pour atteindre cet objectif, nous développons dans un premier temps un dispositif à ultrasons modern et novateur qui, en combinant avec un système de sollicitation mécanique, permet de caractériser le processus de l'endommagement du matériau au cours des essais telle que la compression uniaxiale/triaxiale. Plus précisément, le système ultrasonore construit comporte 96 voies et au cours des essais il est capable de mesurer de manière continue les trois types des ondes grâces aux capteurs piézoélectriques spécifiques.L'application de ce système ultrasonore à la caractérisation de l'endommagement des géomatériaux à matrice cimentaire a montré l'efficacité de cette approche. Au cours des essais de compression uniaxiale, l'évolution de la vitesse et de l'atténuation de trois types d'onde a été mise en évidence comme conséquence de l'endommagement au sein du matériau. Nous nous intéressons dans un deuxième temps l'application du système ultrasonore à capturer les images d'endommagement progressif à travers les tomographies des vitesses et de l'atténuation des ondes. L'étude sur les éprouvettes de mortier donne des résultats concordants avec les observations, surtout à la rupture, bien que la résolution reste assez grossière. La dernière partie de ce travail de recherche vise à modéliser l'endommagement du matériau par une approche dite changement d'échelle. Un modèle conceptuel est proposé pour ce type de matériau qui permet de prendre en compte deux mécanismes principaux d'endommagement : la propagation des fissures au sein de la matrice cimentaire et la décohésion entre les inclusions et la matrice. Via un schéma d'homogénéisation en deux étapes, l'influence de ces mécanismes sur l'évolution des vitesses des ondes ultrasonores a été élucidée. Une comparaison des prédictions numériques avec les résultats expérimentaux permet de valider le modèle utilisé.

CARACTERISATION DE L'ENDOMMAGEMENT ANISOTROPE PAR METROLOGIE ULTRASONORE. APPLICATION A UN MATERIAU COMPOSITE INDUSTRIEL: LE 2D CARBONE-SIC. LA TENACITE ELEVEE DES MATERIAUX COMPOSITES A MATRICE CERAMIQUE EST LIEE A LA CAPACITE DES INTERFACES FIBRE-MATRICE A ARRETER OU A DEVIER LES FISSURES MATRICIELLES. LE COMPORTEMENT TRIDIMENSIONNEL NON LINEAIRE DE CES COMPOSITES EST ETUDIE PAR UNE METHODE ULTRASONORE QUI DONNE ACCES A TOUS LES COEFFICIENTS DU TENSEUR D'ELASTICITE, NECESSAIRES A L'IDENTIFICATION DE L'ENDOMMAGEMENT ANISOTROPE. L'EVALUATION DE DEUX FAMILLES DE COMPOSITES: UN SIC-SIC 1D ET UN CARBONE-CARBONE 3D EVOLUTIF, PRECISE LES LIMITES DE LA TECHNIQUE ULTRASONORE. LA DESCRIPTION TRIDIMENSIONNELLE DU COMPORTEMENT DU SIC-SIC 1D EST FOURNIE PAR LES LOIS D'EVOLUTIONS EXPERIMENTALES DU TENSEUR D'ENDOMMAGEMENT. LA CONFRONTATION ENTRE LES VARIATIONS DE TOUTES LES COMPOSANTES DU TENSEUR DE RIGIDITE ET LA MODELISATION DE LA MICRO-FISSURATION EN BANDES-PLATES A PERMIS DE DETERMINER LA GEOMETRIE ET LA DENSITE DE LA FISSURATION. LES MECANISMES DE DEGRADATION ET DE DEFORMATION; FISSURATION DE LA MATRICE, DECOHESION FIBRE-MATRICE, OUVERTURE-FERMETURE DES FISSURES, ET LEUR INFLUENCE SUR LE COMPORTEMENT D'UN COMPOSITE INDUSTRIEL: LE CARBONE-SIC TISSE 2D SONT DETERMINES ET ANALYSES POUR DIVERSES SOLLICITATIONS. DEUX MODES DE FISSURATION SONT IDENTIFIES LORS DES ESSAIS DE TRACTION MONOTONES; UNE FISSURATION MATRICIELLE TRANSVERSALE PRESENTANT UN CARACTERE DETERMINISTE, ET UNE EVOLUTION ALEATOIRE DES DECOHESIONS FIBRE-MATRICE. UN MECANISME D'OUVERTURE-FERMETURE PARTIEL ET PROGRESSIF DES FISSURES TRANSVERSES EST MIS EN EVIDENCE POUR LES CHARGEMENTS CYCLIQUES. L'ESSAI HORS AXES NATURELS A MONTRE UNE DEGRADATION TOTALEMENT ANISOTROPE CONSEQUENCE D'UNE PERTE DE SYMETRIE ELASTIQUE. LES ESSAIS DE FATIGUE ONT PERMIS L'IDENTIFICATION DE DEUX PROCESSUS D'ENDOMMAGEMENT: UNE SATURATION DE LA DENSITE DES FISSURES ORTHOGONALES A LA CONTRAINTE, ET UNE EVOLUTION DES DECOHESIONS FIBRE-MATRICE RESPONSABLE DE LA DEGRADATION DU MATERIAU

Dynamic Behavior of Materials, Volume 1 of the Proceedings of the 2016 SEM Annual Conference& Exposition on Experimental and Applied Mechanics, the first volume of ten from the Conference, brings together contributions to this important area of research and engineering. The collection presents early findings and case studies on fundamental and applied aspects of Experimental Mechanics, including papers on: Quantitative Visualization Fracture & Fragmentation Dynamic Behavior of Low Impedance Materials Shock & Blast Dynamic Behavior of Composites Novel Testing Techniques Hybrid Experimental & Computational Methods Dynamic Behavior of Geo-materials General Material Behavior

Dynamic Behavior of Materials, Volume 1 of the Proceedings of the 2018 SEM Annual Conference & Exposition on Experimental and Applied Mechanics, the first volume of eight from the Conference, brings together contributions to this important area of research and engineering. The collection presents early findings and case studies on fundamental and applied aspects of Experimental Mechanics, including papers on: Synchrotron Applications/Advanced Dynamic Imaging Quantitative Visualization of Dynamic Events Novel Experimental Techniques Dynamic Behavior of Geomaterials Dynamic Failure & Fragmentation Dynamic Response of Low Impedance Materials Hybrid Experimental/Computational Studies Shock and Blast Loading Advances in Material Modeling Industrial Applications

The Virtual Fields Method: Extracting Constitutive Mechanical Parameters from Full-field Deformation Measurements is the first and only one on the Virtual Fields Method, a recent technique to identify materials mechanical properties from full-field measurements. It contains an extensive theoretical description of the method as well as numerous examples of application to a wide range of materials (composites, metals, welds, biomaterials etc.) and situations(static, vibration, high strain rate etc.). Finally, it contains a detailed training section with examples of progressive difficulty to lead the reader to program the VFM. This is accompanied with a set of commented Matlab programs as well as with a GUI Matlab based software for more general situations.

Dynamic Behavior of Materials, Volume 1: Proceedings of the 2014 Annual Conference on Experimental and Applied Mechanics, the first volume of eight from the Conference, brings together contributions to this important area of research and engineering. The collection presents early findings and case studies on fundamental and applied aspects of Experimental Mechanics, including papers on: · General Dynamic Materials Response · Novel Dynamic Testing Techniques · Dynamic Fracture and Failure · Dynamic Behavior of Geo-materials · Dynamic Behavior of Composites and Multifunctional materials · Dynamic Behavior of Low-Impedance materials · Dynamic Modeling and Simulation of Dynamic Behavior of Materials · Quantitative Visualization of Dynamic Behavior of Materials · Shock/Blast Loading of Materials · Interface and Structural Dynamics · Material Response

Dynamic Behavior of Materials, Volume 1 represents the first of nine volumes of technical papers presented at the Society for Experimental Mechanics SEM 15th International Congress & Exposition on Experimental and Applied Mechanics, held at Costa Mesa, California, June 8-11, 2015. The full set of proceedings also includes volumes on: Challenges in Mechanics of Time Dependent Materials, Advancement of Optical Methods in Experimental Mechanics, Experimental and Applied Mechanics 16th International Symposium on MEMS and Nanotechnology, 5th International Symposium on the Mechanics of Biological Systems and Materials, International Symposium on the Mechanics of Composite and Multi-functional Materials, Fracture, Fatigue, Failure and Damage Evolution; and Residual Stress, Thermomechanics & Infrared Imaging, Hybrid Techniques and Inverse Problems.