Micromécanique

vignette|Simulation 3D de matériaux soumis aux lois de la micromécanique. La micromécanique est une branche de la mécanique dont l'objectif est de décrire le comportement des matériaux hétérogènes. Les approches micromécaniques consistent généralement à considérer un matériau hétérogène comme un ensemble de constituants dont la morphologie, la répartition et la taille influencent le comportement global. Le terme constituant désigne ainsi un volume discret à l'intérieur duquel les propriétés aussi bien physiques que géométriques sont supposées homogènes et dont la taille définit l'échelle des hétérogénéités prises en compte. Les constituants peuvent être de différents types selon la famille de matériaux considérée : il peut s'agir de la matrice et des renforts dans le cas de matériaux composites ou des cristaux dans le cas de matériaux polycristallins. Une approche micromécanique a généralement un double objectif : être capable de déterminer l'état mécanique (i.e. contrainte et déformation) de chacun des constituants ainsi que de décrire le comportement global du matériau hétérogène à partir du comportement de chacun des constituants. D'un point de vue physique, la micromécanique est un problème d'homogénéisation inverse ; en cela il est en général mal posé (i.e. il existe un nombre infini de configurations microscopiques ayant un comportement macroscopique donné). La mise en œuvre d'une approche micromécanique nécessite de définir un volume élémentaire représentatif (VER) du matériau étudié. Le VER est ainsi formé à partir de l'ensemble des constituants choisis pour la description du matériau étudié. Ce volume élémentaire représentatif doit satisfaire à deux conditions : Être plus grand que la taille caractéristique des constituants afin que leur nombre soit suffisant pour permettre une représentation statistique correcte du matériau étudié. Être plus petit que la taille caractéristique d'une structure mécanique (ex : poutre, éprouvette) pour pouvoir éventuellement être remplacé par un matériau homogène équivalent lors d'un calcul de structure.