Développement d’une méthode numérique d’extraction des descripteurs en pointe de fissure

Le stage se déroulera au sein de l'Institut de Recherche Dupuy de Lôme (équipe Durablité des matériaux et des structures) sur le site de l'Ecole Nationale d'Ingénieurs de Brest, située sur le Technopôle Brest-Iroise. À la pointe de la Bretagne, face à l’océan, l’ENIB forme des ingénieurs engagés pour une transition socio-écologique responsable. Dans un cadre de vie stimulant et ouvert sur le monde, nous cultivons des compétences techniques et humaines pour construire un avenir durable et solidaire.

En ingénierie, la compréhension des mécanismes de propagation des fissures de fatigue est un enjeu majeur pour prédire la durée de vie des composants et des structures et assurer la sécurité des usagers. En pointe de fissure, les phénomènes mis en jeu sont complexes mais dans un cadre élastique linéaire les champs de déplacement et de contrainte peuvent être décrits par le développement asymptotique en séries de Williams, dont les coefficients (comme le Facteur d'Intensité des Contraintes, FIC) déterminent la propagation de la fissure. L'extraction de ces coefficients à partir de champs numériques ou mesurés expérimentalement est donc fondamentale.

L'objectif de ce stage de master 2 est de développer un modèle 3D de fissure plane dans un cadre élastique linéaire et d'implémenter la méthode d'extraction basée sur l'intégrale de Bueckner-Chen, qui permet d'obtenir les termes d'ordre supérieur (n>1) des séries de Williams. Les simulations par éléments finis permettront de déterminer des champs de coefficients de Williams pour différents types de sollicitations et les résultats seront comparés à une ou plusieurs approches présentes dans la littérature afin de discuter sa pertinence. La méthode pourra également être appliquée à des données expérimentales.

Le code sera développé en Python et la librairie Fenics sera utilisée pour les éléments finis.

Cette offre s'adresse à un.e candidat.e actuellement en dernière année d'école d'ingénieur ou en master 2 dans le domaine de la mécanique des structures. Des compétences dans le domaine de la simulation par éléments finis et de la programmation Python sont indispensables. Des compétences complémentaires en mécanique élastique linéaire de la rupture et en méthodes d'intégration numérique seront appréciées.