Prédiction des propriétés effectives des biocomposites par homogénéisation numérique : prise en compte de l’interface
Abstract
Les matériaux biosourcés à base de granulats végétaux, développés souvent pour l’isolation thermique et la réduction de la consommation d’énergie des bâtiments grâce à leurs propriétés thermiques et hydriques intéressantes et répondant aux critères règlementaires. Toutefois, leur comportement reste mal maîtrisé en raison de leur microstructure hétérogène et complexe et la variabilité des granulats végétaux.
La prédiction par homogénéisation numérique des propriétés effectives des biocomposites offre une alternative aux essais coûteux et permet, une fois validée, d’optimiser leur formulation tout en réduisant les campagnes expérimentales. L’objectif de ce travail est de proposer une approche d’homogénéisation numérique en intégrant une microstructure aléatoire représentant la structure réelle, composée de granulats de bois, de ciment, de porosité intergranulaire et de l’interface granulat-liant. Le volume élémentaire représentatif a été généré en considérant différentes morphologies de granulats dont la fraction volumique a été déterminée par une analyse d’image des coupes transversales. Les résultats obtenus montrent que la prise en compte de l’interface granulat-liant dans la modélisation permet de réduire l’écart entre les modules d’élasticité effectifs et expérimentaux, et qu’elle accentue l’influence de la forme des hétérogénéités sur les propriétés mécaniques.
