Sujet de stage / Master 2 Internship

L’objectif de ce stage est d’optimiser et de qualifier une méthodologie basée sur la sur la corrélation d’image (DIC : Digital Image Correlation), récemment initiée au laboratoire, pour l'étude du comportement en corrosion sous contrainte de verres simples. Le stagiaire aura plus particulièrement en charge les différentes étapes de l'acquisition de données de corrosion sous contraintes sur différents verres, de la silice pure à des verres ternaires (SiO2-B2O3-Na2O), avec la réalisation d'un mouchetis en surface des échantillons en salle blanche, la mise en œuvre des essais mécaniques sur un dispositif dédié et l’analyse des images obtenues.

Le verre est un matériau largement utilisé du fait de ces nombreux avantages : transparence, dureté, faible dilatation thermique, température du point de fusion élevée, relative inertie chimique, etc... Il présente néanmoins une faiblesse majeure : sa fragilité. Des sollicitations relativement modérées peuvent amener sa rupture brutale, sans signe avant-coureur. Il est également sensible au phénomène de corrosion sous contrainte : sous l’influence de certaines conditions environnementales (humidité relative, température, etc…), des sollicitations apparemment anodines (bien plus faibles que celles amenant sa rupture brutale) peuvent conduire à la propagation de fissures à faible vitesse comme observée lors de la fissuration lente des pare-brises de voiture.

Récemment, une méthodologie basée sur la corrélation d’image (DIC : Digital Image Correlation, voir par exemple https://fr.wikipedia.org/wiki/Corr%C3%A9lation_d%27images) a été développée pour acquérir les différentes grandeurs (facteur d’intensité de contraintes, position précise de la pointe de fissure,…) nécessaires à l’identification de la loi de fissuration. Elle consiste à déposer un mouchetis (ou motif de "tâches" dispersées de manière aléatoire) sur la surface d’un échantillon et à étudier par analyse d’image le déplacement de ces "tâches" lorsque l’échantillon est sollicité mécaniquement. Cette méthode a été mise au point sur des matériaux relativement mous (type acryliques) et le passage à un matériau rigide comme le verre n’est pas aisé. Il nécessite de changer d’échelle de mesure (mouchetis de plus petites dimensions) ce qui a été tenté au SPHYNX via la mise en œuvre de technique de dépôt et de gravure en salle blanche (dimension caractéristique des "tâches" de l’ordre du micron).

L’objectif de ce stage est d’optimiser et de qualifier la méthodologie basée sur la DIC récemment initiée au SPHYNX. Dans ce cadre, le stagiaire devra acquérir des données de corrosion sous contraintes sur différents verres, de la silice pure à des verres ternaires (SiO2-B2O3-Na2O). Il aura en charge les différentes étapes permettant cette acquisition : de la réalisation en salle blanche du mouchetis à la surface des échantillons, à la mise en œuvre des essais mécaniques sur un dispositif dédié et l’analyse des images obtenues. Les résultats acquis avec cette méthodologie seront comparés aux résultats déjà obtenus au laboratoire et/ou disponibles dans la littérature et discutés.