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Libres Savoirs >> Science des matériaux, mécanique, génie mécanique >> Matériaux
Responsable :

Bernard Monasse
  

Equipe Pédagogique :
Alphonse Finel
Marc Bernacki

Niveau : Graduate

Langue du cours : Français

Période : Printemps

Nombre d'heures : 12

Crédits ECTS : 1 - annulé
SGS_S6314 Physique numérique, de l'atome au matériau complexe
Ressources Pédagogiques :
Objectifs: Il est utile de rappeler le lien fort qui existe entre la compréhension de la physique et le monde industriel, en particulier lorsque les matériaux deviennent de plus en plus complexes. De ce fait, on constate actuellement un intérêt croissant pour des modélisations de plus en plus fines des microstructures, car celles-ci conditionnent dans une large mesure les propriétés des pièces produites. Le contrôle fin des microstructures devient ainsi un enjeu de plus en plus vital. L’objectif de ce cours de « physique numérique » est de montrer que la modélisation permet de prédire et comprendre certains phénomènes physiques à différentes échelles : de l’atome aux objets qui nous entourent. Les propriétés macroscopiques sont induites par les organisations microscopiques complexes sous-jacentes. Leur évolution peut être étudiée par la simulation aux différentes échelles, associée à des méthodes d’homogénéisations cohérentes.

L'enseignement a pour but d'apporter :
  • Une vision d’ensemble et la maîtrise des modèles numériques à différentes échelles,
  • Comment s’effectue le passage d’une approche de thermodynamique statistique à des méthodes de mécanique des milieux continus,
  • L’application à un certain nombre de situations : conformation de protéines, de polymères, structure des précipités et des cristaux dans les métaux, organisation de fibres dans les composites ….


Programme: Le programme analyse progressivement les différentes échelles de la matière avec des modèles adaptés à chaque échelle :
  1. Introduction aux différentes méthodes et matériaux complexes
  2. Principes et applications de la dynamique moléculaire (biomatériaux, métaux, polymères)
  3. Travaux pratiques de simulation par dynamique moléculaire
  4. Principes de la méthode de Monte-Carlo
  5. Applications de la méthode de Monte-Carlo
  6. Méthodes de suivis d’interfaces (champs de phase) principe et application  solide
  7. Méthode de suivi d’interfaces (level set, champs de phase), application solide/liquide
  8. Méthodes d’homogénéisation (analytique, numérique) et changement d’échelle
  9. Principes et applications de la méthode des éléments finis aux évolutions microstructurales pour les métaux et les composites à matrice polymère
  10. Compléments aux méthodes de simulation par éléments finis (maillage adaptatif, estimation d’erreur) et applications
  11. Travaux pratiques de simulations directes par éléments finis d’évolution microstructurale (métaux et composites)


Niveau requis : Ce sont les connaissances normalement acquises dans le tronc commun, notamment :
  • Physique statistique (Physique 2 - physique statistique, 2ème semestre 1ère année)
  • Eléments finis (S 3733/5, 1er semestre 2ème année)


Modalités d'évaluation : Examen écrit pour évaluer la compréhension et les connaissances acquises.

Dernière mise à jour : lundi 21 janvier 2013

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