Activités générales de la structure
Créé en 2004, le GeM regroupe aujourd’hui près de 230 personnes sur les sites de Nantes (Ecole Centrale et Faculté des Sciences et Techniques) et de Saint Nazaire (IUT).
Rattaché à 3 tutelles (CNRS, École Centrale de Nantes, Université de Nantes), le GeM est structuré en 6 équipes de recherche, autour de 3 thématiques principales : le Calcul des Structures, le Génie Civil, les Matériaux et Procédés.
Les axes de recherches des différentes équipes s’articulent autour du triptyque Matériaux – Procédés – Structures, visant principalement à développer et mettre en œuvre des approches intégrées couvrant les étapes de conception, fabrication et fonctionnement de composants industriels (aéronautique, automobile, énergie, génie civil, …).
Une large gamme de matériaux est traitée : géomateriaux, matériaux métalliques, polymères, composites. Au niveau des procédés, les travaux sont surtout orientés autour de la rhéologie, de l’assemblage, et plus généralement de la mise en œuvre des matériaux.
Toutes les équipes s’intéressent également à l’analyse du fonctionnement en service des composants structuraux : réponse aux sollicitations mécaniques et environnementales, parfois extrêmes (sismique, crash), durabilité au sens large (notamment gestion des risques, analyse de cycle de vie).
A l’heure actuelle, les équipes PMM et E3M sont impliquées dans des projets Bioregate.
Les thèmes de recherche du GeM
Équipe E3M – État Mécanique et Microstructure des Matériaux
L’équipe E3M est structurée autour de deux principaux thèmes de recherche concernant, d’une part, l’étude de la durabilité des matériaux composites à matrice organique, notamment lorsque ceux-ci se trouvent en interaction avec les conditions environnementales et, d’autre part, l’étude numérique et expérimentale du comportement thermomécanique des matériaux polycristallins métalliques, plus particulièrement en plasticité. Ces deux thèmes de recherche se rejoignent sur l’utilisation intensive d’approches multi-échelles.
Contact équipe : Frédéric JACQUEMIN – Frederic.Jacquemin@univ-nantes.fr
Équipe IEG – Interactions Eau-Geomatériaux
Les activités de recherche de l’équipe IEG ont pour principaux objectifs de contribuer à l’optimisation de la durabilité des ouvrages du génie civil (bâtiments, infrastructures et ouvrages d’art) et de limiter les impacts de ces ouvrages sur l’environnement.
Pour répondre à ces objectifs, les activités réalisées portent sur la caractérisation des propriétés mécaniques, physico-chimiques et de transferts (masse et chaleur) des (géo)matériaux, ainsi que sur l’analyse de leur cycle de vie.
Contact équipe : Abdelhafid KHELIDJ – Abdelhafid.Khelidj@univ-nantes.fr
Équipe MEO – Matériaux-Environnement-Ouvrages
L’activité de recherche de l’équipe Matériaux-Environnement-Ouvrages s’est développée autour de trois axes : approches multi-échelles, durabilité des ouvrages et couplages multiphysiques, et comportement des ouvrages sous sollicitations complexes.
Les travaux réalisés ont apporté de nouvelles solutions pour la maîtrise de la durabilité des ouvrages dans leur environnement. En effet, de nouvelles techniques expérimentales ont été développées et ont mis en évidence des comportements de matériaux rocheux et cimentaires maintenant bien identifiés ; ce qui a permis de commencer à faire évoluer les réglementations en vigueur.
Par-ailleurs, deux types de modélisation numérique ont été développés :
– pour une analyse fine de la microstructure des matériaux afin de compléter les analyses expérimentales,
– pour une analyse prédictive du comportement des ouvrages.
Contact équipe : Ahmed LOUKILI – Ahmed.Loukili@ec-nantes.fr
Équipe PMM – Procédés et Mécanique des Matériaux
Conception, modélisation et technologie des procédés innovants
– Génération de trajectoire sous contrainte de procédés
– Fabrication additive
– Procédés composites
– Procédés à grande vitesse de déformation par haute puissance pulsé
– Conception pour les procédés durables
Techniques expérimentales, modélisation et outils numériques pour la mécanique des matériaux
– Mécanique des élastomères
– Approches intégrées expérimentales et numériques
Contact équipe : Christophe BINETRUY – Christophe.Binetruy@ec-nantes.fr
Équipe MS – Modélisation et simulation
L’équipe traite de la modélisation et de la simulation sur trois grandes applications : les couplages (mécanique/thermique/diffusion et contact), la durabilité (matériaux composites, métalliques, bétons) et les incertitudes (dans un cadre multi-échelle ou de réduction de modèles).
Les recherches sont conduites d’une manière pluridisciplinaire par la conjonction de mécanique numérique, mécanique théorique, mathématiques, technologie et informatique.
L’équipe développe une approche intégrée modélisation/simulation. En effet, dans de nombreuses problématiques de couplage, durabilité, incertitude, la simulation numérique ne peut pas être envisagée indépendamment de l’approche de modélisation adoptée, et cette dernière doit être soigneusement réfléchie (notamment à l’aide des outils de la mathématique et de la mécanique théorique) pour se combiner à des méthodes de simulation numérique robustes et efficaces.
Contact équipe : Nicolas MOËS – Nicolas.Moes@ec-nantes.fr
Équipe TRUST – ConTRôle de santé, fiabilité et calcUl des Structures
Structures membranaires
Les structures membranaires possèdent des propriétés remarquables (légèreté, souplesse, coût). Le challenge est de développer une véritable “mécanique des structures membranaires” afin de mieux maîtriser l’utilisation de ce type de structures. La modélisation est étendue à l’interaction des membranes avec l’environnement fluide. Parmi les domaines d’application auxquels nous nous intéressons, on trouve les énergies marines renouvelables (EMR), les ballons stratosphériques et les structures de sauvetage.
L’équipe développe des modèles théoriques et numériques fortement non linéaires qui sont validés à partir d’essais expérimentaux.
Modélisation probabiliste de la dégradation, calcul de fiabilité et optimisation de la maintenance en contexte incertain
La prise en compte dans le calcul de structure des incertitudes inhérentes au modèle, pouvant porter sur les propriétés matériau, les sollicitations mécaniques ou climatiques, ou la géométrie, est aujourd’hui incontournable si on cherche à obtenir des prédictions numériques “fiables”, exploitables dans un processus de conception ou une prise de décision.
Les principales contributions portent sur
- la fiabilité et la géotechnique,
- les méthodes de calcul pour les problèmes dynamiques et dépendant du temps avec grande dimension stochastique,
- l’inspection et la maintenance pour l’aide à la décision sous contraintes complexes y compris le changement climatique.
Contrôle de santé des structures
Les activités se scindent en deux parties : une première partie sur la mesure de propriétés physico-mécaniques in-situ en tenant compte de la faisabilité sur le terrain, des soucis économiques et techniques, et une seconde partie sur le développement de nouveaux capteurs, principalement avec des technologies de fibres optiques.
Contact équipe : Franck SCHOEFS – Franck.Schoefs@univ-nantes.fr