Thierry Cutard

Professeur - Ecole Nationale Supérieure des Mines d'Albi-Carmaux (IMT Mines Albi)
Membre du groupe Matériaux et Structures Composites (MSC)
1M05, Mines d'Albi-Carmaux, Campus Jarlard
81013 Albi
 
    (recherche)
Activités de recherche :

Les objectifs
majeurs de mes travaux de recherche sont de contribuer à  établir une meilleure
connaissance et de meilleures prédictions des comportements de matériaux
inorganiques aux architectures microstructurales complexes, d’une part pour
disposer des outils permettant de piloter le comportement thermomécanique d’un
matériau par la conception de son architecture microstructurale, d’autre part
pour permettre la mise œuvre de démarches de dimensionnement et de prédiction
du comportement en service de structures. Il s’agit principalement de cermets,
de composites céramique-céramique particulaires, de composites à  matrice
céramique et à  fibres longues, de bétons réfractaires et de bétons réfractaires
renforcés de fibres métalliques et/ou minérales. Dans cette famille, les
hétérogénéités microstructurales sont le plus souvent volontaires et liées à
l’association de différents constituants à  forts contrastes de propriétés,
majoritairement céramiques, afin de piloter le comportement thermomécanique des
matériaux résultants.

Trois orientations fortes
peuvent être dégagées dans mes activités de recherche :

– l’étude des évolutions
microstructurales en fonction de la température et de l’environnement,

– l’étude des
comportements thermomécaniques et de leurs liens avec les microstructures,

– la modélisation à
différentes échelles des comportements mécaniques à  haute température.

L’expérimentation
scientifique
a toujours été centrale dans mes activités de
recherche, d’une part du point de vue du développement de moyens d’essais et
d’autre part concernant l’établissement de stratégies expérimentales. Dans ce
domaine, les deux composantes fortes de mon expérience concernent les essais
mécaniques à  haute température et l’observation des microstructures à
différentes échelles. J’ai piloté la création d’essais
mécaniques sur matériaux céramiques hétérogènes, au sein duquel ont été
développés et mis en place plusieurs équipements originaux qui permettent des
essais micromécaniques et macromécaniques jusqu’à  1600°C (essais d’extraction
de fibre, de traction, de flexion, de compression "¦).

Concernant
l’étude des évolutions microstructurales
, une conséquence fréquente du développement
d’architectures complexes réside dans le fait que les matériaux résultants sont
souvent instables à  haute température et connaissent des évolutions
microstructurales complexes. Les principales sources de ces évolutions sont
liées à  l’activation de processus diffusionnels, aux changements d’état de
certaines phases, à  des mécanismes de cristallisation voire au développement de
contraintes internes liées aux comportements dilatométriques différentiels des
différents constituants d’une architecture. Dans ce domaine, les approches que
je mène concernent l’identification puis la modélisation des processus physico-chimiques
et/ou mécaniques internes qui gouvernent ces évolutions.

L’étude
des comportements thermomécaniques
et de leurs relations
avec les évolutions microstructurales constitue une dominante de ma thématique
de recherche sur les matériaux inorganiques aux architectures complexes. Ces comportements thermomécaniques sont
souvent complexes et évolutifs en raison du caractère hétérogène de ces
matériaux et du large domaine de températures dans lequel ils sont utilisés. Un
premier pan de cette dominante concerne la caractérisation de ces comportements
mécaniques dans une large gamme de températures. Les résultats obtenus ont
montré qu’une telle démarche permet d’améliorer la connaissance et la
compréhension de ces comportements et d’autre part de permettre leur
modélisation. Un second pan de cette dominante concerne l’étude des relations
entre les microstructures et les comportements thermomécaniques.
L’établissement de ces liens s’avère être déterminant dans la compréhension des
comportements mécaniques macroscopiques et des évolutions qu’ils peuvent
connaître en fonction de l’histoire thermique du matériau et/ou de
l’environnement.

Dans
le domaine de la modélisation et de la simulation numérique des comportements
thermomécaniques
des matériaux inorganiques hétérogènes,
j’ai jusqu’à  ce jour considéré deux approches distinctes. La première est une
approche micromécanique, qui repose sur la prise en compte de détails de
l’architecture des matériaux. Le comportement mécanique de sous-ensembles
architecturaux peut ainsi être étudié puis considéré pour prédire le
comportement d’ensembles plus macroscopiques. La seconde est une approche
macromécanique, basée sur la mécanique des milieux continus. La complémentarité
de ces deux approches est un atout dans la mesure o๠elle permet d’avoir une
vision du comportement de ces matériaux à  différentes échelles. L’approche
micromécanique, très proche de la physique, conduit à  un niveau de
compréhension avancé de l’incidence des mécanismes micromécaniques internes au
matériau sur son comportement macroscopique. L’approche macromécanique rend
possible la mise en œuvre de démarches prédictives du comportement de structures basés sur ce type de matériaux.



Activités d'enseignement :


Enseignements en Science des matériaux (filière formation initiale, Mines Albi))
– Enseignements sur les propriétés structurales des matériaux (filière formation initiale, Mines Albi))
– Enseignements en Génie des matériaux (filière formation continue, Mines Albi))
– Enseignements sur la mise en oeuvre et les propriétés des matériaux céramiques (filière formation initiale, Mines Albi))
– Enseignements en
mécanique des solides déformables et résistance des matériaux du bà¢timent (filière
formation par apprentissage, Mines Albi)



Responsabilités collectives :

– Directeur-Adjoint de l’Institut Clément ADER (depuis le 1/1/2011)

– Directeur de l’Institut Clément ADER Albi (depuis le 1/1/2011)


Activités administratives de soutien à la recherche :
– Co-chairman de la conférence ICSAM 2012 à  Albi du 3 au 5 juillet 2012
(www.icsam2012.com)
  



Production scientifique :
96 contributions trouvées

AnnéeTypeAuteurs et titre du documentLiens
2018COMJulien Patou, Emmanuel De Luycker, Rébecca Bonnaire, Thierry Cutard, Gérard Bernhart. Influence of the forming process on the mechanical behavior of a commingled carbon PPS composite part. 21st International ESAFORM Conference on Material Forming, 020021-1, 1960[hal][bib] [doi]
2018ACLD'Elia Raffaele, Gilles Dusserre, Sylvie Del Confetto, Nicolas Eberling-Fux, Cédric Descamps, Thierry Cutard. Effect of dicumyl peroxide concentration on the polymerization kinetics of a polysilazane system. Polymer Engineering and Science, Wiley-Blackwell, p.859-869, 58[hal][bib] [doi]
2018ACLPierre-Marie Nigay, Ange Nzihou, Thierry Cutard. The impact of the particle size distribution of organic additives on the microstructure of a clay ceramic and its thermal and mechanical properties. Journal of Materials in Civil Engineering, American Society of Civil Engineers, 04018044, 30[hal][bib] [doi]
2017COMRébecca Bonnaire, Julien Patou, Emmanuel De Luycker, Thierry Cutard, Gérard Bernhart. Utilisation de la corrélation d'images pour le suivi de la mise en forme de renfort textile dans le cadre de la fabrication de pièces composites pour l'aéronautique. 23ème Congrès Français de Mécanique[hal][bib]
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2017ACLJacques Poirier, Eric Blond, Emmanuel De Bilbao, Rudy Michel, Antoine Coulon, Jean Gillibert, Michel Boussuge, Yang Zhang, David Ryckelynck, Gilles Dusserre, Thierry Cutard, Paul Leplay. New advances in the laboratory characterization of refractories : testing and modelling. Metallurgical Research & Technology, EDP Sciences, art. 610 - 16 p., 114[hal][bib] [doi]
2017ACLPierre-Marie Nigay, Rababe Sani, Thierry Cutard, Ange Nzihou. Modeling of the thermal and mechanical properties of clay ceramics incorporating organic additives. Materials Science and Engineering: A, Elsevier, p.375-382, 708[hal][bib] [doi]
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2016ACLRaffaele D'Elia, Gérard Bernhart, Jouke Hijlkema, Thierry Cutard. Experimental analysis of SiC-based refractory concrete in hybrid rocket nozzles. Acta Astronautica, Elsevier, p. 168-177, 126[hal][bib] [doi]
2016ACLGilles Dusserre, Olivier Valentin, Fabien Nazaret, Thierry Cutard. Experimental and numerical investigation of the asymmetric primary creep of a fibre reinforced refractory concrete at 1200 degrees C. Journal of the European Ceramic Society, Elsevier, p. 2627-2639, 36[hal][bib] [doi]
2016ACLRaffaele D'Elia, Gilles Dusserre, Sylvie Del Confetto, Nicolas Eberling-Fux, Cedric Descarnps, Thierry Cutard. Cure kinetics of a polysilazane system: Experimental characterization and numerical modelling. European Polymer Journal, Elsevier, p. 40-52, 76[hal][bib] [doi]
2016ACLDamien Mauduit, Gilles Dusserre, Thierry Cutard. Probabilistic rupture analysis of a brittle spray deposited Si–Al alloy under thermal gradient: Characterization and thermoelastic sizing guidelines. Materials and Design, Elsevier, p. 441-421, 95[hal][bib] [doi]
2015COMDamien Mauduit, Gilles Dusserre, Thierry Cutard. Temperature effect on the strength of a spray deposited Si-Al alloy for space application (abstract). International Conference on Composites and Nano Engineering[hal][bib]
2015ACLSabine Le Roux, Frédéric Deschaux-Beaume, Thierry Cutard, Philippe Lours. Quantitative assessment of the interfacial roughness in multi-layered materials using image analysis: Application to oxidation in ceramic-based materials. Journal of the European Ceramic Society, Elsevier, 1063-1079, 35[hal][bib] [doi]
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