Activités des recherche de l’équipe MPSE

Thèmes de Recherche

Homogénéisation et modélisation multi-échelles des matériaux d’emballage

L’objectif est de développer une approche associant la caractérisation expérimentale et la modélisation numérique pour l’étude du comportement des matériaux d’emballage. L’utilisation de techniques de caractérisation mécanique à l’échelle macroscopique, à l’échelle sub-micrométrique (nano-indentation), nous aidera à caractériser le comportement mécanique de ces matériaux. Les méthodes de changement d’échelle et d’homogénéisation, permettant la prédiction des lois de comportement en tenant compte des couplages diffusifs, thermiques et mécaniques, seront mises en œuvre et implémentées numériquement.

  • Homogénéisation des matériaux composites (carton ondulé, plaques multicouches ou sandwich …) avec des méthodes analytiques, numériques et expérimentales.
  • Caractérisation et modélisation numérique du vieillissement des matériaux et des transferts de masse entre le contenant et le contenu (couplage des phénomènes thermiques, diffusifs et mécaniques…)
  • Caractérisation expérimentale et modélisation multi-échelle des matériaux d’emballage (nanoindentation, changement d’échelle Micro-Macro,…)

Simulation des procédés de fabrication des emballages

L’objectif est l’optimisation de la mise en oeuvre des matériaux et de la mise en forme des emballages en tenant compte des relations entre les matériaux constitutifs, les paramètres de transformation et les performances des emballages fabriqués, en intégrant leur cycle de vie (recyclage). Le développement de modèles et d’outils numériques spécifiques associés à des validations expérimentales permettront d’atteindre cet objectif.

  • Mise en œuvre et caractérisation des matériaux d’emballage.
  • Modélisation de procédés d’emboutissage, de soufflage et de thermoformage des emballages, de l’injection de matériaux bio-sourcés ou pétrochimiques.
  • Théories, modèles et implémentation numérique en grandes déformations, en thermique et en élasto-visco-plasticité.
  • Algorithmes de résolution et d’optimisation (approche incrémentale, approche inverse, approche pseudo-inverse, FSQP, Surface de Réponse, méthodes génétiques …).

Analyse du comportement dynamique des systèmes d’emballage

Ce sous-thème s’inscrit dans une démarche d’éco-conception et donc de développement durable. En effet, l’objectif est de développer des outils expérimentaux et numériques permettant d’appliquer les recommandations européennes de réduction à la source : réduction de la masse et du volume des emballages tout en conservant leurs performances de protection du produit.

  • Méthodes de réduction de modèles (homogénéisation, super-éléments, technique de condensation, simplification du contact …).
  • Caractérisation des matériaux d’emballage (papiers, carton ondulé, mousses de calage, films plastiques …).
  • Acquisition, traitement et analyse des sollicitations subies par les emballages sous les régimes stationnaire et transitoire pendant le transport et la manutention (vibrations aléatoires, chocs, chutes…).
  • Modélisation par la méthode des éléments finis du comportement dynamique des systèmes d’emballage (fréquences et modes propres, domaines temporels et fréquentiels, analyse dynamique non linéaire …).

Actualités

  • 42ème congrès de la Société de Biomécanique 2,3 et 4 novembre 2017 Reims, France.