Matériaux à structure renforçante percolante : quel type d'approche ?

Résumé
On présente une démarche qui a conduit, pour un composite à matrice polymère renforcée par des whiskers de cellulose, à mettre en évidence des propriétés mécaniques très particulières. Il s'avère que ces propriétés résultent de la formation d'un squelette percolant de whiskers avec de très fortes liaisons mécaniques entre ces whiskers. Différentes approches de modélisation ont été confrontées à ces résultats expérimentaux. Les approches classiques d'homogénéisation de type champ moyen se révèlent inadaptées à ce type de problème. Une approche de type percolation semble plus pertinente mais reste très phénoménologique. Il apparaît que seule une approche discrète du problème basée sur des calculs éléments finis puisse rendre compte efficacement des effets de renforcement. Enfin, une mécanique généralisée comme celle des milieux dits de Cosserat semble être une ouverture si l'on veut décrire ce type de structures renforçantes percolantes dans le cadre d'une mécanique des milieux continus. Des premières identifications de notre matériau comme matériau de Cosserat sont proposées.