Enseignante-chercheuse au départe­ment d’ingénierie mécanique à Rober­val, Del­phine Brancherie est égale­ment respon­s­able de l’équipe mécanique numérique, une des cinq équipes du lab­o­ra­toire com­posée de onze enseignants-chercheurs. 

Quels sont les axes de recherche de l’équipe ? « Si on agrège les com­pé­tences de tous les chercheurs de l’équipe, nos activ­ités cou­vrent l’ensemble des élé­ments de la chaîne de sim­u­la­tion numérique. Nous tra­vail­lons, par exem­ple, sur le dia­logue essais-cal­culs, c’est-à-dire com­ment en amont de la sim­u­la­tion exploiter au mieux les infor­ma­tions issues de la car­ac­téri­sa­tion mécanique ou physique pour déter­min­er les meilleurs mod­èles et les paramètres asso­ciés à utilis­er dans les sim­u­la­tions. Une part impor­tante des activ­ités de recherche menées au sein de l’équipe con­siste au développe­ment de mod­èles et de straté­gies de réso­lu­tion numériques dédiées à l’étude du com­porte­ment des struc­tures, des matéri­aux mais aus­si des flu­ides. Nous tra­vail­lons égale­ment sur des thé­ma­tiques liées à l’optimisation. L’optimisation de la sim­u­la­tion en tant que telle en la ren­dant plus fru­gale grâce à la réduc­tion des temps de cal­cul, par exem­ple, mais aus­si l’optimisation des per­for­mances mécaniques d’un matéri­au ou d’une struc­ture don­nés en ten­ant éventuelle­ment compte des sources d’incertitudes afin de quan­ti­fi­er la robustesse. Des recherch­es qui con­duisent au développe­ment de méth­odes numériques inno­vantes et per­pétuent l’héritage his­torique de l’équipe mécanique numérique qui a été par­mi les pre­mières à déploy­er la méth­ode des élé­ments finis en France », explique-t-elle. 

Des recherch­es à la croisée des math­é­ma­tiques appliquées et de la mécanique qui ont con­duit Del­phine Brancherie à s’intéresser par­ti­c­ulière­ment aux inter­faces cohé­sives pour prédire les phénomènes de rup­ture des matéri­aux ou des struc­tures. « Il s’agit de dévelop­per des out­ils numériques, qui per­me­t­tent de décrire le com­porte­ment des matéri­aux et des struc­tures de leur état sain jusqu’à la rup­ture. Autrement dit de dévelop­per des méth­odes numériques qui per­me­t­tent de repro­duire les proces­sus d’endommagement mécanique qui con­duisent à la ruine des struc­tures en ten­ant compte de leur archi­tec­ture ou microstruc­ture », précise-t-elle. 

Mais depuis, Del­phine Brancherie a élar­gi ses recherch­es aux inter­faces dites cohérentes. Con­crète­ment ? « Ces inter­faces cohérentes sont le résul­tat d’une mod­éli­sa­tion des phénomènes locaux qui ont lieu aux petites échelles lorsqu’on étudie le com­porte­ment des matéri­aux nano-ren­for­cés. Récem­ment, nous nous sommes égale­ment intéressés aux prob­lé­ma­tiques impli­quant des aspects mul­ti­physiques. Nous avons ain­si tra­vail­lé avec Anne-Vir­ginie Sal­sac du lab­o­ra­toire BMBI sur les con­di­tions de rup­ture de micro-cap­sules dans un écoule­ment flu­ide. Nous tra­vail­lons égale­ment avec Ludovic Cau­vin depuis peu sur la mod­éli­sa­tion des cou­plages ther­momé­caniques dans les matéri­aux nano-ren­for­cés », souligne-t-elle. 

Par­mi les pro­jets con­crets en cours ? « Actuelle­ment, je tra­vaille sur un pro­jet ANR [Agence nationale de la recherche] inti­t­ulé Influe auquel par­ticipent le Cere­ma à Com­piègne, l’Institut Pprime à Poitiers mais aus­si l’établissement pub­lic ter­ri­to­r­i­al du Bassin Saône et Doubs en charge de la ges­tion de l’eau à l’échelle du bassin-ver­sant de la Saône. Il s’agit de dévelop­per des out­ils expéri­men­taux et numériques pour com­pren­dre l’impact de l’intensification du traf­ic flu­vial sur les infra­struc­tures nav­i­ga­bles en tant que telles. Pprime est prin­ci­pale­ment en charge du volet expéri­men­tal, alors que l’UTC et le Cere­ma se con­cen­trent sur le volet numérique. Nous tra­vail­lons sur ce pro­jet avec un col­lègue du Cere­ma, numéricien des flu­ides et qui maîtrise très bien les out­ils numériques per­me­t­tant de prédire l’hydrodynamique asso­ciée au pas­sage des pénich­es alors que j’apporte mes com­pé­tences en mécanique des solides pour com­pren­dre et donc anticiper l’impact de ces pas­sages sur le matéri­au poreux des berges. Ce qui va nous intéress­er plus par­ti­c­ulière­ment, c’est l’effet de l’intensification du fret flu­vial sur la tenue des berges avec l’idée d’avoir une pro­tec­tion des berges la plus naturelle pos­si­ble. Il s’agit de pou­voir apporter des répons­es à des ques­tions telles que : est-ce qu’en l’état les berges et les infra­struc­tures sont men­acées ? Quelles sont les mesures de préven­tion à met­tre en œuvre pour éviter qu’elles soient trop endom­magées et enfin quel type de pro­tec­tion naturelle des berges met­tre en place et com­ment qual­i­fi­er ces pro­tec­tions ? » con­clut Del­phine Brancherie. 

Un pro­jet qui vient de com­mencer et devrait se con­cré­tis­er par le lance­ment d’une thèse dans les prochains mois.

MSD