Pro­fesseur des uni­ver­sités, Zoheir Aboura tra­vaille sur le com­porte­ment mécanique des matéri­aux com­pos­ites au sein du lab­o­ra­toire Roberval.

La notoriété du lab­o­ra­toire dans le domaine du com­porte­ment mécanique et de l’analyse des mécan­ismes d’endommagement des matéri­aux com­pos­ites en a fait une référence dans cette thé­ma­tique de recherche. Un savoir-faire con­stru­it grâce à l’apport de nom­breuses thès­es, mais aus­si aux col­lab­o­ra­tions étroites avec de grands acteurs indus­triels, au pre­mier rang desquels Safran et l’ensemble de ses fil­iales, Safran Air­craft Engines, Safran Com­pos­ites, Safran Ceram­ics, Safran Land­ing Sys­tems… « Nos com­pé­tences dans le domaine du com­porte­ment endom­mage­able des matéri­aux com­pos­ites nous ont offert une vis­i­bil­ité nationale », affirme Zoheir Aboura.

Une notoriété qui a con­duit le CEA – déjà engagé aux côtés de Rober­val dans une thèse menée en col­lab­o­ra­tion avec MBDA et Pyromer­al Sys­tems – à pro­pos­er la créa­tion d’un lab­o­ra­toire com­mun, mar­quant une nou­velle étape dans ce parte­nar­i­at stratégique.

Ce lab­o­ra­toire com­mun, créé avec le Dr François Guil­let du CEA et inau­guré en sep­tem­bre 2025, est bap­tisé « Lab­o­ra­toire de Mécanique des Com­pos­ites à Matrice Céramique » (MC2Lab). Lab­o­ra­toire « sans murs », il vise à ren­forcer et à dévelop­per des com­pé­tences en recherche académique et appliquée sur des prob­lé­ma­tiques com­munes, autour de deux thé­ma­tiques principales :

• la mécanique des matéri­aux com­pos­ites à matrice céramique (CMC) (essai, com­porte­ment, modélisation),
• la réal­i­sa­tion de pièces com­pos­ites CMC mod­èles dans le but de car­ac­téris­er leur com­porte­ment mécanique.

Les travaux por­tent en par­ti­c­uli­er sur les com­pos­ites céramiques oxy­des-oxy­des, des matéri­aux de pointe capa­bles de con­serv­er d’excellentes per­for­mances mécaniques à très haute tem­péra­ture – jusqu’à 1 000 °C – tout en résis­tant aux effets de l’oxydation. Ces pro­priétés en font des can­di­dats de choix pour des appli­ca­tions indus­trielles exigeantes.

Dans ce cadre, Rober­val met à prof­it son exper­tise en tech­niques expéri­men­tales et en analyse des mécan­ismes d’endommagement soumis à des sol­lic­i­ta­tions com­plex­es. De son côté, le CEA apporte ses com­pé­tences en mod­éli­sa­tion, notam­ment à tra­vers le développe­ment de lois de com­porte­ment des matéri­aux. « L’objectif est d’instaurer un dia­logue per­ma­nent entre les essais expéri­men­taux et les cal­culs numériques afin de mieux com­pren­dre et prédire le com­porte­ment de ces matéri­aux dans des con­di­tions extrêmes », explique Zoheir Aboura.

Deux thès­es com­munes ont déjà été lancées afin de faire pro­gress­er la com­préhen­sion et la mod­éli­sa­tion des com­pos­ites à matrice céramique. La pre­mière, dirigée par le Pr Alain Rassineux depuis octo­bre 2025, s’intéresse au mail­lage à l’échelle méso­scopique des com­pos­ites strat­i­fiés à matrice céramique, une étape clé pour mieux représen­ter la struc­ture interne de ces matéri­aux dans les mod­èles numériques.

Une deux­ième thèse débutera en octo­bre 2026. Codirigée par les Pr Nico­las Buiron et Pierre Feis­sel, elle portera sur les sol­lic­i­ta­tions mul­ti­ax­i­ales appliquées aux com­pos­ites à matrice céramique. Pour men­er à bien ces travaux, le MC2Lab prévoit l’acquisition d’un hexa­pode, un dis­posi­tif expéri­men­tal capa­ble d’imposer simul­tané­ment plusieurs types de con­traintes.
« Jusqu’à présent, on tes­tait les matéri­aux en trac­tion, en tor­sion ou en flex­ion, séparé­ment. Avec l’hexapode, nous pour­rons com­bin­er toutes ces sol­lic­i­ta­tions afin d’observer leur com­porte­ment réel et voir si les mod­èles exis­tants peu­vent les repro­duire, ou s’il faut les faire évoluer », pré­cise Zoheir Aboura.

Une troisième thèse, en dis­cus­sion entre les deux parte­naires, pour­rait débuter en octo­bre 2026, con­fir­mant la dynamique de recherche engagée autour de ces matéri­aux des­tinés aux envi­ron­nements extrêmes.

MC2Lab s’inscrit pleine­ment dans la stratégie de développe­ment du lab­o­ra­toire Rober­val, qui mise sur des parte­nar­i­ats struc­turants et durables. Une ori­en­ta­tion déjà illus­trée par d’autres col­lab­o­ra­tions avec dif­férents parte­naires, comme les lab­o­ra­toires com­muns Dim­exp avec la société Delta­CAD, Fusemet­al avec Arcelor­Mit­tal France et CREM avec le CETIM.

« À Rober­val, nous avons longtemps tra­vail­lé avec les indus­triels sur des pro­jets à court ou moyen terme. Aujourd’hui, notre poli­tique con­siste à con­stru­ire des parte­nar­i­ats inscrits dans le temps long, afin de pou­voir nous pro­jeter. Le parte­nar­i­at avec le CEA s’inscrit pleine­ment dans cette logique », souligne-t-il.

Pour le CEA, l’enjeu est de s’appuyer sur un lab­o­ra­toire à forte com­posante mécanique, venant com­pléter ses pro­pres exper­tis­es en mod­éli­sa­tion et en lois de com­porte­ment des matéri­aux à matrice céramique. L’organisme dis­pose par ailleurs de moyens expéri­men­taux de tout pre­mier plan, com­plé­men­taires de ceux de Rober­val. Par­mi eux, un tomo­graphe de grande taille capa­ble d’accueillir des machines d’essai, offrant la pos­si­bil­ité d’observer les matéri­aux en con­di­tions réelles de sol­lic­i­ta­tion ou encore un nano-inden­teur à haute température.

« Ces équipements ouvrent de très belles per­spec­tives. Notre ambi­tion est donc de dévelop­per con­join­te­ment, sur le long terme, les con­nais­sances sur ces matéri­aux en mutu­al­isant nos moyens et nos ressources humaines », con­clut Zoheir Aboura.

Une démarche qui illus­tre l’évolution de la recherche parte­nar­i­ale vers des col­lab­o­ra­tions plus inté­grées et plus prospec­tives, au ser­vice de l’innovation sci­en­tifique et indus­trielle. En effet, les per­spec­tives d’application sont vastes et stratégiques. Ces matéri­aux intéressent des secteurs aus­si exigeants que le spa­tial, l’aéronautique, le nucléaire civ­il, le génie civ­il ou encore le sport auto­mo­bile de com­péti­tion, autant de domaines où la résis­tance aux con­di­tions extrêmes con­stitue un enjeu majeur.

MSD