Jean-Louis ROBERT
Le CV
- 1988 Ingénieur de l’INSA de Lyon, Génie Mécanique Construction
- 1992 Thèse de doctorat de l’INSA de Lyon, en mécanique
- 1993-1999 Maître de Conférences à l’INSA de Lyon, Laboratoire de Mécanique des Solides et département Génie Productique
- 1998 Habilitation à Diriger des Recherches de l’INSA de Lyon
- depuis 1999 Professeur des Universités à l’IUT Clermont Auvergne, département Génie Mécanique et Productique au Laboratoire Institut Pascal UMR 6602 UCA/CNRS/INP (à l’origine Université Blaise Pascal, Laboratoire LERMES puis LaMI)
- 2000-2003 Co-responsable de l’IUP Génie des Systèmes Industriels, option Mécatronique de l'Université Blaise Pascal (UBP)
- 2008-2012 Responsable du Master Professionnel Conception innovante – Maintenance – Durabilité de l’Université Blaise Pascal (UBP)
- depuis 2008 Co-responsable du département d’ingénieurs par apprentissage Génie des Systèmes de Production de Polytech Clermont (département localisé sur le campus de Montluçon)
Encadrements et co-direction/ direction
Encadrements de 2 thèses soutenues
Co-direction/direction de 10 thèses soutenues
Contrats industriels avec ArcelorMittal, Renault, PSA Peugeot-Citroën, CETIM, Railenium
(et à l’INSA avec Sollac, EDF, Renault, PSA Peugeot-Citroën, SNR, CR FIAT)
Directeur adjoint du LaMI (Laboratoire de Mécanique et Ingénieries, 2004-2005)
Membre élu du Conseil d’administration de l’Université Blaise Pascal (2004-2008)
Membre élu du Conseil des Etudes et de la Vie Universitaire de l’Université Blaise Pascal (2008-2012)
Membre élu du Conseil de l’IUT d’Allier (de 2006 à 2018)
Membre élu du Conseil du Département GMP de l’IUT d’Allier depuis 2010
Membre du Bureau de la Commission Fatigue de la Société Française de Métallurgie et de Matériaux (depuis 2006).
Thématique de recherche :
La fatigue des matériaux et des structures
Le phénomène de fatigue des matériaux est lié à la répétition de cycles de chargement successifs tous identiques (on parle alors de sollicitation à amplitude constante) ou différents les uns des autres (amplitude variable). Le principal facteur d’endommagement par fatigue est l’amplitude du cycle de contrainte rencontré.
La plus grande partie des défaillances rencontrées aujourd’hui pour les composants mécaniques a pour origine l’endommagement par fatigue, d’une part parce que l’on sait très bien dimensionner ces composants sous sollicitations statiques et d’autre part parce que de très nombreux facteurs ou défauts de fabrication ou d’assemblages viennent amoindrir la résistance à la fatigue. C’est d’autant plus vrai lorsque celle-ci n’est qu’un paramètre d’usage du matériau parmi d’autres (soudabilité, mise en forme, usinage, résistance à la corrosion). En Bureau d’Etudes, le dimensionnement en fatigue conduit donc à prévoir la durée de vie, en termes de nombre de cycles ou de durée d’utilisation effective, à l’amorçage de fissure ou à la propagation d’une fissure jusqu’à une longueur maximale donnée. La maintenance et le contrôle ont alors en charge le remplacement de la pièce endommagée par une nouvelle à l’état neuf pour recouvrer l’usage de la structure ou de la machine. Le besoin de l’analyse et du dimensionnement en fatigue est aujourd’hui une préoccupation omniprésente car les matériaux sont plus sollicités du fait des contraintes de réduction des quantités de matière première.
Les travaux menés à l’IUT sur la thématique fatigue ont donc cherché à comprendre et à intégrer dans les outils de prévision de durée de vie l’influence de la complexité du chargement de service (fatigue multiaxiale) et de certains défauts générés par les procédés de mise en forme, d’usinage et d’assemblage comme le soudage par points dans l’industrie automobile. Les principaux matériaux étudiés dans ce cadre ont été les métaux (aciers, aluminium) et les composites pour le renforcement des structures endommagées par fatigue.
Ces dernières années et plus précisément à la suite d’une collaboration avec la SNCF, c’est plus spécifiquement le thème de la tenue en fatigue des assemblages boulonnés qui est étudié à Montluçon, avec la mise en évidence de l’influence du pré-serrage des boulons. Cette activité a permis de mettre en place une collaboration entre les équipes ‘‘Fatigue’’ et ‘‘Assemblages’’ au sein de l’axe mécanique de l’Institut Pascal.
Coupe transversale d'un point soudé fissuré par fatigue Courbe S-N d'un acier au manganèse moulé
Le phénomène de fatigue des matériaux est lié à la répétition de cycles de chargement successifs tous identiques (on parle alors de sollicitation à amplitude constante) ou différents les uns des autres (amplitude variable). Le principal facteur d’endommagement par fatigue est l’amplitude du cycle de contrainte rencontré.
La plus grande partie des défaillances rencontrées aujourd’hui pour les composants mécaniques a pour origine l’endommagement par fatigue, d’une part parce que l’on sait très bien dimensionner ces composants sous sollicitations statiques et d’autre part parce que de très nombreux facteurs ou défauts de fabrication ou d’assemblages viennent amoindrir la résistance à la fatigue. C’est d’autant plus vrai lorsque celle-ci n’est qu’un paramètre d’usage du matériau parmi d’autres (soudabilité, mise en forme, usinage, résistance à la corrosion). En Bureau d’Etudes, le dimensionnement en fatigue conduit donc à prévoir la durée de vie, en termes de nombre de cycles ou de durée d’utilisation effective, à l’amorçage de fissure ou à la propagation d’une fissure jusqu’à une longueur maximale donnée. La maintenance et le contrôle ont alors en charge le remplacement de la pièce endommagée par une nouvelle à l’état neuf pour recouvrer l’usage de la structure ou de la machine. Le besoin de l’analyse et du dimensionnement en fatigue est aujourd’hui une préoccupation omniprésente car les matériaux sont plus sollicités du fait des contraintes de réduction des quantités de matière première.
Les travaux menés à l’IUT sur la thématique fatigue ont donc cherché à comprendre et à intégrer dans les outils de prévision de durée de vie l’influence de la complexité du chargement de service (fatigue multiaxiale) et de certains défauts générés par les procédés de mise en forme, d’usinage et d’assemblage comme le soudage par points dans l’industrie automobile. Les principaux matériaux étudiés dans ce cadre ont été les métaux (aciers, aluminium) et les composites pour le renforcement des structures endommagées par fatigue.
Ces dernières années et plus précisément à la suite d’une collaboration avec la SNCF, c’est plus spécifiquement le thème de la tenue en fatigue des assemblages boulonnés qui est étudié à Montluçon, avec la mise en évidence de l’influence du pré-serrage des boulons. Cette activité a permis de mettre en place une collaboration entre les équipes ‘‘Fatigue’’ et ‘‘Assemblages’’ au sein de l’axe mécanique de l’Institut Pascal.
Coupe transversale d'un point soudé fissuré par fatigue Courbe S-N d'un acier au manganèse moulé
Focus sur une activité de recherche
Suite à l’accident ferroviaire de Brétigny sur Orge en juillet 2013, la SNCF a mis en place un Comité d’Expertise de 6 personnes, de 2014 à 2016 pour analyser les problèmes d’endommagement par fatigue des assemblages éclissés, proposer des modifications de conception pour ces assemblages et mettre en place une méthodologie de prévision de durée de vie adaptée. AbdelHamid Bouchaïr (Polytech Clermont) et moi-même avons fait partie de ce comité.
Les travaux réalisés ont donné lieu ensuite à une collaboration pour la caractérisation en fatigue des matériaux utilisés pour les appareils de voie, avec Railenium, le fournisseur principal de la SNCF pour ces pièces moulées essentielles au croisement des voies ferrées.
Intérêt de la recherche appliquée
La recherche amène à confronter l’état des connaissances actuelles sur le comportement des matériaux et des structures aux besoins de sécurité et d’allègement des structures soumises à des sollicitations mécaniques variables, c’est-à-dire dans les industries des transports, dans celles des infrastructures (construction métallique, voies ferrées), dans celles des machines et de l’électroménager, voire tout récemment dans les structures de fixation des sièges dans une salle de spectacle montluçonnaise.
L’expérience acquise au contact des problèmes industriels rencontrés est source de justification du rôle et des applications des disciplines enseignées aux yeux des étudiant(e)s et apprenti(e)s dans les formations scientifiques et technologiques aussi bien dans notre IUT qu’à Polytech Clermont ou à l’EUPI pour ne citer que les formations de l’UCA.
Le challenge de la recherche est de tenter d’apporter des solutions à certains verrous scientifiques et à des problèmes rencontrés pour assurer le meilleur compromis entre la sécurité d’utilisation de la structure et les coûts de sa fabrication et de son exploitation (quantité de matière première, énergie consommée, maintenance).
Exemple de publications
• B. Weber, B. Kenmeugne, J.C. Clément and J.L. Robert, Improvements of multiaxial fatigue criteria computation for a strong reduction of calculation reduction, Computational Materials Science 15 (1999), pp. 381-399.
• B. Weber, K. Ngargueudedjim, B. Soh Fotsing and J.L. Robert, On the efficiency of the integral approach in multiaxial fatigue, Material Prüfung, vol. 48, (2006) N°4, pp. 156-159.
• M.L. Pastor, X. Balandraud, M. Grédiac and J.L. Robert, On the fatigue response of aluminium specimens reinforced with carbon-epoxy patches. Composite Structures, vol. 83, Issue 3 (2008), pp. 237-246.
• F. Rossillon, A. Galtier, J.L. Robert, M. Duchet, A. Lens and H. Oikawa, Effect of welding cycle on the fatigue behaviour of resistance spot welded dual phase steels. Welding in the World, vol. 52, n°11/12 (2008), pp. 30-41.
• M.L. Pastor, X. Balandraud, J.L. Robert and M. Grédiac, Lifetime prediction of aluminium structures reinforced with composite patches. International Journal of Fatigue, vol. 31 (2009), pp. 850-858.
• A. Camara, F. Pennec, S. Durif, A Bouchair et J.L. Robert, Analyse du comportement en fatigue de tronçon en té, Academic Journal of Civil Engineering (2017), volume 35 - Issue 1, 319-322.