Un nouveau modèle mésoscopique
La modélisation est essentielle pour faciliter la conception dans tous les domaines. Le fait de contrôler les effets de contrainte dans les matériaux cristallins à plusieurs phases permet d'utiliser les signaux résultants (c'est-à-dire la magnétisation et la polarisation) pour mettre au point de nouveaux dispositifs avec des propriétés optimisées. Malheureusement, on manque de modèles mésoscopiques (à l'échelle intermédiaire) du comportement des réseaux cristallins.Des scientifiques financés par l'UE ont lancé le projet MESOPHYSDEF(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) («Mesoscopic framework for modeling physical processes in multiphase materials with defects») pour combler les lacunes de temps et de longueur à l'échelle 'micronique'. Leur modèle s'applique de manière universelle aux matériaux dotés d'une certaine structure cristalline de référence (symétrie du groupe d'espace) et présentant une transition de phase cubique vers tétragonale (quadratique).Les paramètres du modèle viennent des principes premiers ou des calculs atomistiques, et le modèle prédit les comportements macroscopiques. Et contrairement aux modèles par éléments finis, il préserve les détails de la nature discontinue du maillage. Il suffit d'indiquer la position et la nature d'un défaut ponctuel du réseau cristallin, et le modèle décrit les déformations du maillage.Le fait de comparer les prévisions du modèle avec les mesures expérimentales de la dépolarisation ou de la démagnétisation permet de comprendre les mécanismes physiques sous-jacents aux effets observés. Ce modèle général est conceptuellement simple mais physiquement corrélé, et convient pour de nombreux matériaux de la même catégorie. Les travaux du projet ont montré le chemin pour déterminer les relations entre les propriétés et la structure de matériaux cristallins à plusieurs phases, pour toutes les échelles de temps et de longueur. Ceci ouvre la voie à la conception et au développement rapides de nouveaux dispositifs, en se fondant sur les connaissances et en personnalisant des propriétés comme la résistance à la fatigue ou l'impact des rayonnements.
