International audienceNew generations of 3D woven composite materials have been recently developed to be used in aeronautics as an alternative to the classical laminated composite materials, for structures exposed to impact. Therefore, it has been necessary to determine precisely the damage and failure scenarios for such materials subjected to different kinds of loadings through a large experimental testing campaign performed at Onera on unnotched coupons. These tests have been multi-instrumented to understand the different damage and failure mechanisms encountered in 3D woven composite materials. Based on these observations, a model, named Onera Damage Model for Polymer Matrix Composites (ODM-PMC), has been developed specifically for such materials. This non-linear material approach takes into account the different observed sources of non-linearity (viscoelasticity of the matrix, in–plane matrix damage, interyarn debondings and fiber yarn failures) and has been validated through comparisons with available tests on unnotched specimens. Moreover, the predicted failure loads, obtained with the ODM-PMC model, on plates containing different kinds of geometrical singularities, such as a hole or a milled groove, have been compared successfully to multi-instrumented test results also performed at Onera . Finally, the ODM-PMC model has been applied to large 3D woven composite structures, quite representative of real industrial components. The predicted damage and failure scenarios seem to be relevant as compared to data available in the literature. Moreover, the obtained computational times are compatible with usage in an industrial environment. Therefore, it has been demonstrated that this approach, implemented in a commercial finite element code, could be used in design offices in aeronautical industries.Les nouvelles générations de matériaux composites tissés 3D à matrice organique ont récemment été développées pour être utilisées dans l'aéronautique comme une alternative aux matériaux composites stratifiés classiques, pour des structures exposées aux impacts. Par conséquent, il a été nécessaire d’étudier finement les endommagements et d’établir les scénarios de rupture de ces matériaux soumis à différents types de chargement à l’aide d’une importante campagne d’essais mécaniques effectués à l'ONERA sur des éprouvettes élémentaires. Ces essais ont été multi-instrumentés afin de comprendre les différents mécanismes d’endommagement et de rupture rencontrés dans les matériaux composites tissés 3D. Sur la base de ces observations, un modèle, appelé ONERA Damage Model pour Composites à Matrice Organique (ODM-CMO), a été développé spécifiquement pour ces matériaux. Ce modèle matériau non linéaire prend en compte les différentes sources de non-linéarité observées (viscoélasticité de la matrice, fissuration matricielle, décohésions inter-torons et la rupture des torons de fibres) et a été validé au travers de comparaisons avec les résultats d’essais disponibles sur des éprouvettes élémentaires. Par ailleurs, les efforts à rupture, prévus par le modèle ODM-CMO, sur des plaques contenant différents types de singularités géométriques, telles que des trous ou des rainures fraisées, ont été comparés avec succès aux résultats des essais multi-instrumentés également effectués à l'ONERA. Enfin, le modèle ODM-CMO a été appliqué à des structures composites tissées 3D représentatives de composants industriels. Les scénarios d’endommagement et de rupture prévus semblent être cohérents avec les résultats disponibles dans la littérature. De plus, les temps de calcul obtenus sont conformes aux exigences industrielles actuelles. Par conséquent, il a été démontré que cette approche, disponible dans un code éléments finis commercial, pourrait être utilisée dans les bureaux d'études de l’industrie aéronautique
