De la caractérisation micromécanique du vieillissement hydrothermique des interphases polyépoxyde - fibre de verre au comportement du composite unidirectionnel PDF Download
Are you looking for read ebook online? Search for your book and save it on your Kindle device, PC, phones or tablets. Download De la caractérisation micromécanique du vieillissement hydrothermique des interphases polyépoxyde - fibre de verre au comportement du composite unidirectionnel PDF full book. Access full book title De la caractérisation micromécanique du vieillissement hydrothermique des interphases polyépoxyde - fibre de verre au comportement du composite unidirectionnel by Philippe Zinck. Download full books in PDF and EPUB format.
Author: Philippe Zinck
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 37
Get Book Here
Book Description
Cette thèse a pour objectifs d'élucider le rôle joué par les interphases dans les mécanismes de dégradation hydrothermique des matériaux composites polyépoxyde / fibres de verre et de dégager des outils de caractérisation des interphases pour parvenir à terme à caractériser l'influence de la nature des différents composants sur le comportement interfacial au vieillissement hydrothermique. La caractérisation mécanique de composites unidirectionnels a permis de proposer un mécanisme de post-condensation des interphases au cours du vieillissement attribué au caractère hybride inorganique - organique de ces zones. Nous nous sommes ensuite intéressés à la mise au point d'une méthodologie d'étude des phénomènes interfaciaux par analyse micromécanique (déchaussement - microgoutte et fragmentation). Cette approche plus fine permet de mettre en évidence l'influence de la nature des composants (chimie de la matrice polyépoxyde, traitement de surface et diamètre des fibres) sur la résistance de l'interphase au vieillissement hydrothermique. Cette utilisation des microcomposites est envisageable dès lors que les tendances dégagées sont représentatives de l'échelle macroscopique. Les relations micro-macro abordées en terme de mécanismes de dégradation, contraintes internes résiduelles et des propriétés physico-chimiques spécifiques des microgouttes de polymère permettent de valider la démarche proposée. Les résultats obtenus suggèrent que le développement de matériaux composites pour utilisation en environnement hydrothermique pourrait s'orienter vers la conception d'interphases basée sur la chimie des matériaux organiques - inorganiques en optimisant les différents composants de l'ensimage.
Author: Philippe Zinck
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 37
Get Book Here
Book Description
Cette thèse a pour objectifs d'élucider le rôle joué par les interphases dans les mécanismes de dégradation hydrothermique des matériaux composites polyépoxyde / fibres de verre et de dégager des outils de caractérisation des interphases pour parvenir à terme à caractériser l'influence de la nature des différents composants sur le comportement interfacial au vieillissement hydrothermique. La caractérisation mécanique de composites unidirectionnels a permis de proposer un mécanisme de post-condensation des interphases au cours du vieillissement attribué au caractère hybride inorganique - organique de ces zones. Nous nous sommes ensuite intéressés à la mise au point d'une méthodologie d'étude des phénomènes interfaciaux par analyse micromécanique (déchaussement - microgoutte et fragmentation). Cette approche plus fine permet de mettre en évidence l'influence de la nature des composants (chimie de la matrice polyépoxyde, traitement de surface et diamètre des fibres) sur la résistance de l'interphase au vieillissement hydrothermique. Cette utilisation des microcomposites est envisageable dès lors que les tendances dégagées sont représentatives de l'échelle macroscopique. Les relations micro-macro abordées en terme de mécanismes de dégradation, contraintes internes résiduelles et des propriétés physico-chimiques spécifiques des microgouttes de polymère permettent de valider la démarche proposée. Les résultats obtenus suggèrent que le développement de matériaux composites pour utilisation en environnement hydrothermique pourrait s'orienter vers la conception d'interphases basée sur la chimie des matériaux organiques - inorganiques en optimisant les différents composants de l'ensimage.
Author: Philippe Zinck
Publisher: Editions Universitaires Européennes
ISBN: 9786131505577
Category :
Languages : fr
Pages : 260
Get Book Here
Book Description
Cette th se a pour objectifs d' lucider le r le jou par les interfaces/interphases dans les m canismes de d gradation hydrothermique des mat riaux composites poly poxyde - fibres de verre et d'en d gager des outils de caract risation pertinents. L'approche macro-m canique r alis e sur composite unidirectionnel permet de proposer un m canisme de post-condensation des interphases au cours du vieillissement. Nous nous sommes ensuite int ress s la mise au point d'une m thodologie d' tude des ph nom nes interfaciaux par analyse micro-m canique (d chaussement et fragmentation). Cette approche plus fine permet de mettre en vidence l'influence de la nature des composants (chimie de la matrice poly poxyde, traitement de surface et diam tre des fibres) sur la r sistance des interphases au vieillissement hydrothermique. L'utilisation de microcomposites pour des applications industrielles est envisageable d s lors que les tendances d gag es sont repr sentatives de l' chelle macroscopique. Les relations micro-macro abord es en terme de m canismes de d gradation, contraintes internes r siduelles et des propri t s des microcomposites permettent de valider la d marche propos e.
Author: Marie-Barbara Heman
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 266
Get Book Here
Book Description
Les matériaux composites à matrices thermodurcissables et renforcés de fibres de verre ont des caractéristiques thermomécaniques élevées à l'état initial. Le développement de ces structures composites est étroitement liée à une meilleure connaissance de leur comportement en service face au vieillissement hygrothermique en particulier. La sensibilité des interfaces à l'humidité est retenue comme étant une cause majeure de la chute des propriétés mécaniques. La demarche de ce travail de thèse consiste à mener des investigations sur des matériaux composites unidirectionnels, permettant ainsi une sollicitation préférentielle de l'interface fibre/matrice. Une étude fine de l'interphase est menée afin de réunir des informations précises sur l'étendue de cette zone, sa structure et sa sensibilité vis-à-vis du vieillissement. L'étude des comportements de ces composites repose sur l'utilisation de techniques expérimentales de caractérisation à différentes échelles. Trois systèmes différents par leur mobilité moléculaire et leur comportement face au vieillissement sont étudiés. A l'état initial, l'étendue de la zone interfaciale a été estimée par la micro-analyse thermique localisée qui montre une augmentation de la mobilité moléculaire depuis la matrice jusqu'aux monofilaments. Quelle que soit la nature de la matrice, l'interphase a été trouvé sous-réticulée et /ou plastifiée. L'étude du vieillissement hygrothermique passe par la détermination des cinétiques d'absorption d'eau. Le modèle de Langmuir à deux phases est en accord avec les évolutions physiques observées. Dans les premiers temps de vieillissement, les molécules d'eau se lient par simple liaison hydrogène aux sites hydrophiles entraînant la plastification. Puis elles s'organisent en créant un réseau secondaire par des ponts intermoléculaires. La microanalyse thermique révèle en effet un réseau plus dense dans l'interphase en lien avec la chute des propriétés mécaniques du composite fragilisé à l'interface. La mobilité moléculaire et la nature de la matrice influencent donc le comportement hygrothermique.
Author: Mohamed Kharrat
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 216
Get Book Here
Book Description
DANS LE CADRE DE CE TRAVAIL NOUS AVONS MENE UNE ETUDE MICRO-MECANIQUE DES PROPRIETES DE L'INTERFACE FIBRE/MATRICE DANS DES COMPOSITES UNIDIRECTIONNELS VERRE/EPOXY DIFFERANT PAR LE TRAITEMENT D'ENSIMAGE DE LA FIBRE. LES PROPRIETES DE RESISTANCE DE L'INTERFACE ONT ETE MESUREES A L'AIDE DU TEST DE MICROINDENTATION. UN TRAITEMENT SPECIFIQUE DES COURBES CHARGE/DECHARGE A PERMIS D'INTRODUIRE LA COURBE D'INDENTATION REDUITE DONNANT L'EVOLUTION DE LA CHARGE D'INDENTATION EN FONCTION DU DEPLACEMENT DE LA SURFACE DE LA FIBRE. LA MODELISATION DE CETTE COURBE PERMET DE REMONTER A UNE RESISTANCE INTERFACIALE EN CISAILLEMENT PRENANT EN COMPTE L'ENVIRONNEMENT LOCAL DE LA FIBRE. LES RESULTATS OBTENUS ONT ETE RELIES AUX PROPRIETES THERMO-MECANIQUES DES ENSIMAGES. NOUS NOUS SOMMES EGALEMENT INTERESSES A L'ETUDE DU COMPORTEMENT TRIBOLOGIQUE DE L'INTERFACE FIBRE/MATRICE MIS EN JEU DANS LES ZONES DE DECOHESION SUITE A DES SOLLICIATIONS CYCLIQUES. CECI A ETE POSSIBLE A L'AIDE D'UN DISPOSITIF EXPERIMENTAL, QUE NOUS AVONS DEVELOPPE, PERMETTANT DE FAIRE UN EFFET LOUPE SUR L'INTERFACE FIBRE/MATRICE EN TRAVAILLANT SUR UN MASSIF DE VERRE EN CONTACT AVEC UN MASSIF D'EPOXY SOUS SOLLICITATION TANGENTIELLE EN PETITS DEBATTEMENTS. TROIS REGIMES DE FROTTEMENT PAR PETITS DEBATTEMENTS RELIES A L'EVOLUTION DES CONDITIONS DE SOLLICITATION AU COURS DE L'ESSAI ONT ETE IDENTIFIES. L'ANALYSE DE CES REGIMES MONTRE UNE AUGMENTATION DU COEFFICIENT DE FROTTEMENT AVEC LE NOMBRE DE CYCLES NOTAMMENT DU A DES MODIFICATIONS MICROSTRUCTURALES DANS LES COUCHES SUPERFICIELLES D'EPOXY. LA VISUALISATION IN-SITU DU L'AIRE DE CONTACT, A TRAVERS L'ECHANTILLON DE VERRE, A PERMIS DE DEGAGER LES MECANISMES D'ENDOMMAGEMENT. DANS LE CAS D'UNE INTERFACE VERRE NU/EPOXY, LA DEGRADATION DU CONTACT S'EFFECTUE MAJORITAIREMENT PAR FISSURATION DE L'EPOXY. LA PRESENCE D'UNE INTERPHASE, SUITE AU TRAITEMENT D'ENSIMAGE DU VERRE, FAVORISE LA FORMATION D'UN TROISIEME CORPS DONT LA NATURE ET LE COMPORTEMENT SONT RELIES AUX PROPRIETES PHYSICO-CHIMIQUES DE L'INTERPHASE. LES EVOLUTIONS NOTEES LORS DE L'ESSAI DE FROTTEMENT PAR PETITS DEBATTEMENTS PRESENTENT DES ANALOGIES DIRECTES AVEC LES RESULTATS DE L'ESSAI DE MICROINDENTATION CYCLIQUE
Author: Thanh Hoi Nguyen
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 0
Get Book Here
Book Description
Un composite époxy/fibre de verre élaboré à partir de matériaux simplifiés a été soumis en parallèle à du vieillissement artificiel (UV et thermohydrique) et à du vieillissement naturel (climat tropical humide). Une étude des matériaux (résine seule et composite) à travers un large panel de techniques de caractérisation physico-chimiques, mécaniques et de moyens d'observation (MEB, AFM) a permis d'identifier clairement la structure, la morphologie et les principales propriétés du réseau époxy-amine de l'état initial. Une caractérisation systématique des échantillons par couches de 20 microns d'épaisseur a permis, en particulier, d'identifier un gradient de structure et de propriétés dans les 200 premiers microns à la surface des plaques de résine et de composite. Ce gradient est attribué à l'évaporation du durcisseur amine lors de l'élaboration des matériaux. Dans les plaques de composites, le DMA ainsi que l'AFM ont permis de mettre en évidence une zone d'interphase autour des fibres pour laquelle le réseau époxy-amine présente des caractéristiques différentes de celles de la résine en masse.La même méthodologie a été adoptée pour suivre l'évolution de ces matériaux lors des vieillissements artificiels et naturels.Les études séparées des vieillissements UV et thermohydrique ont permis de mettre en évidence les altérations chimiques et physico-chimiques de la matrice seule d'une part, et des interphases fibres/matrice d'autre part. Le vieillissement photochimique se montre le plus dégradant pour la surface des plaques, alors que les effets du vieillissement thermohydrique sont principalement observés au niveau des interfaces fibres/matrice dans les composites. Dans les deux cas également, nous pouvons proposer des mécanismes simplifiés de dégradation de la résine époxy-amine.Enfin, les résultats de caractérisation après le vieillissement naturel nous permettent de faire des corrélations avec les vieillissements artificiels et de pointer les effets prépondérants des deux paramètres de vieillissement, ainsi que d'avancer un facteur d'accélération.
Author: Ludovic Freund
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 0
Get Book Here
Book Description
Les composites sont devenus des matériaux courants dans l'industrie dès lors que la performance est recherchée. Les matrices polymères renforcées de fibres de verre ou de carbone sont utilisées dans l'aéronautique, l'automobile et le sport pour leurs propriétés spécifiques très élevées. Depuis peu, les fibres naturelles sont envisagées comme renforts pour les matériaux polymères pour concilier performance et écologie. Cependant, l'utilisation de pièces structurales utilisant des fibres végétales se heurte à un inconvénient majeur : leur vieillissement rapide causé par une forte sensibilité à l'humidité. Dans ce mémoire, nous avons cherché à estimer la durée de vie de ces composites à travers une caractérisation de l'endommagement en atmosphère humide du matériau, et une modélisation de son absorption d'humidité. Parmi les différentes fibres végétales disponibles, le lin a été choisi pour renforcer une matrice acrylique de la gamme « Elium ». Cette acrylique de nouvelle génération est un thermoplastique dont la polymérisation peut s'effectuer à froid par ajout d'un catalyseur au même titre que la plupart des thermodurcissables, et permet donc une bonne imprégnation des fibres, et évite tout endommagement thermique des fibres de lin. L'impact du vieillissement hygrothermique du composite sur ses propriétés mécaniques a été étudié en sollicitant le matériau à des cycles d'humidité. Ce protocole a permis de différencier deux effets du vieillissement : la plastification du composite causée par la présence de molécules entre les chaînes polymériques, et l'endommagement de la structure par fragilisation de l'interface fibre/matrice et l'oxydation de la cellulose. Le premier effet est réversible par séchage alors que le second est permanent, et est le plus dommageable pour la structure. Une loi de comportement hydromécanique a pu être déduite de ces essais, et sera utilisée en parallèle d'un modèle de diffusion par éléments finis afin de déterminer l'évolution à long terme des propriétés du composite soumis à un environnement réel. Le modèle prédit une baisse de plus de 50% du module élastique, et 60% de la contrainte à rupture après un temps d'utilisation de seulement un an. Néanmoins, le modèle utilisé se base sur de nombreuses hypothèses, notamment concernant la sensibilité de l'endommagement hydrique à la température. Une étude complémentaire est donc nécessaire afin de définir une réelle durée de vie de ces matériaux.
Author: El Hadi Saidane
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 0
Get Book Here
Book Description
L'objectif de ce travail est d'étudier l'effet de différents types de vieillissement sur le comportement mécanique en traction de matériaux composites à fibres de lin et de verre et hybrides lin-verre. L'effet de plusieurs types de vieillissement a été d'abord analysé dans le cas de matériaux composites stratifiés à fibres de lin. Cette étude a permis de suivre l'absorption d'eau dans ces matériaux, et de déterminer leurs paramètres de diffusion en utilisant les modèles de Fick 1D et 3D. Ces paramètres ont été estimés en utilisant une procédure itérative développée à l'aide du logiciel Matlab. Ensuite, une caractérisation des propriétés élastiques et ultimes, à partir des essais de traction des matériaux composites non vieillis et vieillis a été réalisée. Dans le but de réduire l'absorption d'eau et d'améliorer les propriétés mécaniques des composites à fibres de lin, l'hybridation des renforts sergé lin-verre a été choisie. Après l'analyse du comportement mécanique des différents matériaux, l'identification des mécanismes d'endommagement est ensuite menée en utilisant une méthodologie associant la technique d'émission acoustique (EA) et des observations microscopiques. Les signaux d'EA ont été analysés, en considérant une analyse multivariable avec le Logiciel Noesis. La dernière partie aborde une 1ère étape de la modélisation des propriétés élastiques des composites hybrides lin-verre. A partir d'une décomposition de la cellule de base, l'application de la théorie des stratifiés a permis de déterminer les propriétés élastiques du composite en fonction de ses constituants (fibres et matrice) en tenant compte de la géométrie de l'armure.
Author: ANTOINE.. CHATEAUMINOIS
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages :
Get Book Here
Book Description
LA DURABILITE DE COMPOSITES UNIDIRECTIONNELS VERRE/EPOXY SOUMIS A UN VIEILLISSEMENT HYGROTHERMIQUE EST ETUDIEE PAR DEUX APPROCHES COMPLEMENTAIRES: UNE APPROCHE BASEE SUR L'ANALYSE VISCOELASTIQUE LINEAIRE (FAIBLES DEFORMATIONS) AYANT POUR BUT DE PRECISER LA NATURE DES INTERACTIONS EAU/POLYMERE; UNE APPROCHE BASEE SUR LA FATIGUE STATIQUE (FLEXION TROIS PANNES) VISANT A METTRE EN EVIDENCE L'INFLUENCE DU VIEILLISSEMENT SUR LA CREATION DES PREMIERS DEFAUTS ET LA PROPAGATION DE L'ENDOMMAGEMENT. L'ANALYSE ET LA MODELISATION DES CINETIQUES DE SORPTION D'EAU METTENT EN EVIDENCE DES PHENOMENES DE DIFFUSION MOLECULAIRE DANS LA MATRICE, ASSOCIES AU REMPLISSAGE DE MICROCAVITES INDUITES HYGROTHERMIQUEMENT. LA MODELISATION THEOLOGIQUE PERMET L'IDENTIFICATION DES PROCESSUS REVERSIBLES DE PLASTIFICATION ET DES MECANISMES IRREVERSIBLES DE DEGRADATION HYDROLITIQUE. L'ANALYSE DETAILLEE DES MECANISMES D'ENDOMMAGEMENT CONDUIT A L'ETABLISSEMENT DE DIAGRAMMES D'ENDURANCE CONSIDERANT L'EXISTENCE DE PLUSIEURS DOMAINES DONT L'EVOLUTION AU COURS DU VIEILLISSEMENT PREND EN COMPTE LES PERTES DE PROPRIETES DES ELEMENTS CONSTITUTIFS DU COMPOSITE (PLASTIFICATION DE LA MATRICE, ALTERATION DU RENFORT, DECOHESION DES ZONES INTERFACIALES)
Author: Thanh Hoi Nguyen
Publisher: Presses Academiques Francophones
ISBN: 9783838149431
Category :
Languages : fr
Pages : 236
Get Book Here
Book Description
Un composite epoxy/fibre de verre elabore a partir de materiaux simplifies a ete soumis en parallele a du vieillissement artificiel (UV et thermohydrique) et a du vieillissement naturel (climat tropical humide). Une etude des materiaux (resine seule et composite) a travers un large panel de techniques de caracterisation physico-chimiques, mecaniques et de moyens d'observation a permis d'identifier clairement la structure, la morphologie et les principales proprietes du reseau epoxy-amine de l'etat initial. La meme methodologie a ete adoptee pour suivre l'evolution de ces materiaux lors des vieillissements artificiels et naturel. Les etudes separees des vieillissements UV et thermohydrique ont permis de mettre en evidence les alterations chimique et physico-chimique de la matrice seule d'une part, et des interphases fibres/matrice d'autre part, dans les deux cas. Enfin, les resultats de caracterisation apres le vieillissement naturel nous permettent de faire des correlations avec les vieillissements artificiels et de pointer les effets preponderants des deux parametres de vieillissement, ainsi que d'avancer un facteur d'acceleration.
Author: Emmanuelle Vauthier
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 165
Get Book Here
Book Description
LES INTERACTIONS ENTRE LE VIEILLISSEMENT HYGROTHERMIQUE ET LA FATIGUE EN FLEXION DE COMPOSITES UNIDIRECTIONNELS VERRE E/EPOXY (DGEBA-DDA) SONT ABORDEES SOUS DEUX APPROCHES COMPLEMENTAIRES: UNE ANALYSE PHYSICO-CHIMIQUE DES MECANISMES DE SORPTION D'EAU, AFIN DE PRECISER UN PROTOCOLE DE VIEILLISSEMENT ACCELERE REPRESENTATIF DES CONDITIONS DE VIEILLISSEMENT NATURELLES, UNE ANALYSE DES MECANISMES D'ENDOMMAGEMENT EN FATIGUE DYNAMIQUE, EFFECTUEE SOIT SUR LES MATERIAUX VIERGES SOLLICITES DANS DIVERSES CONDITIONS D'HYGROMETRIE ET DE TEMPERATURE, SOIT SUR LES MATERIAUX PREALABLEMENT SATURES EN HUMIDITE, PUIS FATIGUES A TEMPERATURE AMBIANTE. DANS LE PREMIER CAS, IL S'AGIT D'ETUDIER LES INTERACTIONS LOCALES ENTRE LA DIFFUSION D'HUMIDITE EN FRONT DE FISSURE ET LES PROCESSUS DE PROPAGATION DE L'ENDOMMAGEMENT. DANS LE DEUXIEME CAS, IL S'AGIT D'APPRECIER LES EFFETS LIES A LA CREATION HYGROTHERMIQUE D'UN ENDOMMAGEMENT PAR DIFFUSION D'EAU AU SEIN DU MATERIAU. LES RESULTATS SONT INTERPRETES EN CONSIDERANT D'UNE PART LES PERTES DE TENUE THERMOMECANIQUE DE LA MATRICE PLASTIFIEE PAR L'EAU, ET D'AUTRE PART, LA DIMINUTION DES CARACTERISTIQUES A RUPTURE DES FIBRES DE VERRE DUE A LEUR FORET HYDROPHILIE. AU MOYEN D'UNE OBSERVATION MICROSCOPIQUE IN-SITU DES FACES EN TRACTION DES EPROUVETTES, NOUS NOUS SOMMES ATTACHES A IDENTIFIER LA CONTRIBUTION DES PERTES DE PROPRIETES DU RENFORT A LA DIMINUTION GLOBALE DES DUREES DE VIE EN FATIGUE APRES VIEILLISSEMENT. CES ASPECTS SONT IMPORTANTS A CONSIDERER, CAR LES CARTOGRAPHIES DES FIBRES ROMPUES, REALISEES APRES SOLLICITATION DYNAMIQUE, MONTRENT CLAIREMENT QUE L'APPARITION D'UNE FISSURATION MACROSCOPIQUE RESULTE D'UNE ACCUMULATION DE CES PREMIERS DEFAUTS. LES DIMINUTIONS DES DUREES DE VIE EN FATIGUE, RELEVEES A TEMPERATURE AMBIANTE, SONT LES PLUS NOTABLES DANS LE CAS DU VIEILLISSEMENT EN IMMERSION PAR RAPPORT AU VIEILLISSEMENT EN HUMIDITE RELATIVE (NATUREL OU ACCELERE). LA SEVERITE DU VIEILLISSEMENT EN IMMERSION PEUT ETRE RELIEE A LA LIXIVIATION D'UNE FRACTION RESIDUELLE DU DURCISSEUR DDA HYDROSOLUBL, DONT L'HYDROLYSE CONDUIT EFFECTIVEMENT A LA CREATION D'UN ENVIRONNEMENT BASIQUE (PH = 9-10) FORTEMENT PREJUDICIABLE A LA TENUE MECANIQUE DES FIBRES DE VERRE. CETTE ETUDE PERMET DONC D'IDENTIFIER LA CONTRIBUTION SPECIFIQUE DES FIBRES DE VERRE AUX PERTES DE PROPRIETES GLOBALES OBSERVEES EN FATIGUE APRES VIEILLISSEMENT
