ELABORATION, MISE EN FORME PAR LA VOIE SEMI-SOLIDE ET ETUDE DES PROPRIETES DE COMPOSITES A MATRICE D'ALLIAGE DE ZINC PDF Download
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Author: PATRICK.. ROUBAUD
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Languages : fr
Pages : 195
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Book Description
L'AJOUT DE PARTICULES CERAMIQUES A UNE MATRICE METALLIQUE CONFERE A CETTE DERNIERE DES PROPRIETES MECANIQUES ACCRUES. CEPENDANT, LA FORTE DIFFERENCE ENTRE L'ENERGIE DE SURFACE DES METAUX ET CELLE DES CERAMIQUES REND CETTE OPERATION DELICATE. LES METHODES UTILISEES A L'HEURE ACTUELLE SONT ONEREUSES (METALLURGIE DES POUDRES, IMPREGNATION D'UNE PREFORME). NOUS AVONS MIS EN UVRE LE BRASSAGE D'UN ALLIAGE COMMERCIAL DE ZINC-ALUMINIUM A UNE TEMPERATURE SITUEE ENTRE SON SOLIDUS ET SON LIQUIDUS. LA MICROSTRUCTURE DE L'ALLIAGE EST ALORS GLOBULAIRE: IL DEVIENT UNE GELEE METALLIQUE. LA VISCOSITE DE CETTE GELEE EST PLUS ELEVEE QUE CELLE DE L'ALLIAGE LIQUIDE. NOUS AVONS MIS A PROFIT CETTE VISCOSITE POUR INTRODUIRE LES PARTICULES DE CERAMIQUE ET EVITER LEUR REJET. NOUS AVONS AINSI OBTENU AVEC SUCCES UNE GAMME DE MATERIAUX COMPOSES D'ALLIAGE DE ZINC RENFORCE PAR DES PARTICULES DE CARBURE DE SILICIUM, CARBURE DE CHROME OU DE DIBORURE DE TITANE, DANS DES PROPORTIONS ALLANT JUSQU'A 13% EN VOLUME. DANS UN DEUXIEME TEMPS, CES MATERIAUX ONT ETE MIS SOUS FORME D'EPROUVETTES POUR ESSAIS MECANIQUES A L'AIDE DE MACHINES INDUSTRIELLES DE COULEE SOUS PRESSION, TOUJOURS A UNE TEMPERATURE SITUEE ENTRE SOLIDUS ET LIQUIDUS AFIN D'EVITER LE REJET DES PARTICULES. CES MATERIAUX ONT EGALEMENT ETE FILES EN LABORATOIRE. LA SEPARATION DES PHASES SOLIDE ET LIQUIDE A ETE CONSTATEE. UNE MODELISATION A L'AIDE DE PLASTICINE ET DE FLUTEC A ETE MENEE AFIN D'INTERPRETER CE PHENOMENE D'ESSORAGE. LES EPROUVETTES COULEES SOUS PRESSION ONT SUBI DIVERS TESTS MECANIQUES. LA VITESSE SECONDAIRE DE FLUAGE (PRINCIPALE PROPRIETE VISEE) A ETE DIVISEE PAR 3 AVEC L'EMPLOI DES PARTICULES DE CARBURE DE SILICIUM
Author: PATRICK.. ROUBAUD
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Category :
Languages : fr
Pages : 195
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Book Description
L'AJOUT DE PARTICULES CERAMIQUES A UNE MATRICE METALLIQUE CONFERE A CETTE DERNIERE DES PROPRIETES MECANIQUES ACCRUES. CEPENDANT, LA FORTE DIFFERENCE ENTRE L'ENERGIE DE SURFACE DES METAUX ET CELLE DES CERAMIQUES REND CETTE OPERATION DELICATE. LES METHODES UTILISEES A L'HEURE ACTUELLE SONT ONEREUSES (METALLURGIE DES POUDRES, IMPREGNATION D'UNE PREFORME). NOUS AVONS MIS EN UVRE LE BRASSAGE D'UN ALLIAGE COMMERCIAL DE ZINC-ALUMINIUM A UNE TEMPERATURE SITUEE ENTRE SON SOLIDUS ET SON LIQUIDUS. LA MICROSTRUCTURE DE L'ALLIAGE EST ALORS GLOBULAIRE: IL DEVIENT UNE GELEE METALLIQUE. LA VISCOSITE DE CETTE GELEE EST PLUS ELEVEE QUE CELLE DE L'ALLIAGE LIQUIDE. NOUS AVONS MIS A PROFIT CETTE VISCOSITE POUR INTRODUIRE LES PARTICULES DE CERAMIQUE ET EVITER LEUR REJET. NOUS AVONS AINSI OBTENU AVEC SUCCES UNE GAMME DE MATERIAUX COMPOSES D'ALLIAGE DE ZINC RENFORCE PAR DES PARTICULES DE CARBURE DE SILICIUM, CARBURE DE CHROME OU DE DIBORURE DE TITANE, DANS DES PROPORTIONS ALLANT JUSQU'A 13% EN VOLUME. DANS UN DEUXIEME TEMPS, CES MATERIAUX ONT ETE MIS SOUS FORME D'EPROUVETTES POUR ESSAIS MECANIQUES A L'AIDE DE MACHINES INDUSTRIELLES DE COULEE SOUS PRESSION, TOUJOURS A UNE TEMPERATURE SITUEE ENTRE SOLIDUS ET LIQUIDUS AFIN D'EVITER LE REJET DES PARTICULES. CES MATERIAUX ONT EGALEMENT ETE FILES EN LABORATOIRE. LA SEPARATION DES PHASES SOLIDE ET LIQUIDE A ETE CONSTATEE. UNE MODELISATION A L'AIDE DE PLASTICINE ET DE FLUTEC A ETE MENEE AFIN D'INTERPRETER CE PHENOMENE D'ESSORAGE. LES EPROUVETTES COULEES SOUS PRESSION ONT SUBI DIVERS TESTS MECANIQUES. LA VITESSE SECONDAIRE DE FLUAGE (PRINCIPALE PROPRIETE VISEE) A ETE DIVISEE PAR 3 AVEC L'EMPLOI DES PARTICULES DE CARBURE DE SILICIUM
Author: BENOIT.. BARON
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Languages : fr
Pages : 110
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CE TRAVAIL SE SITUE DANS LE CADRE GENERAL DE L'ETUDE DES COMPOSITES PARTICULAIRES A MATRICE VITROCERAMIQUE. L'OBJECTIF EST DE FABRIQUER UN MATERIAU CERAMIQUE AYANT DE BONNES PROPRIETES MECANIQUES POUVANT ETRE MIS EN FORME PAR DEFORMATION VISCOPLASTIQUE. NOUS AVONS MIS AU POINT UNE METHODE D'ELABORATION PERMETTANT DE REALISER DES COMPOSITES A MATRICE VITREUSE OXYAZOTE (YMGSIALON) RENFORCE PAR DES PARTICULES DE CARBURE DE SILICIUM. ON A AINSI PU FABRIQUER DES MATERIAUX CONTENANT JUSQU'A 50% EN VOLUME DE POUDRE DE CARBURE DE SILICIUM AYANT DES GRANULOMETRIES COMPRISES ENTRE 1 ET 300 M. L'EFFET DE RENFORCEMENT OBTENU EST REMARQUABLE. LES PROPRIETES MECANIQUES AUGMENTENT AVEC L'AUGMENTATION DE LA FRACTION VOLUMIQUE DE PARTICULES ET AVEC LA DIMINUTION DE LEUR TAILLE. LE MODULE D'YOUNG ET LA CONTRAINTE A LA RUPTURE DES COMPOSITES PEUVENT AINSI ETRE MULTIPLIES PAR DEUX PAR RAPPORT A CEUX DE LA MATRICE POUR ATTEINDRE RESPECTIVEMENT 230 GPA ET 400 MPA. ON CONSTATE EGALEMENT UNE AUGMENTATION SENSIBLE DE LEUR DURETE ET DE LEUR TENACITE. UNE ETUDE DETAILLEE DE LA CRISTALLISATION DE LA MATRICE A ETE EFFECTUEE ET A PERMIS UN RENFORCEMENT SUPPLEMENTAIRE DES PROPRIETES MECANIQUES. UNE ETUDE APPROFONDIE DU COMPORTEMENT RHEOLOGIQUE DE LA MATRICE ET DES COMPOSITES A ENSUITE ETE REALISEE GRACE A DES ESSAIS DE RELAXATION MECANIQUE ET DE FLUAGE. ON A AINSI PU DETERMINER LES PARAMETRES PERMETTANT DE METTRE AU POINT UN CYCLE DE MISE EN FORME APPROPRIE POUR LES COMPOSITES. NOUS AVONS NOTAMMENT MONTRE QUE LA VISCOCITE DES COMPOSITES AUGMENTE AVEC L'AUGMENTATION DE LA FRACTION VOLUMIQUE DE PARTICULES ET LA DIMINUTION DE LEUR TAILLE, RENDANT DONC LA MISE EN FORME PLUS DIFFICILE. LE COMPORTEMENT DES MATERIAUX A AUSSI ETE CARACTERISE EN FONCTION DE LA TEMPERATURE AINSI QUE DE LA VITESSE ET DU MODE DE SOLLICITATION. LA REALISATION A 980C D'UNE COQUE PARABOLIQUE A PARTIR D'UNE PLAQUE DE 40X40X2 MM#3 D'UN COMPOSITE CONTENANT 40% EN VOLUME DE SIC 6 M A PERMIS DE VERIFIER L'APTITUDE EFFECTIVE A LA MISE EN FORME PAR DEFORMATION VISCOPLASTIQUE DE CES MATERIAUX
Author: CHRISTOPHE.. MAGNY
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Languages : fr
Pages : 340
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LES MATERIAUX COMPOSITES A MATRICE METALLIQUE PRESENTENT DES PROPRIETES MECANIQUES ELEVEES ET PROMETTEUSES, EN PARTICULIER LES MATRICES BASE TITANE RENFORCEES PAR DES FIBRES LONGUES POUR LES INDUSTRIES AERONAUTIQUE ET SPATIALE. DIVERS PROCEDES D'ELABORATION DE TELS MATERIAUX ONT ETE DEVELOPPES ; LA VOIE FEUILLARD/FIBRE/FEUILLARD SEMBLE OFFRIR UN BON RAPPORT QUALITE/COUT. L'OBJECTIF DE CETTE ETUDE EST L'OPTIMISATION DE CE PROCEDE AU TRAVERS, D'UNE PART, DE L'ETUDE DE L'ECOULEMENT DE LA MATRICE AUTOUR DES FIBRES, ET D'AUTRE PART, DE LA PREDICTION DE L'ETAT DE DENSIFICATION DU MATERIAU A L'AIDE DES SIMULATIONS PLASTICINE ET NUMERIQUE. LA PREMIERE PARTIE A AINSI CONSISTE A ETABLIR UNE METHODOLOGIE PERMETTANT D'ACCEDER A LA RHEOLOGIE DES FEUILLARDS DANS LES CONDITIONS D'ELABORATION DU MATERIAU COMPOSITE. CETTE METHODOLOGIE A ETE MISE AU POINT ET VALIDEE POUR LES ALLIAGES DE TITANE TA6V ET B21S. L'INFLUENCE DE L'HISTOIRE THERMOMECANIQUE PARTICULIERE DES FEUILLARDS, ET DONC DE LEUR MICROSTRUCTURE PROPRE, A ETE MISE EN EVIDENCE. AFIN DE MODELISER LE PROCEDE, DEUX VERSIONS DU CODE FORGE2 ONT ETE DEVELOPPEES POUR INTEGRER LES CONDITIONS GEOMETRIQUES ET MECANIQUES DE CE DERNIER. LA PREMIERE, VISCOPLASTIQUE, MET EN EVIDENCE L'INFLUENCE DES FROTTEMENTS ET DE LA RHEOLOGIE SUR LES TEMPS DE COMPACTION DE MATERIAUX PARTICULIERS (FIBRES PARFAITEMENT ALIGNEES OU EN QUINCONCE). LA SECONDE VERSION, ELASTO-VISCOPLASTIQUE, S'APPUYANT SUR UNE DISTRIBUTION STATISTIQUE DES RENFORTS, PERMET LA SIMULATION DU PROCEDE INDUSTRIEL. ON A AINSI PU DEMONTRER L'IMPORTANCE DE LA PRISE EN COMPTE DES MOUVEMENTS DES FIBRES, AINSI QUE L'INDEPENDANCE DU TEMPS DE COMPACTION VIS-A-VIS DU NOMBRE DE PLIS DU MATERIAU COMPOSITE. LES RESULTATS DES SIMULATIONS SONT EN BON ACCORD AVEC DES ESSAIS INDUSTRIELS DE CONSOLIDATION
Author: Bernard Michaud
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Languages : fr
Pages : 176
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L'ETUDE CONCERNE UNE VOIE ORIGINALE D'ELABORATION DE MATERIAUX COMPOSITES A MATRICE METALLIQUE A PROPRIETES STRUCTURALES ANISOTROPES. ELLE CONSISTE A ORIENTER LE RENFORT FIBREUX DISCONTINU PAR L'ACTION D'UN CHAMP MAGNETIQUE INTENSE ET HOMOGENE. AFIN DE DETERMINER LES PARAMETRES D'ORIENTATION INFLUENTS, L'EQUATION DU MOUVEMENT D'UNE FIBRE DANS UN FLUIDE VISQUEUX A ETE ETABLIE. SA VERIFICATION A NECESSITE LA REALISATION D'UN DISPOSITIF EXPERIMENTAL ORIGINAL. TROIS COUPLES FIBRES/MATRICE SIGNIFICATIFS ONT ETE CHOISIS (C/CU, C/TI, AL#2O#3/NI). LA MISE EN OEUVRE DU MATERIAU COMPOSITE PAR METALLURGIE DES POUDRES IMPLIQUE LA REALISATION PREALABLE, SOUS CHAMP MAGNETIQUE, DE PREIMPREGNES ORIENTES. LES CARACTERISATIONS PHYSICO-CHIMIQUES, THERMIQUES ET MECANIQUES ENTREPRISES MONTRENT QUE LES MATERIAUX COMPOSITES ELABORES PAR CETTE VOIE PRESENTENT LES CARACTERISTIQUES ANISOTROPES ATTENDUES.
Author: Franck Girot
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Languages : fr
Pages : 152
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ELABORATION PAR RHEOMOULAGE ET PAR MOULAGE FORGEAGE DES MATERIAUX COMPOSITES RENFORCES PAR DES FIBRES COURTES EN CARBURE DE SILICIUM. ETUDE DE LA COULABILITE DES MELANGES FIBRES-ALLIAGE LIQUIDE EN FONCTION DE LA NATURE DE LA LONGUEUR ET DE LA FRACTION VOLUMIQUE DE RENFORT
Author: Jean Philippe Rocher
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Languages : fr
Pages : 160
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DES PREFORMES FIBREUSES EN CERAMIQUE SONT IMPREGNEES PAR UN ALLIAGE D'AL LIQUIDE, APRES UN PRETRAITEMENT PAR UNE SOLUTION AQUEUSE D'HEXAFLUORURE DE ZIRCONIUM. MISE AU POINT DES CONDITIONS OPERATOIRES. ETUDE DES MECANISMES REACTIONNELS ET MESURES D'ANGLE DE CONTACT ENTRE METAL LIQUIDE ET CERAMIQUE. FABRICATION D'UN COMPOSITE A MATRICE EN ALLIAGE AL-7SI-0,6MG RENFORCE DE SIC. INFLUENCE DES FRACTIONS VOLUMIQUES DE CHAQUE CONSTITUANT SUR LES CRACTERISTIQUES MECANIQUES
Author: Jérôme Pora (Auteur d'une thèse en génie des matériaux (1996)).)
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Languages : fr
Pages : 163
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Book Description
Ce travail de thèse s'est articulé autour de deux pôles principaux : la mise au point de l'élaboration de matériaux composites par infiltration d'une préforme de fibres de carbone par de l'aluminium liquide sous l'action d'une pression de gaz, la caractérisation microstructurale et mécanique des matériaux obtenus. Ceci dans le but de définir des critères de choix des constituants et des conditions opératoires du procédé, et de proposer des méthodes de dimensionnent de ces matériaux à partir des caractéristiques du renfort et de la matrice. Une première phase de l'étude a mis en évidence les spécificités du procédé retenu. Elle a été mise à profit pour rédiger le cahier des charges d'un moyen expérimental d'élaboration utilisé pour la suite du projet. Une deuxième phase d'élaboration et de caractérisation de composites unidirectionnellement renforcés avec différents types de fibres et des alliages d'aluminium à teneur de magnésium variable a mis en évidence le rôle prépondérant de la liaison interfaciale sur les contraintes à rupture en sens longitudinal et en sens travers des matériaux considérés. Une troisième phase a été consacrée à l'emploi de tissus afin d'améliorer les caractéristiques transverses. Cette partie a permis de valider l'emploi de la théorie classique des stratifiés pour la prédiction des propriétés thermoélastiques des composites C/Al. La dernière partie de l'étude a porté sur l'optimisation d'un composite unidirectionnel à matrice AG10 renforcée par des fibres de carbone à très haut module K139, dans le but d'obtenir un compromis acceptable entre les contraintes à rupture en sens longitudinal et en sens travers. Une comparaison entre les modèles physiques de prédiction des contraintes et une analyse statistique des résultats d'essais mécaniques en fonction des conditions d'élaboration a été effectuée. Compte tenu de l'expérience et des résultats acquis, plusieurs voies ont été suggérées pour approfondir ce travail, et l'utiliser dans la construction aéronautique et spatiale.
Author: Lucas Baissac
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Languages : fr
Pages : 290
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Les revêtements électrodéposés d'alliages zinc-nickel, sont très utilisés pour protéger l'acier de la corrosion et dans la production de pièces d'assemblage avec des caoutchoucs adhérisés. Cependant, ils présentent l'inconvénient de coûts élevés et sont par visés l'évolution des normes européennes qui cherchent à restreindre l'usage des sels de nickel. Ce travail propose d'incorporer des particules de silices et/ou de PMMA à une matrice de zinc, de dimensions respectivement nano et submicrométriques. Si la disponibilité commerciale des particules de silice n'est pas un problème, ce n'est pas le cas des particules polymères. Une méthodologie originale de synthèse des particules a donc été développée. Elle est basée sur l'émulsification du monomère dans l'eau par irradiation ultrasonore en exposant le mélange à plusieurs sonication de fréquences croissantes, permettant de maitriser la taille des particules dans une gamme de 100 à 300 nm, et le signe de leur charge de surface. L'influence de ce dernier paramètre a pu être vérifié lors d'une étude préliminaire de leur incorporation dans une matrice organique. Les particules sont ensuite dispersées dans des électrolytes qui sont caractérisés par voie électrochimique. Ceci a permis de mettre en évidence une interaction entre les particules de PMMA et le substrat d'acier lors de sa polarisation cathodique. Ensuite, les revêtements composites sont réalisés sous agitation mécanique ou sous irradiation ultrasonore. La convection au niveau de la cathode est au préalable calibrée de manière à pouvoir comparer la contribution du type d'agitation, grâce au concept de vitesse équivalente. L'impact de l'incorporation des particules sur la morphologie et la microstructure des revêtements est alors évalué suivant les conditions hydrodynamiques et le type de particule incorporé. L'incorporation de particules entraine un affinement de la morphologie des revêtements par modification de l'orientation de leur structure cristalline. Les ultrasons, comme le signe de la charge de surface des particules de PMMA, permettent de moduler la morphologie et la structure des revêtements. La transposition du procédé de revêtement est ensuite opérée dans une cellule pilote d'une capacité de 50L. Une exposition en brouillard salin permet de constater que les meilleures performances anticorrosion sont obtenues pour les revêtements composites Zn/PMMA. Les meilleures propriétés d'adhérence sont obtenues pour le revêtement composite Zn/SiO2.
Author: Christine Schneider
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Languages : fr
Pages : 226
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CE TRAVAIL DE THESE S'EST ARTICULE AUTOUR DE DEUX POLES PRINCIPAUX: LA MISE AU POINT DE L'ELABORATION PAR INFILTRATION MOYENNE PRESSION APPLIQUEE AUX COMPOSITES A MATRICE METALLIQUE ET LA CARACTERISATION MICROSTRUCTURALE ET MECANIQUE DU COMPOSITE UNIDIRECTIONNEL A9/AL#2O#3 OBTENU PAR CE PROCEDE. LA PREMIERE PHASE DE CETTE ETUDE A ETE CONSACREE A LA CONCEPTION DE MOULES ET DE PREFORMES ADAPTES A CE NOUVEAU PROCEDE PUIS A LA DETERMINATION DE CONDITIONS D'ELABORATION PERTINENTES. LA DEUXIEME PHASE A CONSISTE A EVALUER L'INFLUENCE DE CES CONDITIONS SUR LA QUALITE DU MATERIAU PAR UNE ETUDE DE LA MICROSTRUCTURE (DEFAUTS D'ELABORATION ET REPARTITION DU RENFORT DANS LA MATRICE) ET DES PROPRIETES MECANIQUES. CES DERNIERES ONT ETE DETERMINEES DANS LE CAS D'UNE SOLLICITATION EN TRACTION PARALLELEMENT ET PERPENDICULAIREMENT AUX FIBRES. LES RESULTATS CONCERNANT L'ENSEMBLE DES CARACTERISTIQUES MECANIQUES DU MATERIAU ONT ETE INTERPRETEES A PARTIR DE MODELES THEORIQUES EXISTANTS
Author: Jérôme Grando
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Languages : fr
Pages : 234
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Book Description
LES COMPOSITES A MATRICE THERMODURCISSABLE ET A RENFORTS UNIDIRECTIONNELS POSSEDENT UNE STRUCTURE DANS LAQUELLE IL EST POSSIBLE D'INTEGRER DIVERS CONSTITUANTS, TELS QUE PAR EXEMPLE DES FILS D'ALLIAGE A MEMOIRE DE FORME DISPOSES PARALLELEMENT AUX FIBRES DE RENFORT. CE TYPE DE COMPOSITE HYBRIDE POURRAIT ALORS S'ADAPTER A DES CHANGEMENTS DE L'ENVIRONNEMENT, MODULER SON COMPORTEMENT, OU ALTERER SA FORME. CES DIFFERENTES FONCTIONS OUVRENT LA VOIE A DE NOUVELLES APPLICATIONS DANS LE DOMAINE RECENT DES STRUCTURES ET MATERIAUX DITS INTELLIGENTS. NOUS NOUS INTERESSONS DANS CETTE ETUDE A DEMONTRER LA FAISABILITE DE L'ELABORATION D'UN MATERIAU A PROPRIETES ADAPTATIVES. DANS CE BUT, NOUS REALISONS DES COMPOSITES CONTENANT DES FILS D'ALLIAGE A MEMOIRE DE FORME, PREALABLEMENT ALLONGES, ET PRESENTANT UN EFFET MEMOIRE DE FORME ASSOCIE A LA TRANSFORMATION MARTENSITIQUE REVERSIBLE. SI LES FILS SONT ACTIVES PAR EFFET JOULE, ILS TENDENT A RETROUVER LEUR FORME INITIALE. LEURS PROPRIETES MECANIQUES EVOLUENT DONC, ET LES ETATS DE CONTRAINTES ET DE DEFORMATIONS LOCAUX SONT AINSI MODIFIES DANS LE COMPOSITE. NOUS PROPOSONS DONC D'ETUDIER DANS UN PREMIER TEMPS CE CONCEPT, AU MOYEN D'ESSAIS EFFECTUES AVEC DES EPROUVETTES HYBRIDES REALISEES SELON DES PROCEDES DIFFERENTS, MAIS EGALEMENT AU MOYEN DE MODELES D'ELEMENTS FINIS PERMETTANT D'ACCEDER A DES PREVISIONS DE COMPORTEMENT DE CES MEMES MATERIAUX. LA COMPARAISON DES RESULTATS OBTENUS DANS CES DEUX DEMARCHES A PERMIS DE DEMONTRER LA POSSIBILITE DE REALISER DE TELS COMPOSITES HYBRIDES RAISONNABLEMENT MODELISABLES
