Etude des propriétés de l'interface fibre/matrice dans des composites thermoplastiques complexes PDF Download
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Author: Dalila Louedi
Publisher:
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Languages : fr
Pages : 41
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Author: Dalila Louedi
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Languages : fr
Pages : 41
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Author: Duy Cuong Nguyen
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Languages : fr
Pages : 0
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Les agro-composites font l'objet de nombreuses études et applications industrielles en raison des multiples propriétés mécaniques qu'ils présentent. Ces propriétés présentent de grandes perspectives comparées à celles des composites traditionnels. Cependant les connaissances sur le comportement mécanique de l'interface fibre/matrice restent limitées. De plus, la différence de propriété entre la fibre hydrophile et la matrice hydrophobe peut causer des défauts au niveau de l'interface. Il est donc important de caractériser finement la décohésion à l'interface au cours d'une sollicitation. Plusieurs méthodes ont été proposées dans la littérature, elles sont généralement très complexes à mettre en œuvre et sont coûteuses. Dans cette étude, nous avons développé une méthode de caractérisation en se basant sur l'essai de « pull-out ». La géométrie de la fibre a été prise en compte dans le calcul des propriétés mécaniques de l'interface par la mise à profit d'une approche inspirée de la tomographie. L'influence de la température d'élaboration sur les propriétés mécaniques de l'interface a été étudiée de manière à définir la température optimale. L'évolution des propriétés interfaciales a été suivie au cours d'un vieillissement en humidité relative. Après quatre semaines, la résistance au cisaillement et la rigidité au cisaillement de l'interface sont diminuées fortement alors que la déformation à la rupture est augmentée.
Author: Benoît Ringuette
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Languages : fr
Pages : 252
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Dans ce projet, on évalue l'effet du type de traitement et de la taille de la fibre de chanvre pour des applications dans des composites thermoplastiques. La matrice sélectionnée est le polyethylene de haute densité (PEHD). Au total, quatre polyéthylènes/agents couplant ont été sélectionnés pour modifier l'interface fibre-matrice dans le but d'améliorer les propriétés mécaniques du composite. Les objectifs secondaires de cette étude sont: de prétraiter la fibre de chanvre de façon thermomécanique avant son incorporation dans la matrice, de déterminer les paramètres optimaux de mise en oeuvre afin de préparer le matériau composite par extrusion, ainsi que caractériser de façon mécanique les matériaux composites en tension, flexion et impact. Les résultats obtenus indiquent que la farine de chanvre se comporte plutôt bien par rapport aux fibres. De plus, la pression de vapeur lors du traitement thermomécanique ne fait aucune différence sur les propriétés du matériau composite. Aussi, l'ajout d'agent couplant fait une différence dans les propriétés mécaniques des matériaux composites alors que le meilleur agent couplant a été le Dupont WPC-576D. Finalement, le moment d'ajouter l'agent couplant (au prétraitement ou dans l'extrudeuse) ne fait aucune différence sur les propriétés des matériaux composites.
Author: MONDHER.. ZIDI
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Languages : fr
Pages : 129
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LE BUT DE NOTRE TRAVAIL EST LA CARACTERISATION MICRO-MECANIQUE PAR INDENTATION INSTRUMENTEE DE L'INTERFACE FIBRE/MATRICE DANS DES MATERIAUX COMPOSITES A MATRICES THERMODURCISSABLES. AFIN DE RESOUDRE LE PROBLEME D'IDENTIFICATION DE LA CHARGE DE DECOHESION PERMETTANT LA RUPTURE DE LA LIAISON FIBRE/MATRICE, NOUS AVONS PROPOSE UNE METHODE DE DEPOUILLEMENT DE LA COURBE DE MICROINDENTATION. ELLE CONSISTE A DISSOCIER LA COMPOSANTE DU DEPLACEMENT DE L'INDENTEUR RELATIVE A L'INDENTATION ELASTO-PLASTIQUE DE LA FIBRE U#E#P DE CELLE QUI CORRESPOND AU DEPLACEMENT DE LA SURFACE DE CETTE DERNIERE U#E, POUR LAQUELLE UNE MODELISATION PERMETTANT DE REMONTER A LA CHARGE DE DECOHESION A ETE ETABLIE. UN DES PRINCIPAUX AVANTAGES DU MODELE DEVELOPPE RESIDE DANS LA PRISE EN COMPTE DE L'ENVIRONNEMENT LOCAL DE LA FIBRE INDENTEE AU TRAVERS D'UNE MESURE DE LA COMPLIANCE DU SYSTEME. POUR VALIDER CE MODELE, NOUS L'AVONS APPLIQUE AUX COURBES DE MICROINDENTATION FAITES SUR DES MATERIAUX COMPOSITES QUI DIFFERENT PAR LA NATURE DE LA MATRICE. QUELLE QUE SOIT LA NATURE DE LA MATRICE, DES VALEURS SATISFAISANTES DES CONTRAINTES DE DECOHESION INTERFACIALES ONT PU ETRE OBTENUES. POUR CERTAINS ESSAIS, LE MODELE DEVELOPPE NE PERMET PAS D'AVOIR UNE BONNE COHERENCE ENTRE LA COURBE THEORIQUE ET EXPERIMENTALE. UN RAFFINEMENT DE LA MODELISATION PROPOSEE S'EST IMPOSE. DANS UN PREMIER TEMPS, NOUS AVONS DEVELOPPE UN MODELE QUI PERMET DE DECRIRE LE COMPORTEMENT A L'INTERFACE DANS LE CAS OU LA CONTRAINTE DE CISAILLEMENT A L'INTERFACE DEFIBREE #G EST DIFFERENTE DE CELLE DE DECOHESION #0. DANS UN DEUXIEME TEMPS, NOUS AVONS ETABLI UN MODELE DANS LEQUEL NOUS AVONS INTRODUIT UNE LOI D'INTERFACE (U) ASSEZ GENERALE. L'APPLICATION DE CES MODELES A DES COURBES DE MICROINDENTATIONS A DONNE DES RESULTATS ACCEPTABLES. DANS LA DERNIERE PARTIE DE NOTRE TRAVAIL, NOUS AVONS ETUDIE L'HYSTHERESIS OBTENUE LORS D'UN ESSAI DE MICROINDENTATION. NOUS AVONS MONTRE QUE NOUS SOMMES EN PRESENCE D'UN COMPORTEMENT TYPIQUE DU MODELE DE MASING DONT ON A DETERMINE, PAR LA SUITE, LES PROPRIETES.
Author: Damien Larivière
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Languages : fr
Pages : 170
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Le développement de nouveaux composites co-mêlés à fibres continues et matrice thermoplastiques de grande diffusion verre/PP a apporté a priori une solution technologique, économiquement satisfaisante, aux problèmes de conservation, de mise en œuvre, de fragilité voire de recyclage des composites thermodurcis. Cependant, la jeunesse de ces nouveaux matériaux constitue paradoxalement un frein à une utilisation industrielle plus large, du fait d'une maîtrise imparfaite de leur comportement, notamment pour ce qui est du rôle de l'interface fibre/matrice. Le programme de recherche développé dans le cadre de ce travail a permis de préciser la sensibilité de diverses méthodes expérimentales (traction transversale, mécanique de la rupture, émission acoustique, fractographie) au paramètre 'interface', de mettre en évidence, d'une part, certaines grandeurs caractéristiques susceptibles d'être influencées de manière conséquente par une modification de la qualité interfaciale dans des proportions dépassant parfois 100% et, d'autre part, les effets séparés et couplés d'ensimages des renforts et de couplage de la matrice en termes de niveau d'adhésion fibre/matrice. Il est apparu en particulier qu'il était économiquement plus intéressant de porter les efforts de développement sur les ensimages des renforts plutôt que sur le couplage des matrices. A été mise en évidence, en outre, une instabilité du réseau physico-chimique constituant l'interphase entraînant la variation du comportement mécanique macroscopique du matériau au cours du temps dans des proportions significatives. Enfin, l'application de la mécanique de la rupture en mode I a permis de séparer les mécanismes d'amorçage et de propagation de fissures sur lesquels la qualité de l'interface/interphase a une influence spécifique.
Author: STEPHANIE.. BONFIELD-CAHUZAC
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Languages : fr
Pages : 332
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LES PROPRIETES D'UN MATERIAU COMPOSITE DEPENDENT NON SEULEMENT DES PROPRIETES INTRINSEQUES DES ELEMENTS CONSTITUANTS, LA FIBRE ET LA MATRICE, MAIS EGALEMENT DE L'INTERFACE LES SEPARANT. UNE BONNE LIAISON INTERFACIALE EST ESSENTIELLE A UN TRANSFERT DE CONTRAINTE EFFICACE ENTRE LA MATRICE ET LA FIBRE. DEUX APPROCHES DIFFERENTES D'AMELIORATION DE L'ADHESION FIBRE/MATRICE ONT ETE ETUDIEES: ENROBAGE DE FIBRES AVEC UN ENSIMAGE SPECIFIQUE A LA MATRICE ET UTILISATION D'UNE TECHNIQUE DE FABRICATION REACTIVE IN-SITU POUR GREFFER DES GROUPEMENTS FONCTIONNELS AU SQUELETTE DU POLYMERE AFIN D'ACTIVER LA MATRICE. LES DEUX SYSTEMES, MODIFICATION PAR ENSIMAGE ET MODIFICATION DE LA MATRICE, ONT ETE EXAMINES DANS LES MATERIAUX COMPOSITES RENFORCES PAR LES FIBRES DE VERRE-E, RESPECTIVEMENT, A MATRICE POLYAMIDE 6.6 ET POLYPROPYLENE. LES CONSTITUANTS, LA FIBRE, L'ENSIMAGE ET LA MATRICE ONT ETE ANALYSES INDIVIDUELLEMENT, PUIS COMBINES DANS LE MATERIAU COMPOSITE. TROIS METHODES D'EVALUATION DE LA RESISTANCE DE LA LIAISON FIBRE/MATRICE ONT ETE DEVELOPPEES: LE MODELE D'EFFICACITE D'ADHESION, L'ANALYSE VISCOELASTIQUE ET LE TEST DE LA MICROGOUTTE
Author: Thibaut Benethuilière
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Languages : fr
Pages : 370
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Author: Mohamed Kharrat
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Category :
Languages : fr
Pages : 216
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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:
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Category : Ceramic materials
Languages : en
Pages : 664
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Author: Nathalie Lob
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 206
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Nous avons consacré cette étude à la compréhension de l'influence de divers paramètres microstructuraux ou d'élaboration sur le comportement mécanique de matériaux composites SiC/SiC. Ceux-ci sont constitués de fibres longues à base de carbure de silicium (SiC) et d'une matrice de SiC obtenue par infiltration chimique en phase vapeur. Notre attention s'est plus particulièrement portée sur le rôle de l'interface fibre-matrice.Pour cela, nous avons étudié les relations entre conditions d'élaboration et propriétés mécaniques dans des composites monofilamentaires, c'est-à-dire constitués d'une fibre unique revêtue d'un revêtement d’interphase et d'une gaine de matrice. Des méthodes micromécaniques nous ont permis de distinguer plusieurs types de comportement lors d'essais de traction. Les matériaux dont l'interphase est composée d'un mélange de SiC et de carbone (en proportions molaires égales) sont fragiles. Leur rupture intervient dans le domaine de déformation élastique, sans dissipation d'énergie. Les composites SiC/C/SiC (à interphase de carbone) ont un comportement non-linéaire. Il se caractérise par différents mécanismes de dissipation de l'énergie disponible à la rupture possibles: décohésion de l'interface, multiflssuration de la matrice et extraction de fibre. Leur intervention dépend de la microstructure de la matrice. Nous avons mis à profit leur manifestation pour évaluer par différentes méthodes le cisaillement interfacial.Nous avons d'autre part examiné en microscopie électronique en transmission différents composites à renfort fibreux bidirectionnel de type SiC/C/SiC, produits par la Société Européenne de Propulsion. Après la mise au point d'une méthodologie de préparation d'échantillons, nous avons mis en évidence l'existence de zones de réaction fibre interphase dans certains types d'échantillons. Des relations entre microstructures observées et propriétés mécaniques dans ces matériaux ont pu être avancées.
