Comportement en traction de la colle `a froid ELASTOLOGUE 2000 . 130

Dans cette partie, des essais de traction sont r´ealis´es `a fin d’identifier la loi de com-portement et les carcat´eristiques m´ecaniques de la colle `a froid. Le module d’Young E_c correspond `a une valeur moyenne des modules identifi´ees pour trois ´eprouvettes en halt`ere normalis´ees [17] (FIGURE 4.14) dans le domaine lin´eaire `a partir des courbes contrainte/

d´eformation.

FIGURE 4.14 – ´Eprouvettes en halt`eres normalis´ees pour l’essai de traction uni axial de la colle [17] .

Les ´eprouvettes de tests sont d´ecoup´ees `a partir d’une plaque moul´ee. Le moulage de la plaque de colle est effectu´e `a l’aide d’un montage de deux moules recouvert d’un revˆetement en t´eflon. L’empreinte entre les moules permet d’obtenir une plaque de dimension 250×

250× 2 mm. La colle est pr´epar´ee et m´elang´ee soigneusement dans la portion de 1 Kilo d’adh´esif ELASTOLOGUE 2000 avec 60 g de son durcisseur, puis d´epos´ee dans le moule `a l’aide d’une spatule. Finalement, le moule est ferm´e puis ins´er´e dans une enceinte climatique

`a fin de stabiliser la temp´erature et l’humidit´e du milieu. Apr`es 3 jours, la plaque est po-lym´eris´ee puis les ´eprouvettes sont d´ecoup´ees `a l’aide d’un ciseau sp´ecial pour le d´ecoupage du caoutchouc. L’´epaisseur des ´eprouvettes est de 2.2+/-0.3 mm. Les ´echantillons pr´esentant des d´efauts de porosit´e sous forme de bulles visibles sont ´ecart´ees. Des essaies de traction sont effectu´es avec une vitesse de d´eplacement du traverse de 2 mm/min. Le comportement de la colle est hyper´elastique comme montr´e dans la FIGURE 4.15.

FIGURE 4.15 – Comportement en traction de la colle `a froid ELASTOLOGUE 2000.

Diff´erents mod`eles hyper´elastiques sont test´es au moyen d’une ´evaluation num´erique bas´ee sur les mod`eles pr´ealablement implant´es sur ABAQUS. La m´ethode de v´erification

consiste `a choisir le comportement hyper´elastique dans les propri´et´es m´ecaniques du mat´eriau, puis enregistrer les donn´ees de test uniaxial et lancer la v´erification automatique dans la ru-brique propri´et´es du mat´eriau. ABAQUS retourne toutes les v´erifications avec les constantes mat´eriaux de chaque mod`ele. Nous avons trouv´e que le mod`ele d’Ogden d’ordre 3 est le plus appropri´e pour d´ecrire le comportement hyper´elastique de la colle `a froid. La FIGURE 4.15 montre la superposition du mod`ele d’Ogden et la courbe de caract´erisation en traction de la colle ELASTOLOGUE 2000. Les constantes de mat´eriaux de colle sont list´ees dans le tableau 4.2.

Surface de dimensions Param`etres non lin´eaires Param`etre lin´eaire

2x4 mm Mod`ele d’Ogden Loi de Hooke

N 1 2 3

-αi -1.84 3.172 -6.073

-µi -0.217 -1.496 4.178

-D₁ 0 0 0

-Module d’YoungE_c(MPa) - - - 7.11

`a 9.2% de d´eformation

Tableau 4.2 – Param`etres hyper´elastiques du mod`ele d’Ogden et module d’Young de la colle ELASTOLOGUE 2000 .

4.4.2 Traction des ´eprouvettes r´epar´ees par polym´erisation

Les ´eprouvettes utilis´ees pour les essais de traction sont d´ecoup´ees en halt`ere de 270×

25×10 mm selon la norme ISO 283[], puis impact´ees sous 48.5 Joules et 79.38 Joules dans la direction longitudinale (s´erie L) et transversale (s´erie T) respectivement. Ensuite, les deux s´eries T et L de trois ´eprouvettes (trois ´eprouvettes pour chaque direction) sont r´epar´ees par le proc´ed´e de polym´erisation `a froid comme d´etaill´e pr´ec´edemment. Des essais de traction sont r´ealis´es pour les deux s´eries d’´eprouvettes `a une vitesse de 100 mm/min. Les FIGURES 4.16 et 4.17 montre la diff´erence de comportement entre les ´eprouvettes de la bande de r´ef´erence et les ´eprouvettes de la bande r´epar´ees par le proc´ed´e de polym´erisation `a froid dans la direc-tion longitudinale et transversale respectivement.

FIGURE4.16 – Comparaison du comportement en traction dans la direction longitudinale de la bande de r´ef´erence/ bande r´epar´ee par le proc´ed´e de polym´erisation `a froid.

FIGURE 4.17 – Comparaison du comportement en traction dans la direction transversale de la bande de r´ef´erence/ bande r´epar´ee par le proc´ed´e de polym´erisation `a froid.

No. Dressage des plis R´esistance `a la rupture Module d’Young ^R

L-3 [0]2 31.30 439.47 44.71 79.79

Moyenne s´erie (L) 30,07 439,92 42,96 79,87

T-1 [90]₂ 9.77 34.89 52.07 83,35

T-2 [90]₂ 11.18 37.84 59,59 90.4

T-3 [90]₂ 12.9 36.34 68.73 86.82

Moyenne s´erie (T) 11,28 36.35 60,13 86.86

Tableau 4.3 – Performance des r´eparations par le proc´ed´e de polym´erisation pour les deux s´eries d’´eprouvettes T et L.

Les r´esultats des essais de traction des s´eries (L) et (T) des ´eprouvettes r´epar´ees sont list´ees dans le tableau 4.3. Les remarques suivantes sont ensuite ´elabor´ees :

- Les courbes contrainte-d´eformation obtenues sur les deux s´eries d’´eprouvettes r´epar´ees par le proc´ed´e de polym´erisation pr´esentent la mˆeme allure que celles sur les ´eprouvettes vierges. Cependant, une perte de r´esistance `a la rupture dans la r´eparation est estim´ee `a 57%

pour la s´erie (L) et `a 39 % pour la s´erie (T).

- Une att´enuation du coefficient directeur dans le domaine ´elastique est observ´ee, par cons´equent, la mod´eration de module d’´elasticit´e des r´eparations est estim´ee `a 20% pour la s´erie (L)et `a 13% pour la s´erie (T) sachant que la mˆeme orientation des plis internes par ap-port `a celle de la carcasse est retenue pour chaque s´erie d’´eprouvettes.

- Sur les courbes, une chute du coefficient directeur dans les domaines ´elastique et plas-tique est observ´ee pour la s´erie (L) d’´eprouvettes r´epar´ees `a cause de la forte concentration des contraintes aux niveaux des interfaces de joints qui favorise l’endommagement important dans les r´eparations jusqu’`a la rupture pr´ematur´ee des ´eprouvettes. La chute est minimis´ee pour la s´erie (T).

- Les r´eparations du s´erie (T) au moyen des plis[90]₂donnent la meilleure performance en terme de r´esistance pouvant aller jusqu’`a 68.73% (tableau 4.3), tandis que les r´eparations du s´erie (L) au moyen des plis[0]₂les plus rigides semblent les moins efficaces : on constate alors que la performance des r´eparations par le proc´ed´e de polym´erisation diminue lorsque la rigidit´e des plis et des ´eprouvettes augmente : la r´eparation n’est pas parfaite si les plis sont trop souples et les ´eprouvettes peuvent ˆetre mal r´epar´ees si les plis sont trop rigides. Par cons´equent, une optimisation de plis de remplissage est n´ecessaire pour atteindre la meilleure performance de la r´eparation par le proc´ed´e de polym´erisation.

- Le maintien des patchs de revˆetement ext´erieur est observ´e dans le domaine D pour

les ´eprouvettes de s´erie (T) apr`es la rupture totale des plis de remplissage et de la carcasse (FIGURE 4.17), ceci prouve que l’orientation des ´eprouvettes par apport `a la bande et la rigidit´e des plis de remplissage ont un effet significatif sur le m´ecanisme de rupture et le mode de d´ecollement des patchs.