D´eroulement d’une campagne

Une fois le collage des substrats sur la lamelle r´ealis´e, l’ensemble est peint d’un mouchetis afin

de mesurer les champs de d´eplacements par st´er´eocorr´elation d’images, comme pr´esent´e sur la

figure 5.6. La mesure de d´eplacement s’effectue ainsi : deux acquisitions d’images sont effectu´ees

sous deux angles diff´erents. `A partir de ces donn´ees, pr´ealablement corr´el´ees par le syst`eme de

traitement de l’image, deux op´erations sont effectu´ees :

— Un d´egauchissage du plan : en effet, dans le cas d’une acquisition classique en 2D avec une

seule cam´era, il peut exister des d´efauts de perpendicularit´e et de centrage par rapport `a

la surface vis´ee. L’utilisation de la corr´elation d’image en 3D alors permet de d´eterminer la

position et l’orientation dans l’espace du plan vis´e. On peut ainsi d´efinir un rep`ere propre

`

a l’´echantillon et garantir l’absence de biais de mesure ;

— Une mesure des d´eplacements : deux points sont identifi´es sur des lignes de rep`ere `a des

positions pr´ecises et connues de l’´eprouvette sur les premi`eres images, puis identifi´es de

nouveau sur chaque nouvelle image par corr´elation, permettant ainsi de d´eterminer le

d´eplacement de ces points au cours du temps. Un d´eplacement ´etabli dans le rep`ere local

est alors calcul´e entre ces deux points. Ce dispositif de mesure est couramment utilis´e pour

les mesures effectu´ees sur Arcan modifi´e, car il permet de placer des curseurs de mesure

tr`es proches du joint de colle [3][4].

5.3. D ´EROULEMENT D’UNE CAMPAGNE 107

Figure5.6 – Exemple d’un assemblage substrats/lamelle peint.

Figure5.7 – Configurations retenues pour l’´etude : traction simple (mode I) en (a), sollicitation

mixe en (b) et cisaillement pur (mode II) en (c)

`

A chaque couple d’images est associ´e un effort machine, il est alors possible d’extraire une

courbe d´eplacement sur l’axe tangentiel ou l’axe normal au joint de colle en fonction de l’effort

issu de la cellule d’effort de la machine. Dans le cas d’une sollicitation en traction pure (mode I)

(figure 5.7 (a)), seul le d´eplacement normal (axe n) est consid´er´e. Dans le cas d’une sollicitation

en cisaillement (figure 5.7 (c)), seul le d´eplacement tangentiel au joint de colle (direction t) est

af-fich´e. Dans le cas d’une sollicitation mixte (figure 5.7 (b)), les deux composantes du d´eplacement

sont amen´ees `a varier significativement. Cependant l’estimation contrainte/d´eformation n’est pas

possible de fa¸con directe, comme pour un essai de traction classique, en calculant un rapport

effort machine / Surface de collage. En effet, la r´epartition de contraintes n’est pas homog`ene,

comme illustr´ee sur la figure 5.5. En effet, en raison de l’utilisation de becs, qui permettent de

r´eduire les effets de bords, et d’une lamelle l´eg`erement plus grande que les substrats Arcan, les

profils de contrainte dans les diff´erents joints de colle ne sont pas homog`enes. L’identification

n´ecessite donc une approche inverse, utilisant un mod`ele num´erique permettant de revenir `a

partir du comportement 3D des mat´eriaux aux valeurs locales de contraintes.

Dans ce travail, la caract´erisation et la quantification des raideurs de l’assemblage n’ont pas

´et´e r´ealis´ees, seule une ´etude comparative de lamelles `a diff´erents niveaux de sollicitation par

choc laser a ´et´e effectu´ee. L’´etude du comportement m´ecanique du mat´eriau colle en fonction

de sa r´eponse `a l’essai Arcan constitue une perspective.

Figure 5.8 – Exemple de retrait de la colle SAF30/45 (substrat Arcan transparent vu

perpen-diculairement au joint de colle), avec une zone nettoy´ee et une zone sans nettoyage.

5.4 Evaluation des propri´^´ et´es m´ecaniques de la colle SAF30/45

post-choc

5.4.1 Essais sans lamelle

La premi`ere campagne a port´ee sur la SAF30/45.Comme d´efini pr´ec´edemment, c’est un

adh´esif m´ethacrylate bi composant. Cette colle pr´esente la particularit´e de ne pas polym´eriser

compl`etement en pr´esence d’oxyg`ene, et pr´esente un retrait important si elle y est expos´ee,

comme illustr´e figure 5.8. En pratique, l’utilisateur est cens´e laisser un cong´e afin de cr´eer une

couche sacrificielle et donc garantir l’int´egrit´e du collage, ce qui est difficile, voire impossible `a

mettre en place pour des dimensions r´eduites. Cette contrainte de mise en œuvre a probablement

´et´e `a l’origine de dispersions, d´ej`a pr´esentes dans les essais sans lamelles.

Des essais pr´ealables sans lamelle ont ´et´e effectu´es pour la colle SAF30/45 avec une ´epaisseur

de joint de 400 µm, pilot´es en effort `a 0.2 kN/s. Les substrats ont ´et´e sollicit´es `a 0o et 90o,

et les r´esultats sont pr´esent´es respectivement dans les figures 5.9 et figures 5.10. Ces courbes

sont assez dispers´ees, en particulier `a 0<sup>o</sup>, tr`es probablement en raison des particularit´es de

po-lym´erisation de la colle. En plus de cette dispersion, un certain nombre d’´echantillons n’a pas

pu ˆetre sollicit´e : certains de ces ´echantillons ont en effet rompu lors de la pr´echarge (0.5 kN) qui

sert `a rattraper les jeux de montage. Le taux de rebut est environ de 20% des ´eprouvettes. Cette

campagne Arcan modifi´e d’identification pourtant adapt´ee `a la caract´erisation m´ecanique de

mod`ele de comportement complexes n’a pas apport´e la r´ep´etabilit´e de r´esultats escompt´ee pour

l’identification de param`etres mat´eriaux pour la SAF30/45. La particularit´e de polym´erisation a

en effet rendu difficile le nettoyage apr`es encollage. Le but ´etait de trouver le juste compromis :

il faut garder une couche protectrice assez ´epaisse pour assurer la protection du joint interne,

mais assez fine pour ˆetre n´egligeable dans le comportement de l’adh´esif. Le fait de conserver

une couche de protection `a l’ext´erieur des becs, ainsi que la difficult´e de garantir son ´epaisseur

constante, a grandement contribu´e `a la dispersion des r´esultats. Par la suite nous nous baserons

sur la fiche mat´eriaux donn´ee par le fournisseur (Annexe C) pour d´efinir les propri´et´es quasi

statiques de l’adh´esif sain pour la SAF 30/45. Toutefois, un seuil de rupture se d´egage entre 4,5

et 5 kN, aussi bien en traction qu’en cisaillement, pour une ´elongation `a la rupture comprise