Mesures des distorsions et problématique des assemblages collés

L’ensemble des mesures de gauchissement par mesure de forme des assemblages de plaques est détaillé dans le tableau 3.15. Il est obtenu en calculant la flèche maximale sur la surface plane coté moule.

Nom Drapage Moule Gauchissement Normalisé

Cocure-Invar-0-4/4 Collage-0-4/4 Invar 0,783

Cocure-Invar-0-6/2 Collage-0-6/2 Invar 0,950

Cocure-Invar-45-4/4 Collage-45-4/4 Invar 0,774 Cocure-Invar-45-2/6 Collage-45-2/6 Invar 0,359 Cocure-Alu-45-4/4 Collage-45-4/4 Aluminium 0,936 Cocure-Alu-45-2/6 Collage-45-2/6 Aluminium 0,439 Cobond-Invar-0-20-1c [020]/colle/[020] Invar 0,508

Cobond-Invar-0-20-2c [020]/2colles/[020] Invar 0,411

Cobond-Invar-0-20-0c [020]/[020] Invar 1,000

Cocure-Invar-0-20 [020]/colle/[020] Invar 0,316

Cosec-Invar-0-20 [020]/colle/[020] Invar 0,396

Figure 3.28 – Influence de la méthode d’assemblage sur le gauchissement final

Plusieurs observations peuvent être faites à partir de ces résultats. La comparaison des distorsions de cuisson obtenues en fonction des méthodes d’assemblage que sont la co-cuisson, le co-collage et le collage secondaire est illustrée dans la figure 3.28. Chaque assemblage a été effectué entre deux plaques unidirectionnelles de 20 plis [020]. Les trois

plaques cuites qui ont été utilisées pour le co-collage et le collage secondaire ont été cuites sur un moule Invar au cours d’un même cycle de cuisson. Finalement les trois assemblages ont également été effectués sur un moule en Invar au cours d’un même cycle de cuisson. Dans le cas du co-collage, la plaque déjà cuite est systématiquement placée en dessous lors de l’assemblage, donc côté moule. La méthode induisant le plus grand gauchissement est le co-collage. Le collage secondaire induit un gauchissement bien inférieur et c’est finalement la co-cuisson qui voit apparaitre le moins de distorsions. En s’intéressant plus particulièrement au cas du co-collage les essais effectués permettent d’étudier l’influence de la colle. La figure3.29compare le gauchissement obtenu avec un, deux ou sans aucun film de colle. Il apparait que plus le nombre de films de colle augmente, plus les distorsions diminuent.

Figure 3.29 – Influence du nombre de films de colle sur le gauchissement d’assem- blages co-collés

Finalement, la figure 3.30 compare les gauchissements obtenus pour les éprouvettes co-cuites de 8 plis. Les résultats sont assez surprenants, en particulier pour les éprou- vettes 4/4. Celles-ci présentent un gauchissement important, inattendu pour des pièces symétriques. Ces résultats ne peuvent se justifier avec le travail de caractérisation effectué jusqu’à maintenant et ne pourront donc pas être concordants avec le modèle développé. Une étude plus approfondie de la colle va donc être nécessaire, elle fera l’objet du prochain chapitre.

Figure 3.30 – Comparaison du gauchissement obtenu pour différents drapages co-cuits

Conclusion

Le modèle de cuisson développé permet de simuler les déformations de cuisson des pièces composites à base de péimprégné M21EV/IMA avec justesse. L’interaction avec l’outillage n’est cependant pas modélisée pour le moment, bien que son influence puisse être observée expérimentalement. L’utilisation de moules en Invar permet de limiter l’impact de cette interaction sur les distorsions finales des pièces.

L’étude du film de colle et des déformations des assemblages collés a révélé un compor- tement de l’adhésif plus complexe qu’attendu. Ils confirment cependant que ces films de colle ont une influence sur les déformations et qu’ils ne peuvent donc pas être ignorés. Une étude plus approfondie de ces assemblages va donc être effectuée afin de comprendre plus précisément les différents phénomènes impliqués.

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Étude approfondie des liaisons

collées

Introduction . . . 108 4.1 Étude de la co-cuisson des plaques fines . . . 108 4.1.1 Étude par tomographie des plaques co-cuites . . . 108 4.1.2 Influence de la pression sur le flux de colle et les déformations . . . 109 4.2 Influence des différentes méthodes d’assemblages collés sur les distorsions 110 4.2.1 Profils de distorsions. . . 110 4.2.2 Simulation du co-collage . . . 111 4.2.3 Étude des interfaces de collage . . . 113 4.3 Influence du film de colle sur les déformations des pièces co-collées . . . . 115 4.4 Suivi des déformations par fibres optiques à réseaux de Bragg . . . 116 4.4.1 Fabrication et mesure des déformations de cuisson par FBG . . . . 116 4.4.1.1 Protocole expérimental . . . 116 4.4.1.2 Assemblages instrumentés . . . 118 4.4.2 Mesures des déformations de cuisson dans un assemblage co-collé avec deux films de colle . . . 120

4.4.2.1 Mesures en bord d’assemblage . . . 122 4.4.2.2 Mesures en quart d’assemblage. . . 124 4.4.2.3 Mesures en milieu d’assemblage . . . 125 4.4.2.4 Comportement post-cuisson et coefficients de dilatation ther- mique . . . 127 4.4.3 Mesures des déformations de cuisson dans un assemblage co-collé sans film de colle . . . 129

4.4.3.1 Mesures en bord d’assemblage . . . 131 4.4.3.2 Mesures en milieu d’assemblage . . . 133 4.4.3.3 Mesures en quart d’assemblage. . . 134 4.4.4 Comparaison du développement des déformations mesurées au sein des assemblages co-collés. . . 135

Conclusion . . . 137

Introduction

La cuisson des pièces composites en autoclave a fait l’objet de nombreux travaux de recherche. En s’appuyant sur ces travaux préalables et grâce au travail de caractérisation et de modélisation présenté dans les chapitres précédents, un outil de simulation robuste de prévision des distorsions de cuisson des composites a pu être mis en place.

Cependant, les pièces assemblées par collage présentent un comportement complexe peu étudié dans la littérature. Les résultats des mesures post-cuisson des distorsions ont montré que la colle, souvent ignorée, a une influence non négligeable sur les déformations de cuisson. Ce dernier chapitre présente donc une étude approfondie des assemblages collés.

Dans un premier temps, une étude des phénomènes impliqués au cours de l’assemblage de plaques fines a été effectuée. Les différents phénomènes impactant les déformations sont étudiés et l’interface colle-composite est analysée à l’aide d’images par tomographie. L’influence de la méthode d’assemblage sur les déformations de cuisson est ensuite étudiée ainsi que l’impact du nombre de films de colle utilisés. Enfin, des assemblages co-collées avec et sans colle ont été instrumentés avec des fibres optiques à réseaux de Bragg afin d’avoir un suivi in-situ des déformations tout au long de la cuisson.