Haut PDF Mise en œuvre et caractérisation de matériaux composites : Polymères thermoplastiques / fibres naturelles

Mise en œuvre et caractérisation de matériaux composites : Polymères thermoplastiques / fibres naturelles

Mise en œuvre et caractérisation de matériaux composites : Polymères thermoplastiques / fibres naturelles

COMPATIBILIZED POLYPROPYLENE. Résumé Les fibres de pommes de pin sont une source de cellulose naturelle répandues dans la zone méditerranée. Pour les utiliser comme renfort dans un composite thermoplastique, on a besoin de connaitre leur morphologie et leur structure afin de mieux évaluer leur efficacité à remplacer d’autres fibres naturelles abondantes; les fibres de pomme de pin ont subi un traitement a l’alkali pour éliminer les cires et d’autres composants de surface non cellulosiques. L’adhésion fibre matrice est assurée par les deux comptabilisants, styrène– éthylène butène styrène tri bloc copolymère greffé maléique anhydrite (SEBS-g-MA) et un bloc linéaire de copolymère basé sur du styrène et du butadiène. Le microscope électronique à balayage (MEB), la spectroscopie infrarouge à transformée de fourrier (FT-IR), la diffraction à rayon X, l’analyse thermogravimétrique (TGA), Les tests de traction et de torsion ont été menés sur le composite polypropylène /pomme de pin et sur le composite polypropylène avec comptabilisant à différents pourcentages de fibre. Les résultats montrent une nette amélioration des propriétés mécaniques après l’utilisation de pomme de pin traité à l’alkali mais aussi lorsque l’agent comptabilisant à l’anhydrite maléique a été ajouté au composite, ce qui indique qu’il y a une bonne adhésion entre les fibres et la matrice.
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Étude et modélisation de la synthèse du polyamide 6 pour la mise en œuvre de composites thermoplastiques par voie liquide réactive

Étude et modélisation de la synthèse du polyamide 6 pour la mise en œuvre de composites thermoplastiques par voie liquide réactive

Ces travaux de thèse proposent ainsi une analyse cinétique approfondie de la synthèse du PA6 en conditions isothermes et anisothermes par DSC pour un mélange destiné aux applications composites afin de mieux comprendre l’interaction entre la polymérisation et la cristallisation. Grâce à des essais complémentaires en DSC, ATG et WAXS, une interprétation des phénomènes cinétiques et de leur impact sur les propriétés physico-chimiques du PA6 synthétisé est proposée pour chaque condition de synthèse. Cette base de données a permis d’alimenter la modélisation des phénomènes. Un nouveau couplage est ainsi proposé afin de rendre compte de la dépendance de la cristallisation à la cinétique de polymérisation. Cette modélisation a permis d’éditer les diagrammes Temps-Température-Transformation (TTT) de la synthèse du PA6. En vue de la mise en œuvre de pièce composite par voie liquide réactive, la simulation thermocinétique avec un terme source décrit par ce modèle est réalisée afin de prédire l’élévation de la température dans l’épaisseur d’une pièce. Les cinétiques de polymérisation et de cristallisation sont aussi analysées par DSC en présence de fibres de verre. La caractérisation du comportement rhéocinétique met enfin en évidence l’impact de la polymérisation et cristallisation sur la viscosité du système réactif PA6.
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Élaboration de pièces composites complexes par consolidation autoclave à partir de préformes textiles thermoplastiques renforcées fibres de carbone

Élaboration de pièces composites complexes par consolidation autoclave à partir de préformes textiles thermoplastiques renforcées fibres de carbone

Les procédés « classiques » de mise en œuvre par moulage de pièces composites La deuxième étape est la consolidation du stratifié caractérisée par l’imprégnation du renfort, l’adhésion entre les mèches et les plis et par l’élimination des porosités. Le polymère à l’état fondu vient tout d’abord imprégner le renfort et assurer le contact intime fibre/matrice. Dans le cas d’un semi-produit hétérogène de type renfort textile tissé ou tricoté, il existe deux niveaux d’imprégnation : l’imprégnation inter mèche (macroscopique) et intra mèche (microscopique). La première est plus rapide que la seconde en raison d’une perméabilité plus faible dans la mèche conduisant à une augmentation du temps d’imprégnation. Par ailleurs, c’est au cours de cette étape que l’adhésion au niveau de l’interface fibre/matrice se produit. Elle assure le transfert de charge entre la matrice et le renfort et son efficacité dépend des caractéristiques physico- chimiques de ces deux matériaux. Le traitement des fibres de renfort par ensimage permet d’améliorer cette interface. On distingue deux mécanismes lors de cette phase. Le premier mécanisme est l’adhésion des interfaces générée par des réactions physico-chimiques entre deux matériaux différents. Le deuxième est un phénomène dit « d’auto-adhésion » lié à la diffusion des chaînes du polymère thermoplastique au niveau de l’interface. Une pression externe est appliquée sur les plis afin de réduire les vides intra et inter mèche et pour compacter l’ensemble. Le déroulement de cette phase diffère suivant la nature du renfort, de la matrice et des conditions opératoires.
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Analyse des caractéristiques physicochimiques de matériaux thermoplastiques en composites de chanvre : comparable aux plastiques traditionnels pétrochimiques ?

Analyse des caractéristiques physicochimiques de matériaux thermoplastiques en composites de chanvre : comparable aux plastiques traditionnels pétrochimiques ?

Certains paramètres chimiques de la fibre de chanvre apparaissent également comme un facteur contraignant à son utilisation en composite thermoplastique. En effet, les composites de fibres de chanvre affichent une plus grande absorption maximale d’humidité par rapport aux polymères testés en composite, comprenant les biopolymères qui affichaient déjà une valeur plus élevée pour ce paramètre (Chandrasekar et al., 2017). La limite de température dans les opérations de transformation et de mise en forme restreint également l’utilisation de fibres de chanvre et de cellulose en général dans l’utilisation en composite plastique. Certains composites de matrice pétrosourcés, tels le PEHD et l’ABS, ont dû modifier à la baisse leur température de mise en forme afin d’éviter la dégradation des fibres de renfort. Cette diminution peut affecter les propriétés du composite, car ces polymères n’atteignent pas un niveau de viscosité nécessaire favorisant l’adhésion des molécules de cellulose à celles de la matrice (Shahzad, 2012).
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Développement de nouveaux composites hybrides renforcés par des fibres de carbone et de lin : mise en oeuvre et caractérisation mécanique

Développement de nouveaux composites hybrides renforcés par des fibres de carbone et de lin : mise en oeuvre et caractérisation mécanique

désiré. Sur le marché, il existe de nombreux renforts de fibre de lin avec diverses solutions techniques : architectures (UD, bi-biais, tissé (sergé, satin, toile)), grammages (de moins de 200 à plus de 700 g/m2), ou encore types de mèches (fils ou fibres), etc. Ainsi, le premier objectif de cette thèse est de tester dif- férents renforts afin de déterminer leur capacité de compaction et donc leur aptitude de mise en œuvre, de comparer les différentes solutions techniques évoquées précédemment afin de savoir celles qui sont les plus pertinentes, et d’étudier les facteurs qui influent sur la capacité de compaction de ces renforts. Les tests seront effectués sur des renforts de lin, de carbone et de verre. S’il existe dans la littérature de nombreux travaux sur la compaction de renforts secs, il n’y en a quasiment pas qui portent sur la compaction de renforts à fibres naturelles. Devant l’émergence de ce nouveau type de renfort, il nous a semblé pertinent d’apporter des éléments de compréhension de leur comportement à la compaction. Outre les capacités mécaniques conventionnelles (raideur et résistance mécaniques), les différents sec- teurs industriels recherchent également des matériaux composites pouvant offrir des performances dyna- miques. Les performances mécaniques assurent une bonne tenue des structures alors que de bonnes pro- priétés dynamiques consistent en une bonne capacité des matériaux à amortir les chocs et les vibrations c’est-à-dire à dissiper de l’énergie emmagasinée. Une des solutions intéressantes pour réunir cette double exigence est la technique d’hybridation. L’hybridation est le fait d’utiliser au sein d’un même composite deux types renforts ou plus. Le terme hybride est défini de plusieurs manières dans la littérature scien- tifique. Les premiers se limitent au mélange de plusieurs renforts, sans prendre en compte l’impact de ce mélange sur les propriétés finales du composite. D’autres intègrent la notion de compensation dans le terme
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Elaboration d'ensimages thermoplastiques thermostables : influence sur le comportement mécanique des composites PEEK / fibres de carbone

Elaboration d'ensimages thermoplastiques thermostables : influence sur le comportement mécanique des composites PEEK / fibres de carbone

LIEU ET DATE DE SOUTENANCE : Université Toulouse III, le 21 juillet 2011 RESUME : Ce travail présente l’élaboration de nouveaux ensimages de fibres de carbone compatibles avec des matrices polymères thermoplastiques thermostables, telles que le PEEK, dont la température de mise en œuvre est supérieure à 300°C. Premièrement, deux solutions ont été envisagées, une à base d’oligomères de PolyEtherKetoneKetone (PEKK) synthétisés, et l’autre à base de PolyEtherImide (PEI). Ces deux composés étant solides, un travail de formulation a été nécessaire afin d’obtenir des dispersions aqueuses stables idéales pour un ensimage industriel. Dans une deuxième partie, des composites modèles PEEK/FC ont été élaborées avec des fibres ensimées et non ensimées. Dans la dernière partie, l’influence de l’ensimage sur les propriétés mécaniques des composites a été mise en évidence par microscopie électronique à balayage et par une analyse mécanique dynamique en cisaillement avant et après immersion dans le kérosène. L’étude comparative des résultats obtenus met en évidence que l’ensimage tend non seulement à améliorer le transfert de contrainte entre la fibre et la matrice mais permet aussi d’éviter des infiltrations de solvant le long de la fibre.
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Analyse des réparations des matériaux composites : mise en œuvre d'un procédé par infiltration et étude du comportement mécanique

Analyse des réparations des matériaux composites : mise en œuvre d'un procédé par infiltration et étude du comportement mécanique

Une fois la référence établie pour chacun des essais, la deuxième étape de la caractérisation a consisté à extraire des valeurs de ténacité des interfaces réparées et les comparer aux éprouvettes saines. D'un point de vue général, les éprouvettes réparées avec la résine à ténacité élevée (XU3508/XB3403), ont mieux résisté à la propagation du délaminage par rapport au matériau sain. Si bien, que régulièrement, le matériau d'origine adjacent à la réparation a été endommagé au cours des essais (bifurcations de la fissuration). Concernant la réparation avec la résine RTM6, moins tenace que les résines M21 et XU3508/XB3403, les ténacités relevées sur les réparations pour les essais DCB et ENF ont été meilleurs que la ténacité RTM6 seule mais moins bonne que la résine du matériau d'origine. Des coupes micrographiques ont permis de compléter ce résultat en montrant que le chemin de fissuration avait bien lieu dans la résine de réparation et la tortuosité de ce chemin explique en partie la sur- estimation de la ténacité. Ces coupes micrographiques ont également permis de montrer que finalement pour ce type de réparation, quelle que soit la résine de réparation, la rupture de l'interface était toujours cohésive et pas adhésive contrairement à ce qui aurait pu être imaginé pour le collage d'une résine époxy sur une autre époxy déjà réticulée. Cette bonne propriété d'adhésion est liée en partie à la rugosité importante de la surface délaminée constatée au Chapitre II (F IG . II.16). Une étude notamment physico-chimique pourrait permettre d'apporté une justification supplémentaire de cette adhésion avec par exemple une ré-ouverture des chaînes des polymères qui permettrait une bonne liaison chimique. Finalement, les résultats de ces deux résines de réparation sur les essais DCB et ENF montrent une bonne correspondance entre la tenue de l'interface réparée et la ténacité des résines employées pour la réparation (Tableau III.8).
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Analyse des réparations des matériaux composites : mise en œuvre d'un procédé pas infiltration et étude du comportement mécanique

Analyse des réparations des matériaux composites : mise en œuvre d'un procédé pas infiltration et étude du comportement mécanique

Une fois la référence établie pour chacun des essais, la deuxième étape de la caractérisation a consisté à extraire des valeurs de ténacité des interfaces réparées et les comparer aux éprouvettes saines. D'un point de vue général, les éprouvettes réparées avec la résine à ténacité élevée (XU3508/XB3403), ont mieux résisté à la propagation du délaminage par rapport au matériau sain. Si bien, que régulièrement, le matériau d'origine adjacent à la réparation a été endommagé au cours des essais (bifurcations de la fissuration). Concernant la réparation avec la résine RTM6, moins tenace que les résines M21 et XU3508/XB3403, les ténacités relevées sur les réparations pour les essais DCB et ENF ont été meilleurs que la ténacité RTM6 seule mais moins bonne que la résine du matériau d'origine. Des coupes micrographiques ont permis de compléter ce résultat en montrant que le chemin de fissuration avait bien lieu dans la résine de réparation et la tortuosité de ce chemin explique en partie la sur- estimation de la ténacité. Ces coupes micrographiques ont également permis de montrer que finalement pour ce type de réparation, quelle que soit la résine de réparation, la rupture de l'interface était toujours cohésive et pas adhésive contrairement à ce qui aurait pu être imaginé pour le collage d'une résine époxy sur une autre époxy déjà réticulée. Cette bonne propriété d'adhésion est liée en partie à la rugosité importante de la surface délaminée constatée au Chapitre II (F IG . II.16). Une étude notamment physico-chimique pourrait permettre d'apporté une justification supplémentaire de cette adhésion avec par exemple une ré-ouverture des chaînes des polymères qui permettrait une bonne liaison chimique. Finalement, les résultats de ces deux résines de réparation sur les essais DCB et ENF montrent une bonne correspondance entre la tenue de l'interface réparée et la ténacité des résines employées pour la réparation (Tableau III.8).
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Formulations de composites thermoplastiques à partir de fibres de carbone recyclées par vapo-thermolyse

Formulations de composites thermoplastiques à partir de fibres de carbone recyclées par vapo-thermolyse

Introduction générale L’utilisation de composites à fibres de carbone et matrice organique (Polymères Renforcés de Fibres de Carbone - PRFC ) est en augmentation dans les nombreux secteurs où ils trouvent leur application comme le secteur sport ou bien le secteur aéronautique. Par ailleurs de nouveaux secteurs comme la construction éolienne ou le secteur automobile sont de plus en plus demandeurs, et donc consommateurs. La Figure 1 montre l’évolution annuelle de la demande mondiale en fibres de carbone. Elle est supposée atteindre 140 mille tonnes d’ici 2020. Elle se situe aujourd’hui, en 2013, à 50 mille tonnes [ 1 ]. Cepen- dant, si l’utilisation de ce type de matériaux présente des avantages certains, elle constitue aussi un défi sur le plan environnemental. L’accroissement des volumes de PRFC utilisés aujourd’hui mène en effet à l’accroissement inévitable des volumes de déchets compo- sites qui seront créés demain. Le traitement de ces déchets composites, comme tout autre matériau, devrait être effectué avec un impact minimum sur l’environnement. Jusqu’ici la mise en décharge et la valorisation énergétique par incinération étaient les solutions dominantes en termes de gestion des déchets composites, particulièrement pour les com- posites à matrice thermodurcissable qui ne peuvent pas être remis en oeuvre. En effet, la prédominance de l’utilisation des matrices thermodurcissables (70%) connues comme étant non-recyclables est un frein au développement de solutions de traitement des dé- chets composites, déjà limitées par la nature hétérogène du matériau. Le recyclage de ces matériaux composites est pourtant un scénario de fin de vie à privilégier. Bien que l’aspect écologique est un argument qui devrait en soi suffire à justifier la nécessité du recyclage, ce sont d’autres facteurs qui contribuent aujourd’hui à une forte activité de la recherche sur cette thématique :
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Caractérisation du procédé d'estampage de composites thermoplastiques à fibres longues = Characterization of the thermostamping process of long fibres composites laminates

Caractérisation du procédé d'estampage de composites thermoplastiques à fibres longues = Characterization of the thermostamping process of long fibres composites laminates

Résumé La problématique industrielle de l’estampage de composites à fibres longues s’inscrit dans la volonté de maîtriser la mise en œuvre de matériaux à hautes performances mécaniques tout en assurant un coût raisonnable de fabrication. Le procédé constitue un challenge car il tente de mettre en forme un matériau au cours de sa transformation : chauffage, transfert sous la presse, pressage et refroidissement combinés. La mise en forme de pièces complexes révèle ainsi l’apparition de défauts tels que des « froissements » de nappes de fibres à l’intérieur des rayons et des amas de matrice lorsque les nappes sont bloquées par une trop grande friction dans le moule qui oblige la matrice à s’écouler pour combler les vides.
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Étude de l’endommagement thermomécanique des pièces en bioplastiques et composites de fibres naturelles : application aux engrenages

Étude de l’endommagement thermomécanique des pièces en bioplastiques et composites de fibres naturelles : application aux engrenages

Les lubrifiants sont capables de neutraliser la chaleur produite lors du contact. Ils peuvent aussi faire la séparation mécanique des surfaces de contact, réduisant ainsi le frottement. Leur quantité aussi joue une influence sur les conditions d’engrènement : plus de lubrifiant, moins de chaleur lors de l’engrènement. Une manière utilisée couramment afin d’assurer les propriétés lubrifiantes est de plonger partiellement la paire d’engrenages dans le lubrifiant. La rotation du système amène l’huile vers toutes les parties de l’engrènement, soit celles qui ne sont pas plongées. Dans le cas où les engrenages ont une très faible vitesse ou ne peuvent pas être placés dans une enceinte fermée, on utilise souvent la graisse comme alternative. Dans le cas des matériaux non métalliques, une des propriétés avantageuses de l’engrenage en plastique est qu’il ne requiert pas de lubrifiant en fonctionnement normal, même si, parfois, on peut en utiliser surtout pour des besoins thermiques de l’engrènement.
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Elaboration de matériaux composites nanofils magnétiques/polymères pour la fabrication d'aimants permanents

Elaboration de matériaux composites nanofils magnétiques/polymères pour la fabrication d'aimants permanents

86 Le tableau IV-1 présente le champ coercitif et la rémanence mesurés sur des films de nanocomposites isotropes fabriqués avec trois types de polymères ayant des masses moléculaires différentes : PS-192K, PMMA-350K, et PVP-360k, -40k, -10k. Aucun effet ide t est o se sur les valeurs de coercivité et le comportement est assez proche de l ha tillo de a ofils pu s da s le uel au u pol e a t ajout tels ue les échantillons déposés sur une plaquette de Si). Ainsi, nous pouvons conclure qu'il n'y a pas eu d'interaction significative entre les nanofils et la matrice polymère. La valeur de la rémanence normalisée est o p ise e t e M /Ms = . et M /Ms = / qui correspondent à des distributions des axes des nanofils totalement aléatoires en 3D et dans un plan 2D espe ti e e t. Ai si, à pa ti de es aleu s, l' a t a gulai e Δθ hors du plan de l'échantillon peut être calculé en supposant que la distribution des axes est complètement aléatoire dans le plan de l'échantillon, ais s' a te de ± Δθ au-dessus et en-dessous du plan de l'échantillon. La dernière ligne du tableau IV-1 présente les valeurs des écarts Δθ. Il peut être remarqué que les très longues chaînes (surtout PVP 360k et PMMA 350k) conduisent à une distribution aléatoire en 2D dans le plan contrairement aux chaînes courtes - ainsi que pour les nanofils purs (sans ajout de polymère) - qui ont une distribution intermédiaire, partiellement hors du plan de l ha tillo . Lo s ue la asse ol ulai e est duite de K à 10 K, on observe une augmentation mesurable du champ coercitif. Ceci suggère que lo s u u polymère à chaî es ou tes est utilis , il est apa le d e o e et de s pa e les nanofils de cobalt. Lorsque les nanofils sont séparés physiquement (de quelques nm), les interactions dipolaires magnétiques sont réduites (Maurer 2011). Cela minimise les effets directs de champ dipolaire entre les fils et augmente ainsi le champ coercitif effectif (Voir discussion ci-avant). A l i e se des hai es lo gues conduisent probablement à de gros agrégats de a ofils alig s ui so t toutes à plat et conduisent à une distribution en 2D dans le plan de film nanocomposite.
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Caractérisation du comportement de dormants ferroviaires en béton armé de polymères renforcés de fibres

Caractérisation du comportement de dormants ferroviaires en béton armé de polymères renforcés de fibres

L’objectif principal de cette étude est de trouver une solution alternative économique et durable composée de béton et de polymères renforcés de fibres de verre, de carbone ou de basalte (PRFV, PRFC, PRFB). Cette étude comprend deux volets principaux. Le premier volet porte sur les essais expérimentaux de 19 spécimens pour un total de 32 essais. La longueur totale des spécimens testés est de 2590 mm et ceux-ci ont une section transversale ayant une forme trapézoïdale avec une hauteur varient longitudinalement entre 190.5 mm et 241 mm. Ces spécimens sont testés en flexion quatre points aux extrémités, là où l’assise du rail se situe, ainsi qu’au centre. Dans les deux cas, les essais sont faits sous un chargement représentant en un premier temps l’application d’un moment positif et en un deuxième temps d’un moment négatif. Le second volet porte sur la l’analyse des résultats obtenus lors des essais. Dans cette section, le réseau de fissuration, la flèche, la déformation des barres ainsi que la déformation du béton sont analysés plus en détail. Ensuite une comparaison entre les résultats expérimentaux et les prédictions théoriques est effectuée. Cette comparaison traite de la validation des résistances obtenues en fonction des différentes normes nord-américaines ainsi que selon les exigences minimales des lignes directrices établie par l’American Railway Engineering and Maintenance-of-Way Association (AREMA).
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Etude de l'adhésion de composites thermoplastiques semi-cristallins; application à la mise en oeuvre par soudure

Etude de l'adhésion de composites thermoplastiques semi-cristallins; application à la mise en oeuvre par soudure

2.6 C ONCLUSIONS Les différents phénomènes mis en jeu sont clairement identifiés mais restent, néanmoins, mal compris. De nombreuses modélisations des différents phénomènes ont été réalisées mais celles-ci reposent sur certaines hypothèses qui n’ont pas toujours été validées, par exemple, l’application directe de la théorie de la reptation dans le cas de polymères semi-cristallins polydisperses dans des conditions non-isothermes. C’est pourquoi des recherches supplémentaires sont nécessaires pour maîtriser et optimiser ce nouveau procédé. On peut noter que la majorité des auteurs ayant travaillé sur ce procédé ont des démarches très proches les unes des autres. En effet, ils s’appuient sur une machine semi-industrielle pour analyser les différents phénomènes mis en jeu. Ceci présente l’inconvénient de ne pas permettre un maîtrise des différents paramètres et de rendre difficile voir impossible de découpler les différents phénomènes mis en jeu. Il est à noter que beaucoup d’auteurs ont porté une forte attention au degré de contact. En revanche, moins de travaux ont été consacré au mécanisme prédominant dans la formation progressivement du composite thermoplastique semi-cristallin, la cicatrisation de l’interface (healing). La mobilité des chaînes dans le cas de polymère haute performance n’a pas été étudié de manière détaillée. Les modèles actuels ne permettent pas de savoir si ce phénomène est réellement limitant pour une utilisation du procédé d’empilement avec soudage et consolidation en continu à hautes vitesses de déplacement. On ne dispose pas actuellement de modèles prédictifs corrects de l’apparition de la cristallisation, qui correspond à la fin d’interdiffusion dans le cas de vitesses de refroidissement élevées (>>100°C/min). Les modélisations thermiques du procédé présentées ne prennent pas en compte de manière satisfaisante le phénomène de cristallisation et dépendent fortement des conditions aux limites complexes dues à l’utilisation de chauffage par gaz chaud. Pour finir, l’adhésion des assemblages soudés n’est pas mesurée de manière fiable dans l’ensemble des études.
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Estimation accélérée des performances en fatigue de matériaux et structures composites thermoplastiques par le suivi de leur auto-échauffement

Estimation accélérée des performances en fatigue de matériaux et structures composites thermoplastiques par le suivi de leur auto-échauffement

1.3 Conclusion Dans le cas des échantillons sollicités dans le sens chaîne, la fibre gouverne le comportement mécanique, ce qui exacerbe un comportement fragile. De plus, ce matériau présentait très peu d’endommagement lors des essais sous chargement monotone, avec peu d’activité acoustique, uniquement associée à de rares fissurations matricielles, avant la rupture brutale. Ce phénomène se retrouve sous chargement cyclique. Le matériau d’étude apparaît donc peu sensible à la fatigue et très dispersé. Les ruptures intervenant avant 1000 cycles, à des niveaux de contraintes proches de 500 MPa, peuvent à peine être considérées comme des ruptures en fatigue. Il a été vérifié par observation sous MEB que ces ruptures prématurées ne sont pas liées à des défauts d’élaboration, mais bien au caractère fragile et dispersé du matériau. Ainsi, seules quelques éprouvettes sollicitées à 490 et 500 MPa dépassent le millier de cycles, atteignant même le nombre de cycles à censure. Il y a donc un seuil autour de 500 MPa, au-dessus duquel les éprouvettes rompent prématurément, et en-dessous duquel les éprouvettes ne rompent pas. La forte dispersion des données autour de ce seuil risque d’engendrer des difficultés à analyser proprement la courbe de Wöhler, et surtout, à réaliser une estimation fiable de la limite d’endurance : la mise en place d’un intervalle de confiance sera nécessaire pour tenir compte de ce caractère dispersé. Il peut néanmoins d’ores et déjà être conclu que l’exploitation quantitative des courbes de Wöhler n’a rien d’évident et que la mise en œuvre de campagnes d’essais de fatigue longs et coûteux ne garantit pas une estimation précise et incontestable de la supposée limite de fatigue.
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Etude de la synthèse et de la caractérisation de microsphères d’oxydes d’actinides et de leur mise en œuvre pour la fabrication de matériaux céramique à microstructures contrôlées

Etude de la synthèse et de la caractérisation de microsphères d’oxydes d’actinides et de leur mise en œuvre pour la fabrication de matériaux céramique à microstructures contrôlées

Les 15 èmes Journées Scientifiques de Marcoule 9 – 10 juin 2015 Document propriété du CEA – Reproduction et diffusion externes au CEA soumises à l’autorisation de l’émetteur Etude de la synthèse et de la caractérisation de microsphères d’oxydes d’actinides et de leur mise en œuvre pour la fabrication de matériaux

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Élaboration et caractérisation de matériaux à base de polymères thermoplastiques et de nanocharges lamellaires et métalliques pour emballage

Élaboration et caractérisation de matériaux à base de polymères thermoplastiques et de nanocharges lamellaires et métalliques pour emballage

123 VI.3 Evaluation de la biodégradation par enfouissement dans le sol La figure VI.5 représente les variations du poids résiduel du PP, du PLA, des mélanges PP/PLA (50/50) et de leurs composites en fonction du temps après une période d’enfouissement dans le sol de 8 mois. Le film de PP ne révèle aucune perte de masse à cause de la résistance de ses chaînes principales à l’attaque par les micro-organismes présents dans le sol. La résistance à la biodégradation du PP provient de sa structure hydrocarbonée et de l’absence de groupes fonctionnels hydrolysables. A l’opposé, le film de PLA pur montre une perte de poids assez consistante après environ quatre mois, comme en témoigne la figure VI.6, Ceci correspond au temps critique du début de l'hydrolyse hétérogène. La réaction d'hydrolyse est la réaction principale qui conduit, en début de dégradation du PLA, au processus de fragmentation. En effet, la dégradation du PLA est réalisée en deux étapes. Pendant la phase initiale, les chaînes de PLA de masse moléculaire élevée sont hydrolysées pour former des chaînes de poids moléculaire inférieur. Dans la deuxième étape, qui est celle de la minéralisation, les micro-organismes du sol continuent le processus de dégradation en convertissant ces composants de bas poids moléculaire en dioxyde de carbone et en eau après l’utilisation du PLA comme une source carbonée d'énergie [7].
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Comportement des matériaux composites à fibres courtes : applications à l'impact basse vitesse

Comportement des matériaux composites à fibres courtes : applications à l'impact basse vitesse

Des études ont essayé d'aller plus loin quant à la compréhension des mécanismes complexes de dommages en termes de caractérisation de la réponse d'impact [71] et par l'utilisation des modèles théorique-empiriques combinés [75,76 ]. Pour une éprouvette mince, aux énergies d'impact très faibles (1-2 J), aucun dommage n'est visible et les premiers signes de dommages sont des fissurations de la matrice, dans l'épaisseur du matériau, ainsi que des endommagements de fibres sur la face opposée à l'impact. Il s'en suit très rapidement des endommagements de fibres sur la face impactée ce qui provoque un début de perforation de la plaque. La perforation se propage jusqu'à la pleine pénétration de l'impacteur dans la plaque testée [68] . Pour les plus basses énergies les courbes sont lisses et la réponse force/temps est approximativement symétrique (et ce pour n’importe quelle épaisseur de plaque testée), n'indiquant aucun dommage grave. Cependant, le secteur situé sous les courbes de force/déplacement indiquent que l'énergie considérable d'incident est irréversiblement absorbée par le stratifie même à ces basses énergies. Avec une énergie d’impact élevée, l'effet des dommages sur les fibres est évident, même avec une diminution importante de l'effort en fonction du temps et du déplacement, ce qui donne une réponse fortement asymétrique effort/temps.
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Comportement rhéologique et mise en œuvre des matériaux cimentaires fibrés

Comportement rhéologique et mise en œuvre des matériaux cimentaires fibrés

Ces mod` eles ont ensuite ´ et´ e appliqu´ es ` a un ´ ecoulement repr´ esentatif des mises en oeuvre industrielles, dans lequel des param` etres tels que la g´ eom´ etrie complexe du coffrage (canal en U), le proc´ ed´ e de coulage, et les effets de paroi influencent l’orientation macroscopique. Les r´ esultats des simulations ont montr´ e une bonne coh´ erence avec les r´ esultats exp´ erimentaux issus du coulage d’une pˆ ate de ciment renforc´ ee en fibres dans les mˆ emes conditions. Les caract´ eristiques principales de cet ´ ecoulement rejoignent ce qui avait ´ et´ e constat´ e pr´ ec´ edem- ment, c’est ` a dire une orientation des fibres quasi instantan´ ee dans les zones en ´ ecoulement, la pr´ esence de zones non cisaill´ ees dans lesquelles le ph´ enom` ene d’orientation est peu marqu´ e et des valeurs ´ elev´ ees du facteur d’orientation dans les zones proches des parois. Cependant, les facteurs d’orientation d´ eduits du comptage manuel de fibres sur des sections de cette structure en U, ainsi que sur les sections d’un canal ` a surface libre, sont plus faibles que ceux pr´ edits par les mod` eles num´ eriques. Nous avons alors essay´ e d’expliquer cette diff´ erence par les interactions hydrodyamiques entre les fibres, puisque les encombrements des fibres couramment rencontr´ es dans l’industrie atteignent des valeurs ´ elev´ ees de l’ordre de 0,8. Pour cela, nous avons augment´ e artificiellement la contribution des interactions hydrodynamiques entre les fibres dans le processus d’´ evolution de l’orientation. Des coefficients d’interactions de l’ordre de 0,2 nous ont permis d’obtenir des facteurs d’orientation aux parois de l’ordre de ceux exp´ erimentalement mesur´ es. Mais ces valeurs ne sont pas repr´ esentatives des encombrements de fibres du g´ enie civil. Nous en avons conclu que les interactions entre fibres ne suffisent pas ` a expliquer les ´ ecarts d’orientation constat´ es entre les pr´ edictions num´ eriques et les mesures. L’origine de ces ´ ecarts a alors ´ et´ e attribu´ ee au seuil du mat´ eriau qui influence l’orientation caract´ eristique du r´ egime permanent de la fibre.
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Potentiel d'utilisation des fibres de papier dans la conception de composites bois polymères par une technique d'extrusion

Potentiel d'utilisation des fibres de papier dans la conception de composites bois polymères par une technique d'extrusion

Mise en garde La bibliothèque du Cégep de l’Abitibi-Témiscamingue et de l’Université du Québec en Abitibi- Témiscamingue a obtenu l’autorisation de l’auteur de ce document afin de diffuser, dans un but non lucratif, une copie de son œuvre dans Depositum, site d’archives numériques, gratuit et accessible à tous.

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