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Evolution Des Proprietes Physico Chimiques Et Mecaniques De Composites A Base Caoutchoucs Lors Du Photo Vieillissement
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Book Synopsis Evolution des propriétés physico-chimiques et mécaniques de composites à base caoutchoucs lors du photo-vieillissement by : Grégory Mertz
Download or read book Evolution des propriétés physico-chimiques et mécaniques de composites à base caoutchoucs lors du photo-vieillissement written by Grégory Mertz and published by . This book was released on 2011 with total page 189 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les caoutchoucs, ou plus généralement, les polymères subissent de façon néfaste les agressions du milieu environnant au cours de leur utilisation. Deux facteurs sont connus comme étant parmi les plus importants impliqués lors du vieillissement : l'oxygène atmosphérique et les rayonnements UV-visibles solaire, conduisant au phénomène de photo-oxydation. Sachant que le vieillissement dans ce cas est régi par la pénétration de la lumière et la diffusion de l'oxygène, il y a au cours de l'irradiation formation d'une couche d'oxydation sur les premiers microns de la surface du matériau. L'objectif majeur de cette thèse est de mettre en évidence un lien entre l'évolution de la structure chimique et la perte des propriétés mécaniques dans le cadre de matériaux vulcanisés au cours du photo-vieillissement, en présence de charges telles que le dioxyde de titane et un colorant organique, au moyen d'une approche multi-techniques et multi-échelles.Afin d'y parvenir nous avons tout d'abord simplifié le matériau vulcanisé et nous nous sommes focalisés sur la matrice et les charges. Cette première étape nous a permis de déterminer l'influence des charges sur les mécanismes de photo-oxydation des caoutchoucs non vulcanisés, et nous a servi de base à la compréhension des matériaux vulcanisés plus complexes.Dans la deuxième étude, la caractérisation physico-chimique de la couche dégradée formée au cours de l'irradiation des composites vulcanisés a été effectuée. Nous avons par la suite confronté ces résultats avec la chute des propriétés mécaniques observée au cours du vieillissement. Nous avons ainsi mis en évidence une corrélation directe entre la structure chimique liée aux propriétés de la couche oxydée et la chute des propriétés mécaniques.
Book Synopsis Vieillissement des Composites: Mecanismes et Methodologie d'etude by :
Download or read book Vieillissement des Composites: Mecanismes et Methodologie d'etude written by and published by Ed. Techniques Ingénieur. This book was released on with total page 21 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Download or read book Vieillissement des Composites written by and published by Ed. Techniques Ingénieur. This book was released on with total page 21 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis EVOLUTION MORPHOLOGIQUE, MECANIQUE ET CHIMIQUE D'UN COMPOSITE TUBULAIRE VERRE-EPOXY PHOTOVIEILLI ARTIFICIELLEMENT OU NATURELLEMENT by : LAURENT.. MONNEY
Download or read book EVOLUTION MORPHOLOGIQUE, MECANIQUE ET CHIMIQUE D'UN COMPOSITE TUBULAIRE VERRE-EPOXY PHOTOVIEILLI ARTIFICIELLEMENT OU NATURELLEMENT written by LAURENT.. MONNEY and published by . This book was released on 1996 with total page 228 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LE PHOTOVIEILLISSEMENT, ARTIFICIEL OU NATUREL, D'UN MATERIAU COMPOSITE VERRE-EPOXY EST CARACTERISE PAR ANALYSE MORPHOLOGIQUE, MECANIQUE ET PHYSICO-CHIMIQUE. INITIALEMENT, QUELQUES FIBRES DE VERRE AFFLEURENT LA SURFACE DU COMPOSITE ET EMERGENT AU COURS DU PHOTOVIEILLISSEMENT PAR ABLATION PROGRESSIVE DE LA MATRICE ORGANIQUE. EN ARTIFICIEL, L'ABLATION EST MESUREE PAR SURFOMETRIE ET PAR GRAVIMETRIE AVEC LA MEME PRECISION, MAIS SEULE LA SURFOMETRIE EST UTILISABLE EN MILIEU NATUREL. APRES 500 HEURES, L'ABLATION AUGMENTE LINEAIREMENT AVEC L'ENERGIE D'INSOLATION GLOBALE CUMULEE (EI), D'OU L'HYPOTHESE DE L'INSTAURATION D'UN REACTEUR DE PHOTOOXYDATION AU VOISINAGE DE LA SURFACE JUSQU'A L'ETABLISSEMENT D'UN REGIME CONSTANT, AU COURS DUQUEL LE REACTEUR (EPAISSEUR 2 MICROMETRES) PROGRESSE A LA MEME VITESSE QUE L'ABLATION. POUR UNE VALEUR DE EI, L'ABLATION EN MILIEU NATUREL EST SUPERIEURE A CELLE RELEVEE EN MILIEU ARTIFICIEL, CE QUI REVELE LA COMPLEMENTARITE DES PRECIPITATIONS PLUVIEUSES PAR ENTRAINEMENT DE PHOTOPRODUITS SOLUBLES. L'ANALYSE PHYSICO-CHIMIQUE DE LA MATRICE ORGANIQUE, PAR SPECTROMETRIE X (EDS) ET PAR SPECTROPHOTOMETRIE IR-ATR, CONFIRME L'HYPOTHESE DU REACTEUR PHOTOCHIMIQUE LOCALISE. CETTE HYPOTHESE EST ALORS UTILISEE POUR INTERPRETER DES ANALYSES IR PAR TRANSMISSION, D'AUTRES AUTEURS. ELLE EST EGALEMENT PRISE EN COMPTE DANS L'ETABLISSEMENT D'UN MODELE PHYSICO-MATHEMATIQUE BASE SUR LA LOI DE BEER-LAMBERT POUR SIMULER L'EVOLUTION QUANTITATIVE D'UN VIBRATEUR IR, AU COURS DU PHOTOVIEILLISSEMENT. AFIN D'ESTIMER L'INFLUENCE DE LA PHOTOOXYDATION SUR LE COMPORTEMENT MECANIQUE DU COMPOSITE, DES ESSAIS DE TRACTION SONT REALISES, APRES OU EN COURS DE PHOTOVIEILLISSEMENT. APRES 1000 HEURES D'IRRADIATION EN ARTIFICIEL OU APRES DEUX ANNEES D'EXPOSITION NATURELLE, LES ESSAIS NE REVELENT PAS L'AFFAIBLISSEMENT DU MATERIAU. DES ESSAIS EN FLUAGE SOUS IRRADIATION UV-VISIBLE SONT REALISES A L'AIDE D'UN APPAREIL DE TRACTION CONCU AUX DIMENSIONS DE LA CELLULE DE PHOTOVIEILLISSEMENT. L'INTERACTION DES CONTRAINTES EST IMPERCEPTIBLE. AU STADE ACTUEL, LA DURABILITE MECANIQUE DU COMPOSITE PHOTOVIEILLI EST SATISFAISANTE
Book Synopsis Etude du comportement dynamique couplé au vieillissement des composites totalement recyclés à renfort carbone by : Hassen Meftah
Download or read book Etude du comportement dynamique couplé au vieillissement des composites totalement recyclés à renfort carbone written by Hassen Meftah and published by . This book was released on 2018 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans le domaine automobile, intégrer de plus en plus de matériaux composites recyclés tout en améliorant les performances initiales et en diminuant les masses emportées devient un compromis auquel il faut répondre. Par ailleurs, les pièces de structures en matériaux composites destinées au crash sont souvent soumises à des conditions environnementales, notamment des températures modérément élevées, pouvant produire une dégradation physico-chimique progressive. Ainsi, pour assurer une meilleure conception et une durabilité des pièces, il est primordial de bien cerner l'influence du vieillissement thermique sur les propriétés dynamiques des matériaux. Dans ce but, ce travail vise à coupler la physique de la cinétique de dégradation par oxydation et le comportement mécanique multi-échelles d'un nouveau matériau composite totalement issu du recyclage à renfort carbone et matrice à base polypropylène. Le premier axe de l'étude est dédié à l'élaboration, la caractérisation physicochimique, microstructurale et mécanique de plusieurs formulations de composites. Une fois le composite optimal sélectionné, une méthodologie hybride, expérimentale et numérique, visant à caractériser les propriétés dynamiques rapides allant jusqu'à des vitesses de déformation de 100 s-1 est développée. Le deuxième axe de ce travail est focalisé sur l'étude de l'influence de la thermo-oxydation sur les propriétés physico-chimique et mécaniques à différentes vitesses de sollicitation du composite optimal et sa matrice. L'ensemble des données expérimentales issues du vieillissement a permis l'identification d'un modèle cinétique basé sur un schéma mécanistique de l'oxydation des matériaux vieillis. D'autre part, une étude qualitative et quantitative de l'effet du vieillissement sur les mécanismes d'endommagement a été réalisée à l'échelle microscopique visant à mettre en place une loi d'endommagement reliant, pour une déformation imposée donnée, le taux d'endommagement local à la concentration des produits d'oxydation. Les résultats de cette étude mettent en évidence la possibilité de développer des lois de comportement affectés par les paramètres de modèles cinétiques décrivant l'évolution de l'état physico-chimique du composite au cours du vieillissement.
Book Synopsis Vieillissement thermique et thermo-oxydant de composites carbone/époxy by : Isabelle Ammar-Khodja
Download or read book Vieillissement thermique et thermo-oxydant de composites carbone/époxy written by Isabelle Ammar-Khodja and published by . This book was released on 2007 with total page 182 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les composites à matrice organique, très employés dans l'aéronautique pour leurs bonnes propriétés mécaniques et leur faible masse volumique, voient leurs propriétés diminuer en service sous l'action de divers paramètres. Cette thèse, réalisée en collaboration avec la société Aircelle (groupe SAFRAN), étudie le rôle de la température et de l'oxygène dans le vieillissement d'un composite carbone/époxy. Ainsi, des stratifiés pleins et multi-troués ont été vieillis à trois températures sous trois atmosphères présentant différentes teneurs en oxygène. La dégradation a été étudiée des points de vue chimique, physique et mécanique. Une couche oxydée différente chimiquement du réseau époxy initial se forme à la surface du matériau. L'endommagement du composite se caractérise de plus par une fissuration extensive des stratifiés. L'évolution des propriétés physiques (DMA) et mécaniques (compression) est reliée à l'oxydation et à la fissuration, en prenant en compte l'architecture du stratifié.
Book Synopsis Comportement mécanique des composites à matrice organique by : Marco Gigliotti
Download or read book Comportement mécanique des composites à matrice organique written by Marco Gigliotti and published by ISTE Group. This book was released on 2017-09-01 with total page 123 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L’utilisation des composites à matrice organique pour des applications structurales à haute température est de plus en plus souvent envisagée, notamment dans certaines zones de turbomachines aéronautiques. A cette fin, il devient nécessaire d’analyser les effets du vieillissement thermo-oxydant sur le comportement mécanique d’un polymère et des composites associés. Cet ouvrage met en relief des méthodologies expérimentales originales qui permettent, par analyse inverse, de développer et d’identifier une loi de comportement du polymère dépendant du vieillissement ainsi que les déformations d’origine chimique. Ces informations sont utilisées pour le calcul des contraintes internes induites par un vieillissement thermo-oxydant dans des composites unidirectionnels à fibres continues de carbone. Comportement mécanique des composites à matrice organique se différencie des autres ouvrages par son approche. Il examine des lois de comportement thermomécaniques locales dépendant de l’oxydation grâce à l’emploi d’essais couplés et non couplés à l’échelle microscopique. Il présente des modèles originaux afin d'intégrer toute la richesse de la phénoménologie observée expérimentalement, grâce à l'emploi de variables internes correctement choisies.
Book Synopsis Vieillissement artificiel et vieillissement naturel en ambiance tropicale de composites modèles époxy/verre by : Thanh Hoi Nguyen
Download or read book Vieillissement artificiel et vieillissement naturel en ambiance tropicale de composites modèles époxy/verre written by Thanh Hoi Nguyen and published by . This book was released on 2013 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Un composite époxy/fibre de verre élaboré à partir de matériaux simplifiés a été soumis en parallèle à du vieillissement artificiel (UV et thermohydrique) et à du vieillissement naturel (climat tropical humide). Une étude des matériaux (résine seule et composite) à travers un large panel de techniques de caractérisation physico-chimiques, mécaniques et de moyens d'observation (MEB, AFM) a permis d'identifier clairement la structure, la morphologie et les principales propriétés du réseau époxy-amine de l'état initial. Une caractérisation systématique des échantillons par couches de 20 microns d'épaisseur a permis, en particulier, d'identifier un gradient de structure et de propriétés dans les 200 premiers microns à la surface des plaques de résine et de composite. Ce gradient est attribué à l'évaporation du durcisseur amine lors de l'élaboration des matériaux. Dans les plaques de composites, le DMA ainsi que l'AFM ont permis de mettre en évidence une zone d'interphase autour des fibres pour laquelle le réseau époxy-amine présente des caractéristiques différentes de celles de la résine en masse.La même méthodologie a été adoptée pour suivre l'évolution de ces matériaux lors des vieillissements artificiels et naturels.Les études séparées des vieillissements UV et thermohydrique ont permis de mettre en évidence les altérations chimiques et physico-chimiques de la matrice seule d'une part, et des interphases fibres/matrice d'autre part. Le vieillissement photochimique se montre le plus dégradant pour la surface des plaques, alors que les effets du vieillissement thermohydrique sont principalement observés au niveau des interfaces fibres/matrice dans les composites. Dans les deux cas également, nous pouvons proposer des mécanismes simplifiés de dégradation de la résine époxy-amine.Enfin, les résultats de caractérisation après le vieillissement naturel nous permettent de faire des corrélations avec les vieillissements artificiels et de pointer les effets prépondérants des deux paramètres de vieillissement, ainsi que d'avancer un facteur d'accélération.
Book Synopsis Etude des mécanismes de photovieillissement de revêtements organiques anti-corrosion pour application comme peintures marines by : Yassine Malajati
Download or read book Etude des mécanismes de photovieillissement de revêtements organiques anti-corrosion pour application comme peintures marines written by Yassine Malajati and published by . This book was released on 2009 with total page 265 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La préservation des structures métalliques en milieu marin conduit au développement de revêtements organiques anticorrosion de type époxy, époxy-polyamine ou polyester, voire de nouvelles formulations respectueuses de l'environnement. Les peintures marines se trouvent exposées à la lumière solaire lors de leur utilisation en zone de marnage et elles doivent conserver leurs propriétés fonctionnelles pour assurer leur rôle de protection contre la corrosion. Afin d'évaluer le comportement à long terme de ces formulations, des vieillissements artificiels accélérés impliquant la lumière et l'eau (alternativement ou simultanément) ont été mis au point. Trois types de vieillissement ont alors été utilisés : photovieillissement à sec, cycles alternés irradiation / immersion et irradiation dans l'eau. Deux peintures marines industrielles à base de résin époxy (avec ou sans solvant) ont été étudiées ainsi que des polymères modèles : soit bidimentionnel (résine phénoxy PKHJ(R) ou tridimentionnel (DGEBA/TETA). En présence d'eau, l'étude des mécanismes de vieillissement a permis de mettre en évidence l'hydrolyse de photoproduits et leur migration dans la solution d'immersion. De plus, dans le cas de la PKHJ(R), cette hydrolyse conduit à la production de phénols qui ont un effet photoinducteur, et d'acides qui sont extraits par l'eau. Les évolutions moléculaires des matériaux ont pu être corrélées aux évolutions macroscopiques des propriétés physico-chimiques au cours du vieillissement. Les mécanismes, les cinétiques, l'influence du milieu dépendent de la nature de la structure chimique, de la structure morphologique et de l'état du plymère étudié (vieilli ou non)
Book Synopsis Kinetic modeling of the polypropylene photothermal oxidation by : Alexandre Francois heude
Download or read book Kinetic modeling of the polypropylene photothermal oxidation written by Alexandre Francois heude and published by . This book was released on 2014 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le développement d'outils numériques de prédiction de la durée de vie des polymères constitue un levier prometteur pour réduire les durées des processus de certification de ces matériaux dans le domaine automobile sans sacrifier leur fiabilité. Cette thèse s'applique à la modélisation de la photo-thermo-oxydation du polypropylène isotactique (iPP), laquelle est responsable de l'altération de ses propriétés mécaniques et d'aspect. L'approche adoptée consiste à coupler la cinétique des réactions de photo- et thermo-oxydation avec des phénomènes physiques, comme le transport du dioxygène et l'atténuation de la lumière UV dans l'épaisseur du matériau, pour décrire l'ensemble des évolutions physico-chimiques. Les propriétés aux échelles supérieures, sur lesquelles seront définis les critères de fin de vie, seront calculées a posteriori en appliquant les relations structure-propriété adéquates. Le principal enjeu était d'étendre le modèle cinétique de vieillissement thermique préexistant au vieillissement photo-thermique en prenant en compte les réactions d'amorçage photolytique. De lourdes campagnes d'essais de vieillissement et de caractérisation menées sur un iPP de référence, ainsi qu'une capitalisation exhaustive des données de la littérature d'autres iPPs, ont permis de mettre au point un modèle cinétique de photo-thermo-oxydation et de le généraliser à l'ensemble de la famille des iPPs dans de larges domaines de pression partielle d'oxygène (de 0.2 à 50 bars), de température (de 40 à 230°C) et d'exposition à la lumière UV (intensités et sources lumineuses variables) décrivant des conditions de vieillissements naturels et accélérés. La validation expérimentale du modèle a permis d'étayer l'approche cinétique et de montrer ses limites, mais aussi de révéler un certain nombre d'enjeux numériques. Le modèle a été conçu pour être un outil numérique évolutif qui permettra, à terme, d'optimiser la représentativité des méthodes d'essais de vieillissement et la performance des formulations commerciales d'iPP. L'ensemble de ces développements théoriques et numériques peut être appliqué à la photo-thermo-dégradation d'autres types de polymères, mais aussi dans d'autres champs d'application de la photochimie macromoléculaire telle que la photo-polymérisation UV.Mots-Clés : Polypropylène, photo-thermo-oxydation, contrôle par la diffusion d'oxygène, effet d'écran, modélisation cinétique, prédiction de durée de vie.
Book Synopsis Étude du vieillissement de composites renforcés par des fibres naturelles by : Hajer Rabii
Download or read book Étude du vieillissement de composites renforcés par des fibres naturelles written by Hajer Rabii and published by . This book was released on 2016 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'utilisation des composites biosourcés dans des applications extérieures pour le génie civil pose le problème de leur durabilité dans les conditions d'utilisation, en raison de la forte hydrophilie des fibres naturelles. En effet, le comportement de ces composites en présence d'eau et d'humidité ou face aux contraintes thermiques et agressions biologiques est mal connu. L'objectif de cette thèse est d'étudier, par des analyses multi-échelles, la réversibilité des évolutions des propriétés de composites à matrice polyéthylène renforcée par des fibres courtes de lin. Pour ce faire, des cycles humidification/séchage ont été réalisés lors de vieillissement hydro et hygrothermiques, à 30 et 80°C. L'influence du taux de fibres et de la qualité de l'interface sur l'évolution de ces propriétés a été évaluée. De même, une étude de l'impact du développement microbien sur les composites a été réalisée pendant 6 mois. Après une caractérisation initiale des matériaux, les évolutions des caractéristiques cinétiques de coefficients de diffusion et de prise de masse au cours des vieillissements ont été évaluées. Ainsi, deux phénomènes antagonistes semblent gouverner l'évolution du coefficient de diffusion des composites. Dans un second temps, la caractérisation mécanique de ces composites au cours du vieillissement a permis d'identifier les phénomènes mis en jeu. Les évolutions du module mécanique à 30°C sont réversibles après séchage et sont attribuées à une plastification des microfibrilles de cellulose. Ces chutes s'accentuent et deviennent irréversibles à 80°C, mettant en évidence des dégradations plus importantes des matériaux. Dans un troisième temps, le phénomène de dégradation biologique de ces matériaux a été étudié. Il a été vérifié que les microorganismes sont responsables de consommation sélective de composants de fibres de lin et que leur croissance est favorisée par le taux de fibres dans le composite.
Book Synopsis Matériaux biosourcés multifonctionnels by : Lara Alam
Download or read book Matériaux biosourcés multifonctionnels written by Lara Alam and published by . This book was released on 2022 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Aujourd'hui plus que jamais, de nombreux secteurs de l'ingénierie se tournent vers les matériaux composites à base de fibres naturelles en raison de la nécessité de trouver des solutions plus respectueuses de l'environnement. L'un des principaux défis à relever pour développer l'utilisation des biocomposites dans les applications extérieures est le manque de connaissances sur leur durabilité à long terme. L'objectif de ce travail est d'apporter une meilleure compréhension des mécanismes mis en jeu lors du vieillissement photooxydatif des composites unidirectionnels constitués d'une matrice de polypropylène vierge ou recyclé, renforcée par des fibres longues de lin. De plus, ce travail vise à étudier l'utilisation potentielle d'une matrice recyclée en comparant l'évolution de son comportement au vieillissement photooxydatif par rapport à une matrice vierge. Dans ce cadre, des vieillissements accélérés et un vieillissement naturel dans des conditions environnementales réelles ont été menés sur ces matériaux. L'impact de ces vieillissements photooxydatifs sur les propriétés mécaniques et physico-chimiques des composites est présenté selon une approche multi-échelle, de l'échelle moléculaire à l'échelle macroscopique en passant par les échelles macromoléculaire et microstructurale. Dans un premier temps, l'impact de la variation de l'intensité de rayonnement UV sur la photooxydation des composites a été étudié. Ensuite, l'effet de l'ajout des cycles de pulvérisation d'eau sur leur vieillissement photooxydatif accéléré a également été évalué. Pour le vieillissement naturel, un support spécifique a été fabriqué et mis en place pour réaliser un découplage des facteurs climatiques afin de mieux comprendre la contribution de chaque facteur dans le mécanisme de vieillissement photooxydatif des composites. D'après ces vieillissements, il a été montré que le polypropylène recyclé, s'il est bien choisi, peut être utilisé comme matrice dans les composites à base de fibres naturelles pour des applications extérieures. Enfin, il a été constaté que ces matériaux présentent une perte de performance mécanique avec le temps qui pourrait être améliorée par une meilleure stabilisation des matrices polymères.
Book Synopsis Etude des hétérogénéités physique et chimique du photovieillissement du PVC by : Yannick Stéphan Bras
Download or read book Etude des hétérogénéités physique et chimique du photovieillissement du PVC written by Yannick Stéphan Bras and published by . This book was released on 2004 with total page 252 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Comme tout autre matériau, le plastique est soumis à des contraintes environnementales qui le dégradent. La notion de durabilité doit donc s'appliquer. Ainsi, la question se pose de la fin de vie des polymères ; et dans ce contexte actuel de développement durable, c'est toute une filière qui doit s'organiser. C'est dans ce contexte que s'inscrivent nos travaux. Ils ont concerné la caractérisation du photovieillissement du polychlorure de vinyle (PVC) des profilés fenêtres ; l'impact de quelques opérations de recyclage (lavage,broyage) sur la durabilité photochimique a été analysé. Lors de cette étude, nous avons pu déterminer et quantifier les profils d'oxydation sur les plans chimique et physique. L'aspect à retenir est la localisation en surface ou même en extrême surface des phénomènes : la profondeur d'oxydation maximale obtenue est de l'ordre de 60 microm. D'un point de vue physique, les analyses par AFM-microTA ont montré qu'il existait un profil de température de pénétration Tp, dans l'épaisseur du matériau, consécutif au photovieillissement. Nous avons également conduit des analyses physiques du comportement macroscopique du PVC au cours du photovieillissement. Ainsi, l'évolution des propriétés viscoélastiques au cours du vieillissement n'est le résultat que de l'effet prédominant de certaines réactions (vieillissement physique..). Les étapes de recyclage analysées ont montré qu'un broyage suivi d'un thermopressage induisaient une régénération partielle du matériau, mais ces études de laboratoire demandent à être réexaminées et confirmées en conditions réelles
Book Synopsis Durabilité des matériaux composites dans un environnement Génie Civil by : Wendlamita Zombré
Download or read book Durabilité des matériaux composites dans un environnement Génie Civil written by Wendlamita Zombré and published by . This book was released on 2019 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Notre thèse s'insère dans le cadre du projet ANR Micro « Matériaux Innovants Composites pour la Réparation d'Ouvrages : Approche fiabiliste du dimensionnement pour leur requalification et la prédiction de leur durabilité » L'objectif principal de la thèse est d'appréhender le problème de la durabilité par une approche expérimentale phénoménologique multi-échelle et de proposer des modèles de durée de vie au sens probabiliste. Le matériel d'étude est un carbone/époxy bidirectionnel non équilibré en masse (70% /30%) réticulé à l'ambiante et mis en œuvre par moulage au contact. Six vieillissements hygrothermiques obtenus par croisement entre les températures (20°C, 40°C et 60°C) et les humidités (50%, 75% et immersion) à diverses échéances ont été réalisés au cours de l'étude. Après identification des divers indicateurs, nous avons réalisé des analyses physico-chimiques (absorption-désorption, DSC, TMA, Infrarouge, DMA et Tomographie) ainsi qu'un suivi des caractéristiques mécaniques (traction, cisaillement interlaminaire, pull-out et double cisaillement) afin de définir les différents mécanismes de dégradation des propriétés mécaniques et physicochimiques des matrices polymères, des interfaces fibres-matrice, des joints de colle à l'interface composite-structure renforcée au cours du vieillissement pour le système classique Carbone/Epoxy. Ces indicateurs ont été analysés statistiquement afin de valider plus rigoureusement les tendances qui ont été observées. Le suivi des indicateurs mécaniques de performance par le vieillissement accéléré a été réalisé puis comparé à 1 an de vieillissement naturel. L'antagonisme des différents mécanismes de dégradations a été mis en évidence dans le cas de traction simple et du cisaillement interlaminaire. Il ressort que la plastification est le mécanisme qui affecte le plus les performances des composites carbone/époxy. Pour les températures élevées, il semble que la post-réticulation en densifiant le réseau a amélioré les cohésions interfaciales, ce qui a inhibé l'impact de la dégradation thermique sur les performances mécaniques. En comparant avec le vieillissement naturel, on a pu remarquer que le vieillissement en milieu aqueux était plus dégradant de façon générale et accélérait convenablement la dégradation en milieu naturel. En particulier, les tendances observées ne suivent pas des évolutions qui permettent d'apprécier trivialement la chute de performance par des modèles de prédiction. La qualité de l'adhérence composite/béton a été évaluée par des tests d'arrachement. Les fortes disparités entre les résultats rendent les interprétations délicates. Mais il a été mis en évidence que la post-réticulation semblent améliorer la cohésion tandis que la plastification est très néfaste pour la stabilité du joint de colle accélérant de façon excessive la dégradation en comparaison avec le vieillissement naturel. Cette instabilité a également été prouvée par les tests de double cisaillement où le délaminage était observé dès les premières échéances de vieillissement. La dernière partie du travail a consisté à proposer un traitement statistique des données pour valider tout d'abord les tendances observées expérimentalement, apporter plus d'informations et discuter sur le choix des modèles de prédiction. Bien que très apprécié par la communauté, l'utilisation des modèles physiques n'est pas systématique car elle suppose des performances dégénératives, ce qui en pratique n'est pas le cas. Une approche physique a été proposée sur la base de données épurée afin de respecter les conditions d'écriture du modèle. Le modèle choisi pour prédire la résistance ultime en traction est conservateur mais a le mérite d'être utilisable pour des études de fiabilité. L'enrichissement bayésien pourra être utilisé pour démontrer l'avantage qu'il peut conférer dans les études de fiabilité
Book Synopsis Durabilité d'un système composite biosourcé (matrice époxy-fibres de lin) pour applications de renforcement structural by : Robert Chlela
Download or read book Durabilité d'un système composite biosourcé (matrice époxy-fibres de lin) pour applications de renforcement structural written by Robert Chlela and published by . This book was released on 2019 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: En France, le patrimoine bâti des ouvrages d'art et bâtiments est vaste et vieillissant. Des rapports récents établis par des experts dressent un constat alarmant de la situation et pointent la nécessité d'augmenter significativement les moyens alloués à la réhabilitation de ce patrimoine. Dans ce contexte, le renforcement structural par collage externe de matériaux composites s'est imposé depuis une vingtaine d'années comme une solution de choix pour la remise à niveau des ouvrages et l'extension de leur durée de vie. Cette thèse, financée par l'ANR, vise, en premier lieu à développer un système de renforcement composite inédit à empreinte environnementale réduite, et d'autre part, à construire d'une démarche fiabiliste permettant d'estimer la durée de vie des systèmes de renforcement et leur probabilité de défaillance à tout instant. Dans le présent manuscrit, les principales phases de développement du système bio-sourcé sont tout d'abord rappelées. On y rappelle notamment que la matrice époxy bio-sourcée a été formulée sur la base d'un cahier des charges établi à partir des caractéristiques de la matrice associée au procédé de renforcement Foreva® TFC, ainsi que les critères ayant guidé le choix du tissu de renforcement unidirectionnel en fibres de lin. Une seconde partie du manuscrit présente l'ensemble des résultats expérimentaux obtenus dans le cadre de la campagne de durabilité sur le système de renforcement bio-sourcé. Cette campagne s'appuie sur un plan d'expériences optimisé par la matrice de Hoke. Des plaques de composite stratifié ainsi que des dallettes de béton renforcées par ce composite ont ainsi été soumis à des vieillissements accélérés en conditions hygrothermiques ainsi qu'à un vieillissement naturel. Dans une première étape, les résultats de différentes caractérisations physico-chimiques réalisées sur le composite bio-sourcé à différentes échéances de vieillissement, mettent en évidence l'importance respective et les effets parfois antagonistes des mécanismes d'évolution microstructurale et des phénomènes de dégradation dans les différentes conditions de vieillissement. Dans une seconde étape, les évolutions des principaux indicateurs des performances mécaniques du composite et de l'interface béton-composite dans les différents milieux de vieillissement sont présentées et interprétées à la lumière des caractérisations physico-chimiques précédentes. Dans une troisième étape, des éléments de comparaison sont apportés entre le système composite bio-sourcé et un système traditionnel à fibres de carbone. La dernière partie du manuscrit est consacrée à la mise en œuvre de la démarche fiabiliste à partir de la base de données expérimentale collectée précédemment pour le système bio-sourcé. Une analyse statistique par la méthode ANOVA (analyse de la variance) est d'abord réalisée sur l'ensemble des données expérimentales. Deux modèles de dégradation ont ensuite été élaborés en vue de décrire l'évolution des indicateurs de performance dans le temps pour toute condition de vieillissement hygrothermique : un modèle analytique incluant de manière explicite les effets quadratiques et le couplage entre la température et l'humidité relative, et un modèle physique basé sur la loi d'Eyring. L'étape suivante a ensuite consisté à utiliser ces modèles pour estimer des durées de vie du système de renforcement bio-sourcé dans les conditions de vieillissement accéléré. Des critères de fin de vie du système ont été définis à partir des recommandations de dimensionnement proposées notamment par les guides ACI et AFGC. En vue d'évaluer la durée de vie en condition de service, une procédure spécifique a ensuite été proposée pour appliquer le modèle analytique dans le cas du vieillissement naturel. Enfin, une probabilisation du modèle analytique est réalisée de manière à déterminer la probabilité de défaillance du système de renforcement bio-sourcé à tout instant de sa durée de vie.
Book Synopsis Approche expérimentale du vieillissement des matériaux composites à matrice polymère utilisés dans la réparation et/ou le renforcement des ouvrages d'art by : Sofiène Marouani
Download or read book Approche expérimentale du vieillissement des matériaux composites à matrice polymère utilisés dans la réparation et/ou le renforcement des ouvrages d'art written by Sofiène Marouani and published by . This book was released on 2007 with total page 38 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'objectif de cette thèse est d'initier une réflexion sur le vieillissement des matériaux composites utilisés en renforcement des structures du Génie Civil. En effet la méconnaissance de la durabilité des matériaux composites est un frein à leur utilisation. Au cours de ce travail de thèse, nous avons dans un premier temps étudié l’influence des conditions de mise en œuvre sur les propriétés initiales du composite. Dans cette première partie, les composites carbone-Epoxy et carbone-vinylester ont été élaborés par moulage au contact tout en variant le couple Température-Humidité de mise en œuvre et du support béton ainsi que la formulation des systèmes réactifs. Dans la deuxième partie, nous avons sélectionné des cycles de vieillissement reflétant les conditions réelles dans lesquelles travaille le matériau composite en réparation et/ou renforcement des structures. Les composites ont subi un vieillissement accéléré (contrainte thermique, hygrométrique, chimique, thermochimique, hygrothermique, des cycles de gel-dégel,...) pendant 18 mois. En parallèle, nous avons lancé des essais de vieillissement naturel. Un élément prépondérant du vieillissement est le support contact en l’occurrence le substrat béton qui présente un pH basique, ce qui nous a mené à étudier le vieillissement du couple béton-composite. Plusieurs essais de caractérisation de type mécanique ou thermo-rhéologique ont été mis en œuvre afin de suivre l’évolution des propriétés des composites vieillis. La finalité de ce travail de thèse consiste à tester des méthodes de vieillissement représentatives des conditions réelles en génie civil et à développer des essais de caractérisation précis afin de pouvoir déterminer des indicateurs de durabilité fiables. Les résultats enregistrés sur une base de temps de vieillissement programmée entre 0 et 18 mois démontrent que selon le milieu de vieillissement, la nature de la matrice (époxy ou vinylester) et les conditions de mise en œuvre, les propriétés des composite et évoluent différemment au cours du temps
Book Synopsis Moyens d'étude du vieillissement des résines composites en laboratoire by : Jordan Levy
Download or read book Moyens d'étude du vieillissement des résines composites en laboratoire written by Jordan Levy and published by . This book was released on 2017 with total page 72 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les résines composites subissent au cours du temps une dégradation et une diminution de leurs propriétés physiques, mécaniques et chimiques. Des changements structurels majeurs se produisent au fil du temps, tels que la dégradation superficielle du matériau ou une altération de la teinte. La dégradation est accélérée par une combinaison de plusieurs facteurs présents dans la cavité orale tels que l'humidité, les variations de pH et de température et les contraintes occlusales. Pour étudier ces comportements, les chercheurs ont mis en œuvre des techniques de vieillissement in vitro, qui permettent de reproduire en quelques jours des dégradations au niveau des matériaux qui seraient perceptibles cliniquement uniquement après plusieurs années. De nos jours, l'évolution industrielle du marché des résines composites est telle qu'il serait compliqué de tester in vivo sur une durée de 5 ou 10 ans les matériaux avant leur commercialisation ; ces moyens de vieillissement en laboratoire des résines composites permettent donc de reproduire plus ou moins fidèlement le vieillissement in vivo que subissent les restaurations durant leur utilisation clinique en peu de temps. Il permet ainsi de prédire approximativement le futur comportement clinique de la résine composite. Cependant, il est évident qu'il ne permettra jamais de reproduire exactement les conditions auxquelles sont exposées les résines composites au sein de la cavité orale.
