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Dissertations / Theses on the topic 'Matières plastiques – Matériaux – Fatigue'
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Khawar, Farooq Muhammad. "Comportement mécanique des composites sandwichs en statique et fatigue cyclique." Le Mans, 2003. http://cyberdoc.univ-lemans.fr/theses/2003/2003LEMA1006.pdf.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est de mettre en évidence un comportement général vis à vis de la fatigue des composites sandwichs en flexion. Une étude détaillée est menée pour caractériser le comportement mécanique des constituants du sandwich en statique et en fatigue. La peau est sollicitée en flexion alors que l'âme est sollicitée en compression, en cisaillement, en flexion trois-points et en poinçonnement. La théorie des plaques sandwiches dans le cas de la flexion trois-points est utilisée pour caractériser la performance des sandwichs en fonction de la densité et de l'épaisseur de l'âme. Des essais de fatigue cyclique sont conduits en contrôle force et en contrôle déplacement sur des éprouvettes sandwiches. Ensuite, la durée de vie des matériaux sandwichs en fonction des conditions de chargement est déterminée en utilisant le critère N10. Les durées de vie sont caractérisées par les courbes de Wöhler et ont permis de mettre en évidence l'influence de l'épaisseur et de la densité de l'âme du sandwich sur la tenue en fatigue des matériaux. Les résultats déduits des essais de fatigue ont permis également de développer une description du comportement en fatigue des matériaux sandwichs en flexion 3-points. Cette description est abordée en utilisant la réduction de la rigidité en fonction du nombre de cycles. Ensuite, une approche fondée sur l'analogie entre le comportement et l'évolution de l'endommagement par fatigue des sandwichs est utilisée pour définir le paramètre d'endommagement. Le modèIe développé est appliqué à cette approche pour analyser l'endommagement de différents sandwichs au cours du cyclage. La confrontation des résultats analytiques et expérimentaux sont pour la plupart en bonne concordanceThe aim of the this study is to investigate the mechanical behaviour of sandwich composite materials under static and fatigue. Initially, static and fatigue testing of cores in compression, indentation, shear and three-point bending tests and skins in flexural tests are conducted to derive the mechanical behaviour and the characteristics for the constituants of the sandwich composites. Detailed investigations have been carried out to study the performance of sandwich specimens of different core thickness and densities at various span lengths in static flexural tests. Phenomena of pure bending and shear are characterised at different span lengths and compared to the results obtained by the sandwich beam theory. Damage initiation, progression, coalescence and failure are observed in sandwich specimens during fatigue testing and correlated with stiffness degradation. Mechanical behaviour of sandwich composites is highly affected by the core thickness and the density of the foams and depends on the type of loading, the frequency, as well as the applied loading levels and ratios. Fatigue life is characterised by Wohler curves using N10 criterion for different types of sandwich composites. Finally, analytical models are developed on the basis of a stiffness degradation approach to predict the fatigue life and damage development in sandwich composite materials. A good agreement is found between experimental and analytical results
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Pires, Isabelle. "Vieillissement dans l'antigel de matériaux composites polyamide-6,6 renforcé par des fibres de verre courtes." Montpellier 2, 2000. http://www.theses.fr/2000MON20124.
Full text
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Seignobos, Elodie. "Compréhension des mécanismes physiques de fatigue dans le polyamide vierge et renforcé de fibres de verre." Lyon, INSA, 2009. http://www.theses.fr/2009ISAL0090.
Full textAbstract:
Les polyamides renforcés de fibres de verre sont utilisés dans l’automobile pour leur légèreté vis-à-vis du métal à rigidités équivalentes. Pour évaluer leur durabilité à différentes températures nous avons construit des courbes de Wöhler. Nous proposons un critère d’endommagement basé sur la déformation élastique et proposons ainsi de normaliser les courbes de Wöhler par le module initial du matériau à sa température de fonctionnement. La courbe maîtresse obtenue permet de prédire la durabilité en fatigue du matériau pour une large gamme de contraintes et températures. Nous proposons un scénario d’endommagement en fatigue en trois étapes. Pendant une brève étape le matériau s’échauffe et l’endommagement est négligeable. La seconde étape est caractérisée par une température du matériau constante et une évolution linéaire de la raideur apparente (appelée module dynamique en fatigue) et de la déformation en fonction du logarithme du nombre de cycles. Au cours de la troisième étape la rigidité chute brutalement jusqu’à rupture. Nous montrons que la durée de vie est contrôlée par la durée de la seconde étape au cours de laquelle le module du matériau décroît linéairement avec le logarithme du temps. Nous avons réalisé des caractérisations par microscopie électronique et par diffusion des rayons X et diffusion de neutrons pour étudier l’endommagement depuis l’échelle nanométrique jusqu’à l’échelle micronique de la microstructure semicristalline du polyamide renforcé de fibres de verre et de la matrice polyamide en tant que référence. Ces caractérisations nous permettent d’expliciter les mécanismes liés à la seconde étape d’endommagement. Nous mettons en évidence la nucléation de domaines de faible densité dans la matrice polyamide à une échelle nanométrique, et l’augmentation du nombre et de la taille de ces domaines jusqu’à la formation de craquelures. La distribution de taille, la densité et le facteur de forme de ces cavités ont été quantifiés. Nous proposons enfin un modèle physique de nucléation des cavités basé sur l’existence d’une distribution d’intensités des déformations locales. L’énergie d’activation du processus de nucléation des cavités a été déterminée. Ce modèle permet d’expliquer l’évolution logarithmique des propriétés macroscopiques du polyamide vierge et renforcé au cours de la fatigue. Les résultats de cette thèse ouvrent la voie vers une meilleure prédiction de la durée de vie en fatigue d’une part, et vers une augmentation de la durée de vie du matériau grâce à des formulations innovantes de la matrice d’autre partGlass fiber reinforced polyamides are used in the automotive field thanks to their ligth weight in comparison to metals for the same rigidity. In order to study its durability, this material was tested in fatigue at different temperatures and stress vs fatigue lifetime curves (also called Wöhler curves) were drawn. We proposed a damage criterion based on the strain and therefore we normalized the Wöhler curves by the initial elastic modulus at the functionning temperature of the material. The master curve obtained enabled to predict the fatigue lifetime for a wide range of stresses and temperatures. Our study show that fatigue damage evolves in 3 phases. During the first step the material’s temperature increases and the damage is negligible. The second step is characterized by a stable temperature and a linear evolution of the apparent stiffness (called dynamic modulus in fatigue) and of the strain with the logarithm of the number of cycles. The sharp drop of stiffness during the third step is followed by the breaking of the composite. We show that lifetime is controlled by the duration of the second phase where t the material’s modulus decreases linearly with the logarithm of the time. Characterizations by X ray scattering, neutron scattering and electronic microscopy enabled us to study the fatigue damage from the nanometric scale to the micronic scale of the semi-crystalline structure of the reinforced polyamide and of the neat polyamide as a reference. The damage during the second step can be explained. We show that the drop of properties is due to low density domains nucleation in polymeric matrix at the nanometric scale, and to the increase of the number and of the size of these domains until the micronic scale. The size distribution, density and form factor of the domains have been quantified. We proposed a physical model for the nucleation of the domains based on the concept of heterogeneities of local strains. The activation energy has been estimated. This model is able to account for the logarithmic evolution of the macroscopic properties of reinforced and neat polyamide in fatigue. The results of this thesis opens the way to a better lifetime prediction in fatigue in one hand, and to an increase of the lifetime thanks to innovative formulations of polymer matrix in another hand
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Chateauminois, Antoine. "Comportement viscoélastique et tenue en fatigue statique de composites verre-époxy : influence du vieillissement hygrothermique." Lyon 1, 1991. http://www.theses.fr/1991LYO10242.
Full textAbstract:
La durabilite de composites unidirectionnels verre/epoxy soumis a un vieillissement hygrothermique est etudiee par deux approches complementaires: une approche basee sur l'analyse viscoelastique lineaire (faibles deformations) ayant pour but de preciser la nature des interactions eau/polymere; une approche basee sur la fatigue statique (flexion trois pannes) visant a mettre en evidence l'influence du vieillissement sur la creation des premiers defauts et la propagation de l'endommagement. L'analyse et la modelisation des cinetiques de sorption d'eau mettent en evidence des phenomenes de diffusion moleculaire dans la matrice, associes au remplissage de microcavites induites hygrothermiquement. La modelisation theologique permet l'identification des processus reversibles de plastification et des mecanismes irreversibles de degradation hydrolitique. L'analyse detaillee des mecanismes d'endommagement conduit a l'etablissement de diagrammes d'endurance considerant l'existence de plusieurs domaines dont l'evolution au cours du vieillissement prend en compte les pertes de proprietes des elements constitutifs du composite (plastification de la matrice, alteration du renfort, decohesion des zones interfaciales)
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Leguebe, Elora. "Optimisation de la stabilité de charge au cours d'un transport à partir de l'étude du comportement viscoélastique des matériaux polymères destinés au banderolage." Electronic Thesis or Diss., Reims, 2023. http://www.theses.fr/2023REIMS044.
Full textAbstract:
De nos jours, la protection des produits pendant le transport est devenue essentielle étant donné l'augmentation drastique de l'import-export. Par conséquent, le banderolage, utilisé pour stabiliser et protéger les palettes de marchandises, est fondamental. Le matériau le plus couramment utilisé pour les films de banderolage est le polyéthylène linéaire basse densité (PE-BDL). Cependant, l'écologie est devenue un enjeu majeur pour le monde. L'éco-conception du film est souhaitée pour une moindre masse de plastique sur la palette, tout en préservant la stabilité de la charge. Ce travail de thèse concerne donc l'optimisation de la stabilité de charge en fonction des propriétés des matériaux de banderolage et des sollicitations mécaniques du transport en vue de réduire la quantité de plastique utilisée. Des films manuels et mécaniques ont été analysés. L'anisotropie des matériaux a été étudiée. La caractérisation du matériau basée sur des tests mécaniques (traction, relaxation, hystérésis et fluage en fatigue) et morphologiques avec une analyse DSC, IR et DRX. La caractérisation du banderolage et l’importance de ses paramètres ont également été analysés. L'effet de la vitesse de banderolage, de la fatigue du matériau et de l’accélération subie lors du transport, ont été des facteurs influents sur les propriétés du film. La morphologie s'est avérée affectée par le processus de banderolage, montrant des changements dans la cristallinité. L’étude montre l'importance des paramètres de banderolage et des contraintes du transport sur la morphologie du film étirable sur la palette et donc sur la stabilité de la chargeNowadays, protecting products during transportation has become essential as import-export increased drastically. Therefore, the wrapping used to stabilize and protect pallets of goods is fundamental. The most commonly used material for wrapping films is linear low density polyethylene (LLDPE). However, ecology has become a major issue for the world. The eco-design of the film is desired for a lower mass of plastic on the pallet, while preserving the stability of the load. Therefore this thesis work concerns the optimization of load stability according to the properties of the wrapping materials and the mechanical stresses of transport in order to reduce the weight of plastic used. Manual and mechanical films were analyzed. The anisotropy of materials was studied. The characterization of the material was performed through mechanical tests (traction, relaxation, hysteresis and fatigue creep) and morphological tests with DSC, IR and XRD analysis. The characterization of the wrapping and the importance of its parameters were also investigated. The effect of wrapping speed, LLDPE fatigue and acceleration experienced during transport were found to affect significantly the film properties. Films morphology was found to be affected by the wrapping process, showing changes in crystallinity. The study showed the importance of wrapping parameters and transport constraints on the morphology of the stretch film on the pallet and therefore on the stability of the load
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Gauthier, Catherine. "Composites unidirectionnels PET-Verre : relations morphologie, mise en œuvre, propriétés mécaniques." Lyon 1, 1992. http://www.theses.fr/1992LYO10046.
Full textAbstract:
L'etude presentee concerne la caracterisation microstructurale et mecanique de composites unidirectionnels a matrice thermoplastique polyterephtalate d'ethylene et renfort en fibres de verre e longues. Notre interet s'est tout d'abord porte sur l'etude de la cristallisation de la matrice pet a l'aide des techniques d'analyse thermique (dsc), et de microscopie electronique en transmission (tem). L'objectif vise consistait a degager l'influence de la nature de la matrice (presence d'agents nucleants) et des parametres de mise en uvre (temperature de maintien a l'etat fondu, vitesse de refroidissement) en considerant les deux aspects cinetique et morphologique. Une approche identique a egalement ete appliquee au cas du ruban pultrude pet/verre. Nous avons ensuite realise diverses plaques pet/verre et evalue l'influence des conditions d'elaboration sur les proprietes finales du composite. La caracterisation mecanique a ete envisagee en allant des tres petites deformations (analyse mecanique dynamique) vers les plus grandes deformations jusqu'a rupture (mesures mecaniques statiques, mecanique lineaire de la rupture). Le comportement a long terme a egalement ete apprehende a l'aide d'un test de fatigue par flexion 3 points. L'optimisation des proprietes mecaniques et de fatigue nous ont conduit a choisir un systeme nuclee et un mode de mise en uvre
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Klimkeit, Bert. "Etude expérimentale et modélisation du comportement en fatigue multiaxiale d'un polymère renforcé pour application automobile." Phd thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aéronautique, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00464186.
Full textAbstract:
Cette thèse contribue à la compréhension du comportement en fatigue des thermoplastiques renforcés par des fibres de verre courtes. Deux différents matériaux sont étudiés : Un mélange de polybutylène téréphtalate et polyéthylène téréphtalate (PBT+PET GF30) et un polyamide 66 (PA66 GF35). Les enjeux scientifiques de la thèse concernent les chargements multiaxiaux, l'influence de la contrainte moyenne et l'orientation de fibres sur la tenue en fatigue. En outre, les mécanismes de rupture sont abordés au travers de techniques dédiées et ciblées ce qui a permis de proposer un scénario de rupture en fatigue pour le PBT+PET GF30. L'enjeu industriel est de développer un outil de dimensionnement en fatigue. Afin de répondre à ces objectifs, des essais de fatigue sont effectués dans le domaine de la durée de vie limitée (103-106 cycles) et à amplitude constante pour les rapports de charge de R=0,1 et R=-1. L'effet de l'orientation de fibres est étudié sur la base d'essais à différentes orientations en traction ainsi qu'en cisaillement sur des éprouvettes plates. Des chargements multiaxiaux sont appliqués à des éprouvettes tubulaires afin d'évaluer la tenue en fatigue multiaxiale. Dans le but de réduire le nombre d'essais d'identification tout en conservant les effets à décrire (triaxialité, rapport de charge et orientation), un nouveau critère est proposé. L'effet de l'orientation des fibres est simulé en utilisant l'approche de Mori Tanaka afin de calculer les contraintes moyennées. Le critère est implanté dans une chaîne de calcul allant de la mise en œuvre jusqu'à la durée de vie et il est validé sur deux matériaux et une large base de donnée expérimentale.
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Bourgogne, Quentin. "Contribution à l’étude du comportement mécanique d’un PPS/GF40 sous différents chargements avec prise en compte des effets de l’environnement de sollicitation : étude expérimentale et modélisation multi-échelle pour application au développement de pièces automobiles." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2020. http://www.theses.fr/2020LORR0181.
Full textAbstract:
L’immersion permanente dans le liquide de refroidissement et les fortes variations de températures inhérentes à certaines applications automobiles constituant un environnement défavorable aux composites plastiques, les effets de cet environnement sur ces matériaux doit être connus afin de permettre une conception fiable des composants. Cette thèse présente une étude expérimentale et théorique sur un PPS/GF 40 et sa matrice. Les variations de températures et le vieillissement du matériau lié à l’immersion dans le liquide de refroidissement ont été investiguées de manière expérimentale via des essais de tractions cycliques et monotones sur le plastique pur et sur le composite en faisant varier la proportion de glycol dans le liquide de refroidissement. Les résultats de ces essais ont permis l’identification des principaux phénomènes physiques à l’œuvre dans le PPS pur et responsables des évolutions de son comportement mécanique en fonction de cet environnement hydro-thermique. Ces observations expérimentales ont permis la mise en place d’un modèle phénoménologique traduisant le comportement complexe du PPS et de l’extrapoler pour différentes températures. Les effets du vieillissement ont été intégrés au sein de ce même modèle via l’établissement d’une équivalence température/immersion. A partir de l’étude réalisée sur la matrice PPS, le modèle proposé a été extrapolé au niveau du composite via une homogénéisation analytique de son comportement. Un certain écart a été observé entre la prédiction du comportement plastique et le comportement observé expérimentalement. Une investigation par éléments finis de la cohésion fibre/matrice par endommagement d’inter-phase a été menée afin d’expliquer ces différences. Ce travail a permis de mettre en exergue l’influence du vieillissement sur cette cohésion et de quantifier la perte de résistance de cette inter-phase induite par l’immersion. Enfin, une étude expérimentale en fatigue a été menée sur le composite. Les similitudes observées avec le comportement en quasi-statique ont permis de réutiliser des paramètres du modèle développé afin d’extrapoler les courbes de Wöhler pour différentes températures. Cette extrapolation étant alors possible, un modèle 1D a été développé afin d’estimer l’élévation de température induite dans le matériau suite aux phénomènes d’auto-échauffement induits par la sollicitation en fatigue, tout en prenant en considération les effets du vieillissement sur la microstructure du matériauThis thesis presents an experimental and theoretical study conducted on a PPS/GF40 and its matrix. Widely used for under-the-hood applications in the automotive industry, those materials are subjected to high temperatures and aging effects of cooling liquid. Therefore, the understanding of those phenomena is essential to design mechanical parts. Thus, an experimental campaign in the tensile mode has been carried out with different temperatures and glycol proportions in the cooling liquid, for monotonic and cyclic loadings on neat and reinforced PPS. The results of these tests allowed us to highlight some of the main physical phenomena occurring during these solicitations under tough hydro-thermal conditions. Taking into account this analysis, a visco-elasto-pseudo-viscoplastic model is proposed. Moreover, this model allows the consideration of the cooling liquid effects and its constituents by temperature/humidity equivalence. The accuracy of the model was confronted to an artificial intelligence based one, in order to study the maximal accuracy physically reachable. Finally, the evolution of the model parameters has been studied with the adjunction of short glass fibres and for specifics orientation distribution. Starting from the study of the mechanical behavior of the PPS matrix, an analytical homogenization was then performed. Differences between experimental and predicted plastic behaviors were highlighted. Finite element analyses considering inter-phase damage were done at different temperatures and for several fiber orientations so to explain differences arising between analytical approach and experimental results. This work allowed a study of the evolution of the impact of this damage on mechanical properties as a function of temperature and fiber orientation. This work led to highlight a weakening of the fiber/matrix interface for a liquid aged composite and to quantify the decrease of the interface properties. Finally, fatigue behavior of the composite is studied as a function of fiber orientation. The modeling parameters determined from the study of the monotonic behavior of the composite were taken into account to propose a prediction of the Wöhler curves as a function of temperature. The prediction of the Wöhler curves as a function of temperature being possible, a 1D model was then proposed in order to evaluate the increase of temperature due to self-heating phenomenon during fatigue loading, considering ageing consequences
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Goutal, Caroline. "Dimensionnement en fatigue en présence de singularités macroscopiques dans un thermoplastique renforcé fibres de verre courtes (PA66GF50) sous chargements uni- et multi-axiaux." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2020. http://www.theses.fr/2020ESMA0008.
Full textAbstract:
Dans le contexte environnemental actuel, l’industrie automobile cherche à réduire les émissions de CO2 tout en gardant des puissances équivalentes de véhicules. Un des solutions est d’alléger les véhicules. Cette thèse CIFRE, portée par Solvay Engineering Plastics en collaboration avec Vibracoustic, s’inscrit dans ce contexte. Elle concerne la tenue en fatigue de pièces injectées en Polyamide 6.6 renforcé par 50% en masse de fibres de verre courtes, et plus précisément la prise en compte des effets induits par des chargements multi-axiaux et la présence de singularités géométriques dans le dimensionnement en fatigue. L’étude est menée sous un conditionnement fixé de température (80°C) et d’humidité relative (50%) représentatif de l’environnement moteur. Pour répondre à l’objectif précité, une méthode complètement intégrée, depuis la simulation d’injection jusqu’à la prédiction de durée de vie par critère de fatigue (Through Process Modelling (TPM)), est utilisée. Une spécificité concerne le calcul de la réponse mécanique en chaque point, à partir d’une approche multi-échelle prenant en compte la viscoélasticité de la matrice et l’orientation des fibres issue du procédé. Le critère de fatigue retenu est un critère en énergie dissipée. Le « Fatigue Indicator Parameter » (FIP) du critère est ici assimilé à l’aire de boucle contrainte-déformation en régime stabilisé, obtenue par post-traitement des champs mécaniques en chaque point de la structure.Après identification inverse de la loi de comportement de la matrice, une première partie du travail s’intéresse, sur éprouvettes lisses, à l’optimisation du degré de discrétisation de l’éprouvette dans l’épaisseur et au choix de la méthode d’identification du critère de fatigue.La méthode est ensuite appliquée à une large base de données expérimentale, construite pour les besoins de l’étude,et impliquant des éprouvettes et des chargements de complexité croissante. Dans un premier temps, le cadre est celui de chargements uniaxiaux en traction sur éprouvettes lisses (avec différentes orientations préférentielles des fibres), sur tubes puis sur éprouvettes entaillées. Puis, on s’intéresse à des chargements en cisaillement sur éprouvettes papillon et de torsion sur tubes, et enfin à des chargements de traction-torsion combinés sur tubes.Pour les différents chargements et degrés de singularité, le travail porte sur la définition d’un volume autour de la singularité sur lequel intégrer le FIP en entrée du critère de fatigue. La définition repose sur l’analyse des gradients mécaniques. Les durées de vie simulées avec la méthode TPM, associée à la définition proposée du volume d’intégration,sont ainsi proches des valeurs expérimentales dans une très grande majorité des configurations étudiéesIn the current environmental context, the automotive industry looks for reducing CO2 emissions while keeping vehicles power. To this aim, a solution is to lighten the vehicles. In this context, this Ph.D. thesis, supported by Solvay Engineering Plastics in collaboration with Vibracoustic, deals with fatigue resistance of injected parts in Polyamide 6.6reinforced by 50% wt. of short glass fibers, and attempts to take into account the effects of multiaxial loadings and geometrical singularities into a fatigue design methodology. The study is conducted for a given conditioning(RH50%,T80°C) representative of the atmospheric conditions experienced by motor mounts. A fully integrated numerical approach from injection simulation to lifetime prediction by a fatigue criterion, named Through Process Modelling (TPM), is used. One TPM specificity lies in the calculation of the local mechanical response at each point of the part from a multi-scale approach considering the matrix viscoelasticity and the fibers orientation due to the injection process. The fatigue criterion selected is a dissipated energy one. It is based on a “Fatigue Indicator Parameter” (FIP) assimilated to the stress-strain loop area in the stationary regime and obtained by post-treatment of mechanical fields at each point of the part.First, the matrix constitutive law is identified by reverse engineering. Then, the question of the discretization to be adopted in the thickness of an injected part is addressed on smooth samples, and the identification strategy of the fatigue criterion is defined. Subsequently, TPM is applied to a large fatigue database, specifically built for the study, and involving samples and loadings with increasing complexity. Uniaxial tension loadings are studied, firstly on smooth samples (with different fibers orientations), then on pipes, and finally on notched samples. Shear loadings on butterfly samples and torsion loadings on pipes are studied. At last, pipes under combined tension-torsion are considered. For each loading and each singularity level, attention is paid to the definition of a volume around the singularity onwhich the FIP should be spatially averaged. The definition relies on the mechanical gradients analysis. The TPM provides thus lifetimes predictions close to experimental ones in most of the studied configurations
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Fouchier, Nathan. "Approche intégrée pour estimer la durée de vie en fatigue de pièces thermoplastiques renforcés fibres courtes dans un cadre viscoélastique haute température." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2018. http://www.theses.fr/2018ESMA0017/document.
Full textAbstract:
L’utilisation des thermoplastiques renforcés de fibres de verre courtes pour la fabrication de pièces de structure dans l’industrie des transports est croissante pour des applications structurelles en environnements chauds. La conception de telles pièces nécessite le développement d’un outil de dimensionnement en fatigue à hautes températures. La prise en compte de la distribution d’orientation des fibres (DOF), dû au procédé d’injection, hétérogène est essentielle.Ces travaux de thèse, cofinancés par la Direction Générale de l’Armement et la région Poitou-Charentes, proposent une approche complétement intégrée de la simulation du procédé d’injection à la prédiction de durée de vie en fatigue, dans un cadre viscoélastique, de pièces injectées en thermoplastiques renforcés, à 110°C.Différentes étapes jalonnent la structure de l’outil numérique qualifié de « Through Process Modelling » (TPM). A partir de la connaissance de la DOF au sein d’une pièce obtenue par simulation du procédé d’injection, les propriétés effectives anisotropes locales sont estimées par homogénéisation viscoélastique. Les champs mécaniques hétérogènes, associés à différents types/niveaux de chargement et obtenus par simulation éléments finis, sont post-traités pour extraire la grandeur mécanique équivalente en entrée d’un critère de fatigue énergétique fournissant la durée de vie de la pièce pour chacune de ces conditions de chargement.L’identification des paramètres du critère de fatigue, puis la validation de l’ensemble de la méthodologie, s’appuient sur des essais de fatigue en traction uniaxiale à 110°C. Ces essais sont réalisés, en enceinte climatique, sur éprouvettes découpées dans des plaques injectées de PA66GF30 selon différentes orientations par rapport à la direction d’injection, pour 2 rapports de charge (R = 0,1 et R = -1) et à 2Hz.Les prédictions de durées de vie sont très satisfaisantes. L’influence de la qualité de prédiction de la DOF en entrée de la chaîne de calcul sur les résultats est aussi discutéeThe employment of short glass fibres reinforced thermoplastics is increasing in the automotive industry for hot environment applications. The design of components in such conditions and with this type of materials under fatigue loading must be optimized using a fatigue life assessment methodology. The heterogeneous fibres orientation distribution (FOD), due to the injection process should be considered.This work, funded by the Direction Générale de l’Armement et Région Poitou-Charentes, suggests an integrated approach from the injection process simulation to the assessment of the fatigue life at 110°C of injected components in a viscoelastic framework.The methodology here advanced is called “Through Process Modelling” (TPM). From the FOD in the component given by the injection simulation, the anisotropic effective local properties are estimated using viscoelastic homogenisation. The heterogeneous mechanical fields obtained by finite element simulations, for different types/levels of loading, are post-processed in order to get the input equivalent mechanical quantity of an energetic fatigue criterion giving the fatigue life of the component in each of these loading conditions.The identification of the fatigue criterion parameters and the validation of the whole methodology rely on an experimental fatigue database for a PA66GF30. Uniaxial tensile fatigue tests are carried out at 110°C in a climatic chamber, for 2 stress ratios (R = 0,1 and R = -1) and at 2Hz. They are performed for specimens cut out from injected plates with different orientations with respect to the flow direction.The methodology leads to very good predictions. The influence of the prediction of the FOD, input of the calculation chain, on the results is discussed
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Serrano, Abello Leonell. "Caractérisation thermomécanique du comportement en fatigue des thermoplastiques renforcés de fibres de verre courtes." Thesis, Brest, 2015. http://www.theses.fr/2015BRES0052/document.
Full textAbstract:
L’allégement des véhicules est une préoccupation majeure de l’industrie automobile, puisque cela permet de réduire les émissions des gaz à effet de serre, ce qui entraînerait une réduction des impacts de ceux-ci sur l’environnement à l’échelle mondiale. Cette volonté d’allégement des véhicules tout en restant accessible en termes de coûts, a conduit au remplacement des matériaux métalliques par des composites à matrices thermoplastiques pour de nombreuses applications. Le compromis entre la tenue thermomécanique et le coût massique du matériau amène à sélectionner des matrices polyamides renforcées par des fibres de verre courtes, et mises en forme par injection. Cependant, les outils prédictifs du comportement et les critères robustes pour la caractérisation des propriétés en fatigue, manquent encore. Ils sont pourtant indispensables pour la conception de pièces structurelles dans l’industrie automobile. La caractérisation en fatigue des polyamides renforcés de fibres de verre courtes présente de nombreuses difficultés, liées au comportement fortement non linéaire de la matrice dans les conditions de service visées (température et humidité), à la nature composite de ces matériaux, à l’influence du procédé de fabrication (orientation des fibres) et au caractère fortement dissipatif de la matrice thermoplastique (augmentations de température non négligeables lors des chargements cycliques). Un enjeu majeur est de comprendre les liens entre la microstructure, le chargement thermo-(hygro)-mécanique et les propriétés de fatigue (sites d’initiation, scénarios d’évolution, critère de rupture). Le premier objectif de cette thèse est de proposer des protocoles d’analyse permettant de caractériser l’influence de chaque paramètre sur le comportement en fatigue. Par ailleurs, la complexité des pièces industrielles en termes de géométrie et d’orientation des fibres soulève la question de la pertinence des éprouvettes classiques. Le second objectif principal de cette thèse est donc de concevoir des éprouvettes représentatives en terme d’orientation des fibres et d’accidents géométriques des pièces industrielles (appelées éprouvettes de structure) et de valider pour ces cas complexes, les démarches et critères proposés. Pour répondre à ces objectifs, nous souhaitons proposer un protocole basé sur des mesures d’auto-échauffement, qui donnerait accès d’une part aux champs d’énergie dissipée pour les cas hétérogènes investigués et qui offrirait, d’autre part, une opportunité de caractérisation rapide des propriétés en fatigue au travers de critères énergétiquesVehicle weight reduction is a major issue in the automotive industry, because this contributes to reducing global warming emissions, resulting in a reduction of negative environmental impacts at the worldwide scale. To replace heavy metallic materials conventionally used, short fiber reinforced thermoplastics (SFRT) provide today a major opportunity to obtain lightweight automotive parts at a reasonable cost for several applications. The cost and the thermomechanical properties motivate the choice of polyamide matrix reinforced with glass fibers manufactured by injection molding. However, predictive modeling behavior tools and robust fatigue criteria must be identified. Both are needed for the design of structural pieces in the automotive industry. The fatigue design of SFRT components for structural applications in the automotive industry requires an accurate knowledge of several factors because the material features are complex, these features are related to the strong nonlinear behavior of the matrix under the service conditions (temperature and humidity), the composite nature of the material, the influence of the injection molding (fiber orientation) and the dissipative characteristics of the thermoplastic matrix (significant temperature rise during the cyclic loadings). A major issue is to understand the relations between the microstructure, the thermo-hydro-mechanical loading and the fatigue properties (fatigue initiation sites, evolution scenarios, and failure criterion). The first objective of this thesis is to suggest methods that allow for the characterization of the influence of each parameter on the fatigue behavior. Furthermore, the complexity of the industrial pieces in terms of geometry and fiber orientation challenges the relevancy of the classical samples. The second objective of this thesis is consequently to design more complex samples that intend to be representative in terms of fiber orientation and geometric details found in the industrial pieces (called structural samples) and to validate the methods and the fatigue criteria suggested for these complex cases. To achieve these objectives, a method based on thermal measurements giving access to the dissipation fields for the heterogeneous cases considered is proposed, this method also offers a very high reduction of the characterization duration of the fatigue properties through energetic criteria
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Călin, Laur Florentin. "Séparation électrostatique des matériaux plastiques provenant d'équipements informatiques en utilisant la triboélectrisation en lit fluidisé." Poitiers, 2008. http://www.theses.fr/2008POIT2279.
Full textAbstract:
Les déchets d’équipements informatiques sont composés d’une grande diversité de matériaux plastiques dont le recyclage nécessite la recherche et le développement de nouvelles technologies de séparation physique. L’objectif de ce travail a été de mettre au point un procédé utilisant l’effet triboélectrique pour assurer la charge des granules de plastique et les forces du champ électrique pour les séparer. Après une brève présentation des phénomènes physiques en jeu, nous décrivons les deux dispositifs à lit fluidisé et les deux séparateurs électrostatiques que nous avons conçus et construits. Ceux-ci nous ont permis d’abord l’étude des facteurs influents du processus de charge triboélectrique en lit fluidisé de certains matériaux plastiques granulaires (PVC, PET, ABS, PS), en utilisant la méthode des plans d’expériences. La problématique de l’optimisation de la charge acquise dans les dispositifs à lit fluidisé par des mélanges binaires de matériaux granulaires a été abordée ensuite, en utilisant la même méthodologie. L’influence de l’humidité et de la température de l’air de fluidisation sur l’efficacité de la charge a été quantifiée par l’étude de la déviation des granules en champ éléctrique. Nous proposons un modèle numérique des trajectoires des granules chargés dans le champ électrostatique d’un séparateur à chute libre. Ce modèle a été validé par des essais réalisés avec plusieurs mélanges de matériaux plastiques (ABS, ABS-PC et HIPS). Les résultats expérimentaux confirment la charge triboélectrique en lit fluidisé suivi de la séparation en champ électrostatique comme procédé efficace de traitement de déchets d’équipements informatiquesThis work aimed at elaborating a process using triboelectrisation for charging plastic granules and electric field forces to separate them. After an introduction to the state of the, the author describes the two fluidised bed tribocharging devices and the two electrostatic separators that he built. The factors that influence the tribocharging of certain granular plastics (PVC, PET, ABS, PS) i. E. Duration of charging process, particle size, nature of the surfaces in contact, were evaluated using the design of experiments method. The influence of ambient temperature and humidity on charging binary mixtures of plastics was investigated using the same methodology. A numerical model of charged particle trajectories has been validated by experiments performed on granular mixtures of ABS, ABS-PC and HIPS. The experimental results confirm that tribocharging in a fluidised bed followed by electrostatic separation is an effective process for informatics equipment waste treatment
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Irissin-Mangata, Josiane. "Recherche de nouveaux matériaux d'emballage à hautes performances à base de gluten de blé et de polymères synthétiques." La Réunion, 1998. http://elgebar.univ-reunion.fr/login?url=http://thesesenligne.univ.run/98_08_Irissin.pdf.
Full textAbstract:
Des films de gluten ont été préparés en présence de nouveuax agents platifiants selon la voie humide, qui est basée sur la dispersion des protéines en milieu aqueux, l'étalement en couche mince et l'élimination de la phase solvante. Parmi les composés testés (polyéthylène glycols, polypropylène glycols, polyimine et amines), la diéthanolamine et la triéthanolamine se sont révélées compatibles avec les protéines de gluten. Les films obtenus ont des propriétés fonctionnelles aussi intéressantes que les films plastifiés par du glycérol (plastifiant habituellement employé), dans les mêmes conditions de température et d'humidité relative ambiante, avec de plus un plus grand taux d'allongement à la rupture aux fortes humidités. Afin d'améliorer les propriétés barrière à la vapeur d'eau des films de gluten fortement hydrophiles, des matériaux bicouches film de gluten / film synthétique ont été envisagés. Trois types de films de polyéthylène porteurs de groupements réactifs, le terpolymère éthylène-ester acrylique-anhydride maléique (Lotader 3410), le copolymère éthylène-méthacrylate de glycidyle (Lotader Gma) et du polyéthylène greffé anhydride maléique (orevac), ont été utilisés pour la préparation de films bicouches par pressage à chaud avec un film de gluten. Ces nouveaux matériaux sont de meilleures barrières au transfert de vapeur d'eau que les films de gluten, relativement perméables. Dans le cas des bicouches glutenLotader 3410 et gluten/Orevac, les propriétés mécaniques aux fortes humidités sont meilleures, les propriétés de sélectivité aux gaz des films de gluten de blé sont conservées et l'adhésion entre le film de polyoléfine modifié et le film naturel semble bonne. La réalisation d'un film à base de pkotopolymères sur le film de gluten a été également effectuée par la technique de durcissement sous UV ou "photopolymérisation" de six formulations de compositions différentes. Les formulations testées en amorçage radicalaire ont conduit à des matériaux bicouches gluten/photopolymère ayant de bonnes propriétés mécaniques, tandis que les formulations testées en amoràage cationique ont apporté la meilleure propriété barrière à la vapeur d'eau. Ces matériaux bicouches mixtes film naturel / film synthétique offrent de nouvelles perspectives dans la recherche de matériaux d'emballage performants pour la conservation de fruits et légumes frais.
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Choukri, Saad. "Mise en œuvre de méthodes d'essais mécaniques pour la caractérisation de composites à renforts courts : application à un compound (Kinel) et aux panneaux de particules." Bordeaux 1, 1987. http://www.theses.fr/1987BOR10617.
Full text
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Papin, Philippe. "Etude et choix de matériaux polymères ou composites pour la réalisation d'une forme creuse - projet canoe͏̈ biplace pour la randonnée." Poitiers, 1997. http://www.theses.fr/1997POIT2299.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est de choisir un procede pour realiser une forme creuse (canoe biplace) en fonction d'un cahier des charges preetabli. Le choix de la technique de fabrication doit etre peu onereuse, non polluante et permettre le recyclage des materiaux. Deux solutions pouvaient etre retenues : une amelioration du procede de rotomoulage du polyethylene haute densite. Toutes les tentatives n'ont pas permis de repondre au cahier des charges en raison d'un trop fort rapport poids/performances. L'utilisation d'un thermoplastique (polypropylene) arme fibres de verre longues a ete etudie. La faisabilite du procede a ete demontree et les problemes associes a ce materiau (difficultes de collage et de decoration) ont ete etudiees et des solutions ont ete proposees et testees. Le moulage par membrane a basse pression necessaire pour realiser cette forme creuse semble mal adapte aux specifications de mise en forme du fabricant du tissu arme. C'est pourquoi, dans une deuxieme partie nous nous sommes attaches a caracteriser des echantillons realises par ce procede en comparant avec le moulage a la presse. Il est apparu que le proprietes mecaniques des materiaux moules a la membrane etaient au moins egales et souvent superieures aux produits moules a la presse. Une caracterisation physique des materiaux a montre que le moulage a la membrane qui requiert un refroidissement lent donne un taux de cristallinite du polypropylene beaucoup plus eleve que pour les moulages a la presse dans le thermoplastique liant les fibres de verre ce qui explique la nette amelioration des proprietes mecaniques. Ce procede de moulage par membrane sous basse pression semble particulierement adapte a la realisation de pieces de petites serie et de grandes dimensions.
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Massé, Hugues. "Couplages thermomécaniques lors de la solidification de matériaux polymères." Bordeaux 1, 2000. http://www.theses.fr/2000BOR12318.
Full textAbstract:
Les matières plastiques sont des matériaux qui montrent une variation de volume importante sous l'effet de variations de température, comme le montrent leurs diagrammes PVT. Lors de leur mise en forme par moulage, les pièces polymères peut se contracter au point de décoller des parois du moule. Il en résulte l'apparition d'une résistance thermique à l'interface moule-polymère qui peut modifier notablement à la fois la forme de la pièce et la cinétique de refroidissement. Par ailleurs, le piégeage de contraintes résiduelles lors du refroidissement joue un rôle important quant au respect des spécifications mécaniques de la pièce. Nous résolvons de façon couplée les équations de la mécanique des solides, de la thermique ainsi que l'équation d'État du polymère afin d'appréhender les phénomènes thermomécaniques se développant dans le procédé et de les comparer aux expériences menées en parallèle. L'écoulement du polymère est également modélisé par les équations de Navier-Stokes en utilisant une loi rhéologique d'Ostwald.
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Lallam, Abdelaziz. "Corrélations entre les propriétés thermomécaniques de films diélectriques plastiques et les caractéristiques de composants passifs." Lyon 1, 1985. http://www.theses.fr/1985LYO19054.
Full textAbstract:
Etude physicochimique des films dielectriques (pp, pet, ps). Etude des variations dimensionnelles et capacitives des condensateurs en fonction de la temperature. Etude du coefficient de temperature et recherche de methodes de calcul theorique de ce parametre
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Delattre, Alexis. "Caractérisation et modélisation du comportement hyper-viscoelastique d'un élastomère chargé pour la simulation de pièces lamifiées élastomère-métal et étude en fatigue." Thesis, Tours, 2014. http://www.theses.fr/2014TOUR4039/document.
Full textAbstract:
Dans le cadre d’une Cifre avec Airbus Helicopters, le projet a pour but le développement d’un modèle pour le pré-dimensionnement de pièces lamifiées élastomère-métal dont le rôle est critique en termes de conception et de sécurité pour les architectures de rotors d’hélicoptères. Pour cela, un premier volet de la thèse a consisté à caractériser le comportement élasto-dissipatif du matériau d’étude (un butadiène chargé de noir de carbone) via une campagne d’essais statiques et dynamiques, sous différents modes de sollicitations (uniaxiales et biaxiales) et sur un spectre assez large de fréquences, d’amplitudes et de températures. A partir de ces observations, un modèle phénoménologique de comportement hyper-viscoélastique est proposé. Sur la base d’un modèle de Maxwell généralisé, il permet de traduire les phénomènes observés sur la gamme de sollicitations visées. Un accent particulier a été porté sur la prise en compte de l’effet Payne en adoptant une approche originale. Les paramètres du modèle sont identifiés par une méthode robuste et rapide. Le modèle est ensuite développé à la fois dans un code commercial de calcul par éléments finis et dans un outil de calcul basé sur une méthode de réduction de modèles. Enfin, une étude du comportement en fatigue est réalisée à travers une campagne d’essais originaux servant de point de départ à la proposition d’une loi d’endommagement continuIn association with Airbus Helicopters, the aim of the project is to develop a model to pre-size elastomer-metal laminated devices whose role is critical in terms of design and safety for helicopters rotor architectures. To do so, the first part of this thesis consisted in characterizing the elasto-dissipatice behavior of the studied material (a carbon black filled butadiene rubber) thanks to static and dynamic tests, with several kind of loading (uni-axial and bi-axial) and over a wide range of frequences, amplitudes and temperatures. From these observations, a phenomenological hyper-viscoelastic model is proposed. Based on a generalized Maxwell model, it is able to describe the phenomena over the loading range of concern. A particular focus is made to take in account the Payne effect thanks to an original approach. The model parameters are identified with a fast and robust method. The model is then implemented in a commercial finite element code and in a tool based on a model reduction method. Last, a study of the behaviour in fatigue is performed with an original characterization campaign from which a continuous damage law is proposed
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Moine, Charlotte. "Extraction, caractérisation structurale et valorisation d'une famille d'hemicelluloses du bois : Obtention de matériaux plastiques par modification des xylanes." Limoges, 2005. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/17f2df94-5721-4aa2-8107-7d6eca3d4f48/blobholder:0/2005LIMO0013.pdf.
Full textAbstract:
Cette étude s'inscrit dans le contexte général de valorisation des co-produits de la filière bois. Elle s'intéresse à l'analyse structurale des xylanes extraits des sciures de châtaignier ainsi qu'à leur transformation en films plastiques. Après extraction et purification, la structure de ces polysaccharides a été caractérisée par RMN et spectrométrie de masse. Dans une deuxième partie, les xylanes ont été modifiés par acylation par un acide gras. La mise en place d'un plan d'expériences a permis d'identifier les paramètres les plus influents de la réaction, et d'obtenir un modèle mathématique de celle-ci, dans un domaine expérimental défini. Ce modèle permet de sélectionner les conditions opératoires qui conduisent à l'obtention de plastiques de degrés de substitution déterminés. Enfin, une étude par modélisation moléculaire nous renseigne sur l'organisation tridimensionnelle des xylanes à l'état natif et substitué contribuant ainsi à expliquer leurs propriétés physiquesIn a general context of valorization of wood industry by-products this study deals with a structural analysis of xylans isolated from chestnut sawdusts and their derivatization in order to obtain plastic films. These polysaccharides were extracted, purified and their characterization was achieved by NMR and mass spectrometry. In a second approach, we studied acylation of xylans by fatty acids. The building of an experimental design allowed to define the most influencial parameters. A model of reaction established in a confined experimental domain was used to optimize the reaction. Molecular modeling has been performed on native and derivatized xylans, leading to a description of three-dimensional features of these polymers and a prediction of their physical properties
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Masrar, Mohammed. "Analyse non linéaire par éléments finis des matériaux hyperélastiques incompressible." Lyon, INSA, 1990. http://www.theses.fr/1990ISAL0074.
Full textAbstract:
La conception des systèmes mécaniques devient très automatisée dans le cadre de la conception mécanique assistée par ordinateur. Avec 11accroissement des performances des machines, le problème de la conception des supports élastiques à base d 1élastomères et en particulier les butées lamifiées, se pose avec acuité notamment dans le domaine aéronautique. La conception de ces butées repose tout d 1abord sur une bonne description du comportement des matériaux. Ce besoin est renforcé par les difficultés de fabrication qui interdisent toute action systématique de caractérisation expérimentale. Par ailleurs, la conception des butées doit permettre d'assurer des durées de vie importantes avec des contraintes acceptables. L'objectif de ce travail est de mettre en place des techniques de calcul originales basées sur la méthode des éléments finis, pour la description du comportement statique en grandes déformations des butées lamifiées. Les éléments d'élasticité finie et les modèles de comportement des matériaux hyper-élastiques ont été décrits. Une nouvelle formulation variationnelle pour le traitement des caoutchoucs incompressibles a été introduite. La qualification du logiciel réalisé a été faite à l'aide d'exemples avec solutions analytiques. Puis, une butée lamifiée à cinq couches a été analysée en détails. L1importance de l'analyse non-linéaire a été montrée. L'examen de chaque couche de la zone lamifiée a permis d'isoler l'influence des différents paramètres. En particulier, la loi de comportement du caoutchouc et les caractéristiques des supports déformables interviennent largement dans le comportement global (rigidité et conditions d' accrochage)[The design of mechanical systems becomes largely automatised with the use of computers ; On the other hand, the constant performance increase of machines requires a better definition of their elastic supports especially for laminated elastomeric bearings used in aeronautic. The design of laminated elastomeric bearing is based on the calculation of the material behaviour as the manufacturing process difficulties do not permit systematic experimental programs. The purpose of this work was to develop original techniques based on the finite element method in order to calculate the static behaviour of laminates elastomeric bearings streched under large deformations. Elements of the rubber-like elasticity. Example with analytical solutions, have been considered for the qualification of the software and the justification of the non-linear analysis has been shown. A 5 layers laminated elastomeric bearing has been studied in details in order to isolate the influence of the parameters. The constitutive law of rubber and the mechanical characteristics of deformable support are preponderant parameters. ]
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Ayral, Suzanne. "L'intégration du design dans les stratégies de développement des industries de matériaux polymères." Montpellier 1, 1994. http://www.theses.fr/1994MON10038.
Full textAbstract:
Les materiaux polymeres ne connaissent pas le meme developpement selon les secteurs. Certains sont fortement consommateurs alors que d'autres, comme celui du batiment, opposent des resistances particulieres a l'utilisation des materiaux de synthese. Les debouches dans ce secteur paraissent pourtant nombreux a un moment ou l'industrie plastique a besoin de faire face a la saturation progressive de la plupart de ses marches traditionnels. Le probleme du developpement des polymeres en construction revet ainsi un caractere tres specifique face auquel le design industriel est susceptible de jouer un role determinant. A condition toutefois de savoir le gerer et de l'integrer dans des strategies de developpement adaptees a la fois a la problematique des plastiques et aux pratiques decisionnelles en vigueur dans le secteur du batimentPolymers don't know the same development in all industrial sectors. Some are highly buyers while others, like building trade, put up particular resistances to synthetics materials use. Yet the outlets in this sector seem large when traditional markets reach saturation point. The polymers development problem in construction takes on very specific character. Facing industrial design can play an determining role. Conditionally to be able to manage it and integrate into development strategies suited at once to polymers problematic and decisional practical in use in building sector
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Divers, Thomas. "Modification chimique de l'amidon par l'acide formique à l'usage d'additif pour polymère biodégradable." Lorient, 2005. http://www.theses.fr/2005LORIS053.
Full textAbstract:
Cette thèse a pour objectif l'élaboration d'un plastique biodégradable à partir d'amidon. L'amidon est attrayant pour une telle application, cependant ses propriétés intrinsèques constituent un frein important pour le développement de tels matériaux. Parmi les méthodes disponibles pour résoudre ces problèmes, nous avons choisi d'étudier la modification chimique de l'amidon par l'acide formique. Dans une première partie, nous avons étudié la formylation de l'amidon. Nous avons examiné l'influence de divers paramètres réactionnels sur les propriétés physico-chimiques et structurales de l'amidon. Nous avons ensuite étudié les propriétés des mélanges amidon/poly(caprolactone) ainsi que leur biodégradabilitéThis thesis was dedicated to the elaboration of a starch-based biodegradable plastic material. Starch is quite attractive for such an application, however its intrinsic properties are a drawback for the development of these materials. Among the available methods to overcome this problem, we chose to investigate the chemical modification of starch using formic acid. We firstly studied O-Formylation of starch. We assessed the influence of various reaction parameters on the physico-chemical and structural properties of starch. We then studied
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Pouillès, Véronique. "Caractérisation diélectrique de matériaux composites isolants : contribution à la modélisation de leur vieillissement." Toulouse 3, 1995. http://www.theses.fr/1995TOU30109.
Full textAbstract:
La recherche de moyens de caracterisation non destructifs des materiaux isolants utilises dans les systemes du genie electrique, nous a conduit a suivre la permittivite dielectrique sur une large bande de frequence. L'influence que pouvaient avoir les contraintes que generent les nouvelles formes de commande sur le comportement des materiaux composites a ete etudiee. Deux cellules originales dans la bande 1 mhz-6 ghz ont ete developpees conduisant a une caracterisation large bande (100 hz-6 ghz). Ainsi -avant vieillissement- le suivi de la permittivite permet de montrer que des materiaux a priori de meme nature presentaient des differences notables. L'etude de deux types de vieillissement (climatique et electrique), nous a conduit a proposer deux modeles differents fondes respectivement sur l'utilisation des lois de melange, et sur une approche energetique. Ce dernier met en evidence l'existence de phenomenes complexes associes aux harmoniques elevees des signaux de commande dont la trace ne serait visible qu'en tres basse frequence. Cette conclusion justifie l'interet d'une observation tres large bande de la permittivite pour apprehender tant l'etat initial que l'evolution d'un materiau
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Jeol, Stéphane. "Stratégies de modifications physico-chimiques des polyesters semi-cristallins : application à la fabrication de bouteilles en poly (éthylène téréphtalate)." Lyon, INSA, 2006. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2006ISAL0072/these.pdf.
Full textAbstract:
Dans ce travail de thèse sont développées des stratégies de modifications physico-chimiques de poly(éthylène téréphtalate)(PET) en vue d'améliorer ses propriétés thermomécaniques et, dans une moindre mesure, ses paropriétés barrière aux gaz, tout en s'attachant à essayer de conserver les excellentes propriétés du PET telles sa parfaite transparence optique, son absence de coloration, sa faible toxicité et son aptitude à la cristallisation sous déformation, nécessaire pour fabriquer des bouteilles semi-cristallines par un procédé d'étirage-soufflage. L'amélioration des propriétés thermomécaniques du PET a été envisagée soit par une augmentation de la température de transition alpha (synthèse de copolymères statistiques et à blocs), soit par une augmentation du module élastique du PET entre 40 et 120 °C (synthèse de nanocomposites à base de silice). Les modifications physico-chimiques apportées au PET lors de sa synthèse sont caractérisées tout au long du procédé de fabrication des bouteilles (synthèse, injection de préformes et bi-étirage de préformes) afin d'appréhender au mieux leur impact sur le procédé et sur les propriétés finales recherchées sur les bouteilles. Certaines stratégies de modification chimiques, apparemment efficaces d'après les mesures faites en laboratoire, mènent à la fabrication de bouteilles ayant des propriétés décevantes (une perte de transparence optique des nanocomposites PET/silice lors du bi-étirage). Cette dernière étude a permis de mettre en lumière la nécessité de considérer le procédé de fabrication des bouteilles dans sa globalité, notamment les étapes d'injection et de bi-étirage, pour apporter au PET les modifications les plus efficaces.
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Deme, Florian. "Réalisation de mélanges farine plastifiée / polyester thermoplastique par extrusion bi-vis pour des applications films." Paris, ENMP, 2010. http://www.theses.fr/2010ENMP0053.
Full textAbstract:
Cette thèse s'inscrit dnas le projet CEREMAT et a pour ambition de développer de nouveaux matériaux biocomposites à base céréalière. Le consortium bâti autour de ce projet associe quatre partenaires académiques CEMEF, LPMM, LMI, ENSCCF et trois partenaires industriels ULlCE, BARBIER, BIOBASIC ENVIRONNEMENT. Le champ d'application du projet est centré sur les films souples, des films qui peuvent être utilisés aussi bien en agriculture, qu'en sacherie ou encore dans le secteur de l'emballage. Les travaux réalisées dans cette thèse concernaient l'étude du procédés de compoundage, pour diverses variétés de farines de maïs, avec différents taux de plastifiants. Les travaux réalisés ont démontré des différences notables selon les farines en fonction des taux d'amylose (molécule linéaire) et d'amylopectine (molécule hyperbranché) sur la propriétés thermiques et rhéologique des farines, changeant totalement leur aptitudes à la transformation. Les morphologies de mélanges réalisés sont aussi fortement dépendante, des variétés, des taux de plastifiants ainsi que énergie de mécanique spécifique appliquée pendant le mélange. Nous avons donc vu que par la modification de ces paramètres il était possible d'adapter les morphologies des mélange en fonction de l'application souhaitée. Ces mélanges ont été réalisés à l'echelle pilote, puis sur une ligne industrielle (200 kg/h). Les mélanges avec les morphologies les plus fines ont servit à fabriquer des films de 10µm d'épaisseur sur des lignes industriellesThis PhD thesis is part of the CEREMAT project, who aims to develop new, bio-based cereal materials. The consortium built around this project together four academic partners CEMEF, LPMM, LMI, and three industrial partners ENSCCF ULlCE, BARBER, Biobasic ENVIRONMENT. The scope of the project focuses on flexible films, films that can be used in agriculture (mulch films), tee-shirt bags or in the packaging sector. The work performed in this thesis involved the study of methods of compounding, for different varieties of maize flour, with different levels of plasticizers. The work showed significant differences depending on the flour or starch variety, based on the amylose (linear molecule) and amylopectin (hyperbranched molecule) content. In fact he amylose /amylopectin ration is completely changing the thermal, rheological properties of plasticized flour and consequently their processing skills. The morphologies of blends produced are also highly dependent on varieties, rates of plasticizers and specific mechanical energy applied during mixing. We have seen that by changing these parameters it was possible to adjust the blend's morphologies depending on the application aimed. These blends were made at pilot scale and on an industrial scale (200 kg per hour). Blend with finest morphologies have been used to make films about 10μm thickness on industrial production lines
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Boudissa, Mustapha. "Comportement de gabions légers en matériau hétérogène dans les ouvrages de génie civil." Lyon 1, 1996. http://www.theses.fr/1996LYO10046.
Full textAbstract:
Rebuts inevitables de notre societe de consommation, les dechets plastiques ne cessent de croitre et de s'accumuler. Le domaine des travaux publics est une branche economique tres grosse consommatrice de materiaux. Pour faire face a leur rarefaction, ce domaine devrait, grace au developpement de techniques innovantes, pouvoir absorber la majorite des dechets plastiques comme materiau de substitution. Ce present travail rend compte d'une technique reemployant des dechets plastiques ; cette technique, appelee plastbloc, est un procede de remblai allege constitue d'un empilement de blocs de matieres plastiques fortement comprimes et ligatures. Les essais de compressibilite et fluage effectues sur des blocs de taille reelle ont montre que ce materiau est viscoelastique, son comportement est essentiellement lie a la densite initiale et a la nature des dechets reutilises. D'autres essais ont ete realises pour etudier le comportement a l'eau et la permeabilite de plastbloc. Ce procede est applique sur trois chantiers: remblai a l'arriere d'un rideau de palplanches pour l'elargissement d'une route, remblai au-dessus d'une canalisation et remblai derriere une culee de pont. Afin de valider l'exactitude du comportement des blocs et les applications realisees, un modele rheologique unidimensionnel a ete elabore
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Mercier, Daniel. "Simulation par la méthode des éléments finis du thermoformage de plaques épaisses." Paris, ENMP, 2006. http://www.theses.fr/2006ENMP1429.
Full textAbstract:
Cette thèse de doctorat a été organisée en collaboration entre l’université de Lehigh et l’école des Mines d’Albi sur le sujet : « Simulation numérique du thermoformage de plaques épaisses ». Les applications de cette recherche couvrent une large gamme de produits du thermoformage. En raison de cette collaboration et des prés requis imposés par chaque institut, le sujet de thèse a été séparé en deux parties indépendantes sur un même sujet global. À l’université de Lehigh University, un programme de calculs d’éléments finis en trois dimensions a été développé pour simuler les déformations mécaniques durant le procédé. Le comportement numérique des matériaux choisi est hyperélastique avec une hypothèse d’incompressibilité. Le maillage de la structure peut inclure des symétries. Le contact est pris en compte avec présence de moule statique ou dynamique. Le travail de recherche s’est focalisé sur la simulation des non linéarités et des instabilités observées pour ce type de matériaux. L’auteur conclue sur les difficultés rencontré pour simuler un comportement en grande déformation et le besoin de complément numériques tel qu’une procédure de remaillage. À l’Ecole des Mines d’Albi, un rhéomètre élongationnel bi-axial a été développé et assemblé pour caractériser les propriétés des matériaux utilisé en thermoformage. Le polymère est préalablement étirée durant une étape d’extrusion en plaque thermoformable et présente un comportement final isotropique transverse. Le rhéomètre utilise la méthode d’inflation d’une pastille de polymère à chaud.
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Rouilly, Antoine. "Nouveaux agro-matériaux composites à matrice protéique ou polysaccharidique : étude du fractionnement, de la transformation et de la mise en forme par extrusion et par injection-moulage de la pulpe de betterave et du tourteau de tournesol." Toulouse, INPT, 2002. http://www.theses.fr/2002INPT032G.
Full textAbstract:
Un bilan bibliographique des connaissances sur les propriétés "plastiques" des biopolymères et les formulations d'agro-matériaux qui les exploitent est présenté. 2 matières premières modèle pour la transformation de matière végétale brute en agro-matériau par exploitation in situ des propriétés de leurs constituants sont étudiées : la pulpe de betterave et le tourteau de tournesol. La pulpe de betterave est le résidu de l'extraction du sucre. Sa structure cellulaire, composéeà plus de 75% de polysaccharides est transformée sans dégradation par extrusion bi-vis en structure simplifiée matrice-fibre. Les propriétés thermiques (transition vitreuse, nouveau phénomène de plastification) et rhéologiques (rhéométrie capillaire) de la pulpe plastifiée sont ensuite caractérisées en fonction de son taux d'hydratation. Le tourteau de tournesol est le résidu d'extraction de l'huile de la graine. Il est constitué des fibres de la coque et de protéines de réserve. Par traitement thermo-mécano chimique, les corpuscules protéiques du tourteau sont dénaturés (leur température de dénaturation diminue de 189,5°C à 119,9°C) lorsque leur taux d'hydratation passe de 0 à 30%) et coagulés et les agrégats formés dépliés par réduction des ponts disulfures.
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Truchassou, Anne-Sophie. "Etude de la résistance aux chocs de tubes PVC à parois structurées : influence du procédé de fabrication sur les propriétés finales." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2007. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2007/LICHTLE_Anne-Sophie_2007.pdf.
Full textAbstract:
Actuellement, les tubes PVC multi-couches dédiés aux systèmes d'assainissement ne garantissent pas une résistance aux chocs suffisante. Une étude a donc été menée pour améliorer la ténacité des tubes. L'analyse du procédé de fabrication, l'extrusion, montre que ce processus est complexe. Les propriétés attendues des tubes dépendent de paramètres liés au procédé de fabrication ainsi qu'à ceux liés produit. Il existe une réelle difficulté à déterminer les paramètres cruciaux sur lesquels agir pour améliorer la ténacité. Afin de les identifier, des tests de chocs instrumentés ont été réalisés. Ces tests montrent que la ténacité n'est pas homogène autour du tube. Il existe des zones de plus faible résistance au niveau des surfaces de recollement créées lors de la fabrication. Pour limiter l'impact de ces surfaces sur la ténacité des tubes, un modèle numérique en 3D de l'écoulement de la matière dans la tête d'extrusion a été mis en place. Une modification de l'outillage a été proposéeCurrently, the multi-layer PVC pipes, used for sewage systems does not guarantee an enough impact resistance. A study was thus undertaken to improve the toughness of pipes. The analyse of the manufacturing process, the extrusion, shows that this process is complex. The awaited properties of the pipes depend on parameters related to the manufacturing process like to the product. It exists a real difficulty to find the crucial parameters on which to act to improve the toughness. To identify them, instrumented impact tests were realized. These tests show that thoughness is not homogeneous aroud the pipe. There are zones of weakest strength to the level of the welding surfaces, created during the manufacturing. To reduce the impact of these surfaces on the pipe toughness, a 3D numerical model of the melt flow was set up. A modification of the dies was proposed
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Charlon, Sébastien. "Elaboration et caractérisation de nouveaux systèmes nanocomposites à propriétés de transport contrôlées. Impact d'un nouveau procédé de mise en oeuvre." Rouen, 2015. http://www.theses.fr/2015ROUES011.
Full textAbstract:
Depuis plus d'une décennie, la prise de conscience des problèmes environnementaux liés à la production de déchets plastiques a conduit à une politique de réduction de l'utilisation d'emballages plastiques et de développement de matériaux biodégradables. Dans l'optique de rendre ces matériaux compétitifs face aux polymères usuels (PE, PP, PET, etc. ), l'incorporation de nanocharges dans une matrice polymère par des procédés industrialisables est une approche des plus prometteuses. En effet, l'ajout de nanocharges inorganiques telles que les argiles de type montmorillonite permet souvent d'améliorer les performances barrière des polymères. A travers cette étude, des composités à matrice biodégradable de Poly(Butylène Succinate) (PBS) et de Poly(Butylène Succinate-co-butylène Adipate) (PBSA) chargés de montmorillonite de type Cloisite Na+ ou Cloisite 30B ont été élaborés à partir d'un procédé d'extrusion avec injection d'eau liquide sous forte pression et haute température au sein de la matière fondue au niveau du fourreau de l'extrudeuse. Les granulés composites obtenus ont été transformés en films par thermo-compression ou par extrusion-calandrage. Les cinétiques de perméation ont révélé des variations de propriétés barrière selon le procédé de mise en forme ainsi que selon la matrice polymère utilisée. Ces résultats ont été interprétés sur la base des données structurales (ACD, DRX) et d'observations par microscopie (MET) en établissant des corrélations avec les degrés de dispersion et d'exfoliation des charges dans les matrices polymères, les degrés de cristallinité et les fractions de phase amorphe rigide (RAF) des bio-polymèresDuring the last decades, a waste-reduction program, specifically for plastic packaging, was promoted due to environmental drawbacks with the development of biodegradable polymers. However, barrier properties of these biodegradable materials must be often improved to be competitive with common polyolefins (PE, PP, PET, etc. ). In this objective, the incorporation of nanofillers using industrializable processes seems to be a promising approach. Indeed, the introduction of inorganic nanofillers like clays (montmorillonite) into a polymer matrix often increased barrier properties of the polymer matrix. In this study, composites were prepared from biodegradable matrices such as Poly(Putylene Succinate) (PBS) and Poly(Butylène Succinate-co-butylène Adipate) (PBSA) loaded with Cloisite Na+ or Cloisite 30B. An extrusion process was applied with the use of liquid water injection under high pressure and high temperature into thermo-moulding or extrusion-calandaring processes. Kinetic permeation revealed changes in barrier properties as function of the elaboration process or the polymer matrix used. These results were explained from structural charectirizations (DSC, XRD) and microscopy observations (TEM) in order to correlate barrier peoperties to the dispersion and exfoliationlevels of fillers into the polymer matrices, to the degrees of cristallinity and to the rigid amorphous fractions (RAF) of the bio-polymers
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Nottez, Mélanie. "Développement de films d’emballage alimentaire à haute teneur en matières thermoplastiques à base d’amidon." Thesis, Lille 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LIL10197.
Full textAbstract:
Ce travail a pour objectif le développement de films d’emballage alimentaire à haute teneur en matières premières bio-sourcées, et l’optimisation de leurs propriétés d’usage. L’ajout de G1, grade de base de la polyoléfine greffée amidon, détériore les propriétés optiques des films obtenus. L’adhésion interfaciale LDPE / G1 est insuffisante pour l’application visée, en raison de l’incompatibilité entre le LDPE et la partie PP de la polyoléfine greffée amidon. Des améliorations de cette adhésion sont observées, notamment par l’augmentation de la température d’extrusion de G1, de la filière, ou en modifiant la résine bio-sourcée. L’adhésion interfaciale PEgMA / G1 est également faible, pour les raisons citées précédemment. Le remplacement du PEgMA par du PPgMA permet d’obtenir une adhésion excellente sans détériorer l’adhésion entre le liant et l’EVOH. Enfin, l’étude du comportement à la rupture de films obtenus à partir des trois grades du polymère bio-sourcé est réalisée par la méthode du travail essentiel à la rupture. On observe une augmentation de 85 % de la tenacité entre le grade de base et le grade le plus modifié. Cette différence peut être attribuée à l’augmentation de la masse molaire induite par la modification de la résine. De plus, la corrélation de l’image digitale permet d’accéder aux déformations locales d’éprouvettes à double entaille, et permet par ailleurs de montrer la symétrie des déformations pour toutes les éprouvettes. En suivant la taille du ligament au cours du temps, il est montré que la propagation des fissures commence à 95 % de la force maximale, démontrant une plastification complète du ligament avant la propagation des fissuresThe aim of this work is the development of food packaging films with a high concentration of biobased raw materials, and the optimization of the usual properties. The addition of G1, basic grade of the starch grafted polyolefin, significantly deteriorates the optical properties together with the tear strength of the obtained films. The interfacial adhesion LDPE / G1 is insufficient for a use in the field of food packaging, because of an incompatibility between LDPE and the PP part of the starch grafted polyolefin. Some improvements of this adhesion are observed, in particular by increasing the extrusion temperature of G1, the temperature of the die, or by the modification of the bio-based resin. The interfacial adhesion PEgMA / G1 is also relatively low, for the same reasons as mentioned above. The replacement of PEgMA by PPgMA provides excellent adhesion at the interface without deteriorating the adhesion between the binder and EVOH. Finally, the study of the fracture behavior of the films made from three grades of the starch grafted polyolefin is produced by the method of essential work of fracture. An increase of 85 % of the toughness is observed, between the base grade and the highest modified grade. This difference can be attributed to the increase in molecular weight induced by the modification of bio-based resin. In addition, the digital image correlation provides access to local deformations of the double notched specimens. It also serves to show the symmetry of all the specimens. By following the ligament size over time, it is shown that the crack starts growing at 95% of the maximum force, showing a complete plasticization ligament before the crack growth
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Meynaud, Patrick. "Prévision de la durée de vie en fatigue de roulement d'un acier a partir de ses caractéristiques élastoplastiques et de celles de ses inclusions." Lyon, INSA, 1995. http://www.theses.fr/1995ISAL0115.
Full textAbstract:
L'écaillage profond amorcé en sous-couche est le mode de rupture le plus fréquent des roulements à billes subissant une fatigue de contact Hertzien en conditions de lubrification élasto-hydrodynamique (EHD) et en l'absence d'une rugosité importante. Des inclusions non métalliques de type grain d'oxyde provoquent dans le champ de Hertz une concentration de contraintes qui entraîne localement une décomposition de la matrice martensitique en une phase blanche. Cette décomposition est due aux dislocations émises pour accommoder les incompatibilités élasto-plastiques entre l'inclusion et la matrice et à leur accumulation provoquée par le chargement cyclique. Une fissure apparaît lorsque la densité de dislocations au sein du papillon atteint une valeur limite ; elle se propage ensuite en direction de la surface où elle provoque l'écaillage de la piste de roulement. Une modélisation de ce processus complexe qui s'appuie sur des concepts de micro-mécanique et de métallurgie physique est proposée. Une étude expérimentale du phénomène par expertises ultrasonore et métallographique a permis de suivre la progression de l'endommagement. Des expertises ultrasonores ont permis de localiser, puis d'analyser chimiquement et de caractériser élastiquement les inclusions de l'acier 100Cr6. L'utilisation conjointe de la modélisation et de la caractérisation de la distribution inclusionnaire permet de simuler les résultats des essais de fatigue standards utilisés pour caractériser la résistance des aciers à la fatigue de roulement. La comparaison entre les résultats expérimentaux et simulés est satisfaisante. La dispersion des durées de vie est principalement due à la dispersion de la position des inclusions dans le champ de Hertz. La simulation permet de comprendre le rôle de la taille et de la nature des inclusionsUnder elasto-hydro-dynamic lubrication (EHD) conditions and when the roughness of the contact surfaces is very low the principal damage process in rolling fatigue is subsurface initiated deep spalling. The strain rnisfit between residual non metallic inclusions and the martensitic matrix, due to their differences in elastoplastic properties, is responsible for a local stress concentration which can be partially relaxed by dislocation emission. Under cyclic loading the emitted dislocations induce a transformation of the martensite within a finite volume surrounding the inclusion, often called "butterfly" due to its shape. The increase in the dislocation density leads to crack initiation within the butterfly. The propagation of this subsurface crack towards the surface results in the bearing failure by spalling. A model of this complex mechanism based upon micromechanics and physical metallurgy concepts is presented. The damage process is surveyed by means of ultrasonic echography and metallographie observations. The inclusions of AISI 52100 steel are localized by means of ultrasonic echography, then their species and elastic properties are characterized. Our crack initiation and propagation modeling, taking into account the inclusion distributions, allows us to simulate standard fatigue tests used for characterizing the fatigue properties of bearing steels. The comparison between experimental and simulation results is satisfactory. The distribution of the life times is mainly caused by the distribution of the inclusion positions in the Hertzian stress field. The roles of the size and the species of the inclusions are understood owing to the simulations
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Delfolie, Corinne. "Phénomènes d'interface et réponse mécanique dans des composites polyester - verre." Lille 1, 1996. http://www.theses.fr/1996LIL10221.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail a consisté à évaluer l'influence des caractéristiques de l'interface sur la réponse mécanique de composites à renfort fibre de verre et à matrice polyester insaturé. L'ajout de certains thermoplastiques, dits additifs low profile (lpa) dans le mélange prépolymère(up)-styrène(st) permet d'éliminer le retrait volumique qui accompagne la formation du réseau polyester. Les additifs lpa incorporés dans la matrice sont soit le polyacétate de vinyle (pvac), soit un terpolymère méthacrylate de méthyle / acide méthacrylique / méthacrylate hydroxyle (pmma(oh)). Les ensimages sont compatibles avec chaque formulation, et se différencient vis-à-vis de leur solubilité, qui traduit en fait le degré d'accrochage de l'agent filmogène sur la fibre. La confrontation de données micro et macromécaniques, et physico-chimiques permet d'établir un schéma de constitution de l'interface dans les différents systèmesLes influences respectives du degré de solubilité et de la nature de l'additif sur la microstructure de l'interphase sont découplées. Dans les systèmes insolubles, l'ensimage formant un réseau réticule à la surface du verre, son influence sur la thermodynamique locale est réduite. La liaison à l'interface est assurée par la formation d'un réseau interpénètre réticule, ce qui confère un caractère fragile à l'interface dans ces composites. Dans le cas soluble, la nature de l'additif low profile est déterminante dans la constitution de l'interphase. Pour le système à base pvac, la solubilisation partielle de l'ensimage modifie localement le diagramme de phase ternaire up-st-lpa, et conduit à la ségrégation du thermoplastique à l'interface. L'interphase a alors un caractère plutôt ductile. Pour le système à base pmma(ho), le développement de liaisons hydrogène au sein de l'additif limite la solubilisation de l'ensimage, et donc son influence sur la gélification de la résine. Les ponts hydrogène jouant le rôle de nœuds de réticulation, le schéma de constitution de l'interface est similaire à celui du système insoluble
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Coulibaly, Mamadou. "Modélisation micromécanique et caractérisation expérimentale du comportement des matériaux hétérogènes élastoviscoplastiques : application à la valorisation des polymères recyclés." Thesis, Metz, 2008. http://www.theses.fr/2008METZ033S/document.
Full textAbstract:
Ce travail consiste à étudier le comportement mécanique des mélanges hétérogènes élastoviscoplastiques dans le but d une valorisation des matières plastiques recyclées. Par conséquent, notre étude porte sur l effet de la présence d impuretés ou de renforts sur le comportement mécanique des thermoplastiques de grande diffusion. Pour cela, une modélisation basée sur une approche micromécanique est menée sur ce type de matériaux. Toutefois, la complexité du comportement élastoviscoplastique qui est à l origine du caractère héréditaire du matériau et induit un couplage espace/temps, se traduit par la présence d interactions mécaniques différées que la transition d échelle doit s attacher à prendre en compte. Face à la lourdeur des approches de type héréditaire, on privilégie les approches à variables internes pour leur simplicité numérique. Dans ce cadre, ce travail a pour but de proposer une approche générale du problème de la transition d échelle. Il repose sur une nouvelle formulation intégrale du problème élémentaire d Eshelby. L étape d homogénéisation est ensuite effectuée suivant deux méthodes¡: l estimation de Mori-Tanaka et l approximation autocohérente. Les résultats obtenus sont présentés et comparés avec ceux d autres modèles et avec des résultats expérimentaux. Dans le cadre de la viscoélasticité linéaire, le modèle mis en œuvre dans cette étude conduit à la solution exacte se référant au modèle héréditaire de Rougier (transformée de Laplace-Carson). Dans domaine viscoélastique non-linéaire, et dans le but d une application au recyclage, une série d essais expérimentaux a été réalisée sur du polypropylène chargé de talcThis work relates to the modelling of mechanical behavior of elastoviscoplastic heterogeneous composites with the aim of an application to recycled polymers. Therefore, our study investigates the effect of the presence of impurities or strengthening agents on the mechanical behaviour of widely distributed thermoplastic polymers. In this way, a model based on a micromechanical approach is carried out on such materials. However, the complexity of elastoviscoplastic behaviour, that involves the hereditary type of material and induces a space/time coupling, is due to the presence of delayed mechanical interactions that scale transition should try to take into account. Considering the complexity of numerical implementation in hereditary approaches, internal variables approaches are privileged for their numerical simplicity. Within this framework, this development is intended to provide a general approach to the problem of scale transition. It relies on a new integral formulation of Eshelby inclusion problem. Then homogenization stage is carried out according to two methods : Mori-Tanaka estimate and self-consistent scheme. The results are presented and compared with those of other models and experimental results. The application to the case of linear viscoelasticity, the model used in this study led to the exact solution referring to Rougier hereditary model (Laplace-Carson Transform). In the non linear viscoelastic area, and with the aim of an application for recycling, a series of trials was conducted on polypropylene charged with talc
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El, Gersifi Khalid. "Recyclage de tubes en matériaux composites fibres de verre utilisés dans les centrales de production d'électricité." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2002. http://www.theses.fr/2002ECAP0853.
Full textAbstract:
La valorisation des matrices époxyde renforcées par de la fibre de verre a constitué l'objet de ces recherches. La recherche bibliographique a permis d'aborder la notion de composite, d'étudier les différents modes de recyclage existant et les nouvelles matrices recyclables. La dépolymérisation par solvolyse des composites, dans un but de valorisation des produits résultants a été développée. La solvolyse des époxydes durcis anhydride est assez aisée. Le tétrabutylorthotitanate s'est révélé un catalyseur efficace. Tous les glycols peuvent être utilisés mais le dièthylèneglycol et la monoéthanolamine donnent les meilleurs résultats. La dépolymérisation est poussée jusqu'au stade monomère. Le glycolysat est constitué par des esterdiols, des tétraalcools et l'excès de glycol. Le solvant peut être éliminé par distillation sous vide, sans réactions de rééquilibrage. La solvolyse des matériaux composites est également réalisable. Les fibres de verres sont libérées facilement. Des échantillons de grande taille peuvent être traités. Après lavage et séchage, des fibres longues sont récupérées. Bien que les réseaux époxyde durcis amine ne contiennent pas de jonctions esters, la solvolyse conduit encore à une dépolymérisation, plus aisée lorsque le durcisseur est une amine aliphatique. La solvolyse de composites à matrice DGEBA durci amine aromatique conduit à la libération des fibres, mais polluées par des résidus organiques. Un essai de solvolyse avec la xylylènediamine a donné des résultats encourageants. L'utilisation du glycolysat comme glycol modifié pour traiter des déchets de PET a été étudiée. Les polyols résultants donnent des mousses polyuréthanes intéressantes. Des essais de valorisation du polyol en résine vinylester et polyester insaturé ont également été entrepris. Toutes les matrices époxyde contenant un site ester sont aptes au recyclage. C'est le cas notamment des résines cycloaliphatiques et ce, quelque soit le durcisseur associé.
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Ayadi, Farouk. "Etude des facteurs contrôlant le comportement mécanique des matériaux à base de farine de maïs." Thesis, Reims, 2011. http://www.theses.fr/2011REIMS033.
Full textAbstract:
Cette étude porte sur la relation entre la composition et les propriétés de matériaux à base de farine de maïs. Les lipides et les résidus cellulosiques jouent le rôle de défauts ; l’amidon contrôle principalement le comportement mécanique des farines plastifiées, notamment en ce qui concerne la variation des propriétés en fonction des conditions d’ambiance. Les interactions entre l’amidon, l’eau, et les plastifiants ont été explicitées par un diagramme de phase qui comporte deux transitions. Les différents phénomènes discutés dans la littérature (anti plastification – plastification – sursaturation) ont été mis en relation avec ce diagramme de phase. Les interactions entre l’amidon et les plastifiants, ont été interprétées par un concept de stœchiométrie de sorption, qui a été appliqué à trois plastifiants : le glycérol, l’éthylène glycol et le 1,3-propanediole. Un polycondensat amphiphile original, obtenu à partir d’acide itaconique, a été étudié, pour améliorer la compatibilité de systèmes hétérophasés amidon plastifié / polybutylène succinate. Son utilisation favorise la formation d’une morphologie co-continueThis present stydy investigates the composition-property of corn flour based materials. Lipids and cellulosic residue act like defects in these materials, starch controls the mechanical properties of corn flour based material and their variations with temperature and humidity. The interactions between starch, water and plasticizers have been highlighted in a phase diagram, in which we distinguished two transitions. The different phenomenons discussed in the literature (antiplasticization – plasticization – phase separation) were correlated with the phase diagram. The characterization of interactions between starch and plasticizers, by water sorption, was interpreted in terms of interaction stoichiometry. This method was applied for three plasticizers: glycerol, ethylene glycol and 1,3-propandiol; Amphiphilic polycondensates, obtained from itaconic acid, were used to improve the compatibilization of poly(butylene succinate) and glycerol-plasticized thermoplastic starch blends. Comptabilized blends presented a co-continuous phase
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Landreau, Emmanuel. "Matériaux issus de ressources renouvelables. Mélanges amidon plastifié/PA11 compatibilisés." Reims, 2008. http://theses.univ-reims.fr/exl-doc/GED00000801.pdf.
Full textAbstract:
Pour développer un matériau issu de ressources renouvelables, l'amidon plastifié a donc été mélangé au polyamide 11, issu de l'huile de ricin, dans le but d'améliorer ses propriétés mécaniques et sa résistance à l'eau. Malgré la forte polarité des liaisons amide, le mélange a besoin d'être compatibilisé. Les différents compatibisants étudiés sont des polysaccharides anioniques susceptibles de développer des interactions avec le polyamide et l'amidon: alginate de sodium, carraghenane et carboxymethylcellulose. Des tests en mélangeur interne montrent que seule la carboxyméthylcellulose (CMC) permet une amélioration effective des propriétés mécaniques des mélanges. L'optimisation de la quantité de plastifiant, de compatibilisant et du procédé de mélange permet d'obtenir un matériau contenant majoritairement de l'amidon plastifié (70%) qui conserve un allongement et une contrainte à la rupture élevée (130%, 15MPa) avec seulement 1% de CMC. Ces matériaux ont été réalisés en extrudeuse bivis afin d'être étudié en détail. La morphologie étudiée par: MEB, extraction sélective, rhéologie et résistance électrique; montre que le PA 11 forme une phase continue jusqu'à plus de 80% d'amidon plastifié. L'amidon forme des nodules sphériques qui percolent à partir de 30% d'amidon plastifié pour former une phase partiellement co-continue. Il subsiste cependant une fraction dispersée jusqu'à 80% d'amidon. La CMC diminue la tension interfaciale et ainsi diminuer la taille des nodules et de prévenir leur coalescence. Des tests de compostage sur les mélanges ont montré que la minéralisation de l'amidon est importante quelque soit sa proportion, mais que le PA reste inchangéTo develop renewable resources based material, plasticized starch were blend with polyamide 11, a bio-based polymer from castor oil, to improve its mechanical properties and water resistance. Through the high polarity of the amide group, the blends need a compatibilizer to be efficient. The different molecules tested are polysaccharides with anionic groups known to interact with polyamide: sodium alginate, carraghenan and sodium carboxymethylcellulose. Tests runs in blender show that only sodium carboxymethylcellulose (CMC) can improve blend tensile properties. Optimization of the plasticizer, the compatibilizer level and the blend process lead to a mainly starch based material (70%) with a high tensile strength (15 MPa) and elongation at break (130%) with only 1% of CMC. These materials were blends in a twin screw extruder to be studied. SEM, solvent extraction, rheology and electrical resistance mesurment show a continuous PA phase up to 80% of starch. The polysaccharide has a mainly nodular morphology with a partial percolation around 30% starch. Isolated nodules co-exist with a co-continous structure up very high starch content. CMC reduce interfacial tension and nodule size preventing their coalescence. Compostability test on blends, show that starch mineralization is complete whatever its concentration is, but PA remain resistant to biodegradation
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Chedly, Slaheddine. "Compromis choc acoustique des matériaux poreux : relations procédé – produit - performances." Reims, 2008. http://theses.univ-reims.fr/exl-doc/GED00000856.pdf.
Full textAbstract:
Dans le secteur automobile, la sécurité prend de l’ampleur depuis quelques années et les constructeurs automobiles s’investissent dans le développement des nouvelles technologies pour que leurs produits soient plus sûrs aux passagers. Dans le contexte normatif actuel concernant à la fois le choc piéton et le bruit des véhicules, la sélection de matériaux offrant un bon compromis entre ces deux aspects pour la conception des capots est au cœur des préoccupations des constructeurs automobiles. Une voie possible est l'utilisation de matériaux poroélastiques collés sous le capot moteur, qui offrent une bonne dissipation de l'énergie en cas de choc, et une bonne atténuation des ondes acoustiques émises par le moteur. Pour cela, une maîtrise des relations Procédé – Produit – Performances est nécessaire. Les outils de modélisation (Méthode de surface des réponses, le Krigeage,…) permettent de bâtir des modèles empiriques exprimant les performances choc et acoustique des matériaux poreux dans le but de quantifier les relations Procédé – Performances et Produit – Performances. Dans ce mémoire, le choix des entrées et des sorties et du type de la table d’expériences est une étape cruciale dans la perspective de construction des méta-modèles. Les algorithmes génétiques étaient un moyen efficace dans la recherche des compromis choc – acoustique des matériaux poreux vis-à-vis des conditions de mise en forme et des caractéristiques intrinsèques. La finalité de ce travail est la recherche du matériau idéal offrant des bonnes performances d’isolation du choc et d’absorption acoustique, en fonction des paramètres de mise en forme ou des caractéristiques poroélastiques, en restant dans l’espace de conception fixé au début de la démarcheIn car industry, security is an important subject in recent years and car manufacturers involve in the development of new technologies so that their products are more reliable for passengers. In the current context concerning both pedestrian shock and vehicles noise, materials selection offering good compromise between these aspects is an important concern of vehicle manufacturers. One possibility is the use of poroelastic materials stuck under engine cowling, which offer good energy dissipation upon impact, and good attenuation of acoustic waves emitted by the engine. For this, knowledge of Process - Product - Performances relationships is necessary. Modeling tools (Responses Surface Method, Kriging,…) are used to build empirical models expressing shock and acoustic performances of porous materials in order to quantify the relationship Process - Performances and Product - Performances. In this brief, the choice of inputs, outputs and experimental design type is crucial in the prospect of building meta-models. Genetic algorithms were effective tool when searching porous materials shock - acoustic compromise according to process conditions and intrinsic characteristics. The purpose of this work is searching ideal material offering good performances in shock absorption and acoustic isolation in the design area of design
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Marrot, Laetitia. "Contribution au développement de matériaux composites à matrices thermodurcissables biosourcées et renforcées par des fibres végétales." Lorient, 2014. http://www.theses.fr/2014LORIS333.
Full textAbstract:
De nos jours, une certaine prise de conscience des limites de notre environnement apparaît, motivée par l’épuisement des ressources fossiles et le changement climatique. Selon une démarche plus respectueuse de l’environnement, il est possible de remplacer les fibres de verre par des fibres végétales pour le renfort de matériaux composites. Les composites thermodurcissables permettent de cibler des applications structurales. Ces travaux de thèse ont pour objectif de contribuer au développement de composites à matrices thermodurcissables biosourcées et renforcées par des fibres végétales. Dans un premier temps, nous avons mis en évidence les caractéristiques des fibres de chanvre et les principales particularités microstructurales qui les différencient du lin. Les conséquences des itinéraires techniques spécifiques (type de défibrage et rouissage) des deux plantes ont été investiguées. Ensuite, nous avons montré des résultats favorables en termes de performances mécaniques et d’adhérence pour l’utilisation de matrices époxy et polyester biobasées renforcées par des fibres de lin. Néanmoins la nature du durcisseur de la résine époxy a une forte influence sur l’adhérence de la matrice avec la fibre de lin. Enfin, nous avons considéré des composites industriels à matrice époxy renforcés par des fibres de lin, avec des matrices pétrochimiques et biobasées. Nous avons pu valider le cahier des charges des propriétés mécaniques requises par des industriels du ferroviaire, automobile et mobilier avec des deux types de matrice. Malgré la présence de défauts variés, et en particulier des porosités, les composites ont été satisfaisants en traction et en flexion. La résistance à l’impact reste cependant une faiblesse chez ces biocompositesNowadays, depletion of fossil resources and climate change create a growing awareness of the limits of the environment. To be more respectful towards the environment, it is possible to replace glass fibers by vegetable fibers in the reinforcement of composite materials. Thermoset composite materials are well adapted for applications which require high performances. The purpose of this work is to help the development of thermoset composites reinforced with vegetable fibers. First, we highlighted hemp fibers characteristics and their main microstructural specificities, which make them different from flax. Consequences on hemp fibers of activities related to the harvesting steps like decorticating and retting have been investigated. Then, we found interesting results for the use of biobased epoxy and polyester resins in terms of mechanical performances and adhesion with flax fibers. It has been showed that the hardener nature of the epoxy matrix has an influence on the adhesion with a flax fiber. In the last section, we considered industrial composites reinforced with flax fibers with petrochemical and biobased epoxy matrices. We checked the specifications for the mechanical properties in automotive, railway transport and luxury furniture applications. In spite of several defects, especially porosities, the composites showed satisfying tensile and bending properties. Impact properties remained insufficient though
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Aït, Amer Abdelaziz. "Broyage et séparation des matériaux polymériques sans fragilisation cryogénique : approche fractographique du réacteur de division et transposition des techniques métallurgiques de séparation." Montpellier 2, 1997. http://www.theses.fr/1997MON20130.
Full textAbstract:
L'objet de cette étude est la séparation de matériaux polymériques par broyage sans fragilisation cryognénique. Une approche fractographique du réacteur de division a été réalisée par l'étude des faciès de rupture sous différents modes de contraintes. A basse température, les faciès de rupture des différents matériaux sont quasiment identiques pour une même sollicitation. A température ambiante, cette approche a permis de mettre en évidence des comportements mécaniques différents et notamment sous la sollicitation par choc. Ceci s'est traduit par des répartitions granulométriques différentes après broyage par percussion. La séparation s'effectue alors par une ou plusieurs opérations unitaires : Le broyage et la classification granulométrique. Pour un mélange de thermoplastiques provenant de déchets réels, nous avons conçu et étudié un schéma de séparation à partir de ces mêmes opérations unitaires.
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Hentati, Nesrine. "Matériaux composites à matrice organique pour garnitures de frein : analyse des liens entre le procédé d’élaboration, la microstructure, les propriétés et le comportement tribologique : analyse des liens entre le procédé d’élaboration, la microstructure, les propriétés et le comportement tribologique." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2014. http://www.theses.fr/2014ECLI0012/document.
Full textAbstract:
Les matériaux composites organiques pour garniture de frein à friction sont le fruit d’une élaboration complexe, composée d’une succession d’étapes (mélange de constituants, préformage à froid, moulage à chaud, post-cuisson) ce qui rend difficile la maitrise du lien entre procédé, propriétés et comportement de ces matériaux en particulier du fait des synergies entre les constituants formant le mélange d’une part, et entre la composition et le procédé de fabrication d’autre part. Les travaux de thèse se sont focalisés sur deux étapes de fabrication, le moulage à chaud et la post cuisson, avec l’objectif de mieux comprendre l’influence de certains paramètres du procédé de fabrication sur les performances des matériaux : la température et la durée de moulage à chaud, la durée de post cuisson. L’analyse a porté sur la compréhension des liens entre la microstructure, les propriétés, le comportement tribologique et les mécanismes de frottement et d’usure, par le biais d’une démarche expérimentale fondée sur des formulations matériaux simplifiées ainsi que sur des essais d’usure élémentaires, spécifiques aux sollicitations de freinageOrganic composite friction materials for brake lining result from a complex elaboration made up of successive stages (mixture of constituents, cold preforming, hot molding, post-curing) that makes difficult the mastery of the link between process, properties and behaviour of friction material, especially because of synergies between constituents on one hand, and between composition and manufacturing process on the other hand. Two manufacturing stages were involved in this study, the hot molding and the post-curing, with the aim of a better understanding of the influence of certain parameters of the manufacturing process: the temperature and the duration of hot molding, and the duration of post curing. The analysis has focused on the understanding the relationship between microstructure, properties, tribological behaviour and friction and wear mechanisms of materials.The experimental approach was based on the development of simplified formulations of friction material, and on an elementary wear test specifically designed for braking loadings
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Comuce, Maguy. "Caractérisation expérimentale et détermination des paramètres cinétiques de la décomposition thermique du polyméthracrylate de méthyle." Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2010. http://www.theses.fr/2010ESMA0020.
Full textAbstract:
Le travail réalisé s'inscrit dans le cadre du projet "Compfeu" de l'Agence Nationale de la Recherche, qui vise à proposer des modèles de simulation de la décomposition thermique des principaux matériaux de l'habitat en cas d'incendie. La présente étude a comme objectif le développement d'un modèle de pyrolyse du polyméthacrylate de méthyle (PMMA). Notre démarche de travail est innovante au sein de la communauté internationale, car elle repose sur une démarche multi-échelles, tenant compte de l'évolution des propriétés thermiques, physiques et chimiques au cours de la décomposition du matériau. Notre travail a consisté à connaître les propriétés physico-chimiques de notre matériau. L'étude de la décomposition thermique du PMMA sous atmosphères inertes et oxydantes a été réalisée à l'échelle de la particule par l'intermédiaire d'analyses calorimétriques différentielles, d'analyses thermogravimétriques couplées à différents dispositifs d'analyse de gaz pour différentes vitesses de chauffage. La décomposition thermique du PMMA a été complétée par une étude à l'échelle du matériau à l'aide du cône calorimètre, couplé à une chaîne analytique. L'étude, à l'échelle de la particule, nous a permis de proposer un mécanisme de décomposition thermique du PMMA sous atmosphère inerte et sous atmosphère oxydante. La vitesse de chaque réaction de ce mécanisme est décrite par la loi d'Arrhenius. La détermination de ces paramètres stoechio-cinétiques a été réalisée par la méthode d'optimisation des algorithmes génétiquesThe achieved work is part of the project "Compfeu" of the National Research Agency, which aims to provide models for simulating of the thermal decomposition of the main materials of the housing environment in case of fire. The present study aims to develop a pyrolysis model of the polymethylmethacrylate (PMMA). Our working approach is innovative in the international community, because it relies on a multi-scale approach, taking into account the evolution of the thermal, physical and chemical properties during the decomposition of the material. Our work was to know the physicochemical properties of our material. The study of the thermal decomposition of the PMMA under inert and oxidizing atmospheres was performed on the scale of the particle by means of differential scanning calorimetry, through thermogravimetric analysis coupled with various analytical devices for different heating rates. The thermal decomposition of PMMA was completed by a study on the scale of the material using the cone calorimeter, coupled with an analytical chain. The study, on the scale of the particle, has allowed us to propose a mechanism of thermal decomposition of PMMA in an inert atmosphere and under oxidizing atmosphere. The rate of each reaction mechanism is described by the Arrhenius law. The determination of these kinetics parameters and stoichiometric coefficient was performed by the optimization method of genetic algorithms
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Suc, Prat Sandrine. "Optimisation de matériaux organiques synthétiques destinés à l'élaboration d'isolateurs de ligne et d'isolateurs d'appareillage dans le cadre d'applications électriques haute tension." Clermont-Ferrand 2, 1998. http://www.theses.fr/1998CLF22019.
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Ce travail a porté sur l'optimisation de matériaux organiques synthétiques destinés à l'élaboration d'isolateurs de ligne et d'isolateurs d'appareillage utilisés dans le cadre d'application électrique haute tension. Cette étude se divise en deux partie : 1-L'optimisation des matériaux organiques entrant dans la conception de l'âme mécanique des solateurs d'ancrage : le jonc. Le remplacement de deux composants du mélange époxyde a permis la suppression d'un dégagement de dioxyde de carbone émis par le matériau stratifié époxyde gênant au cours de l'opération de moulage du revêtement protecteur élastomère. D'autre part, l'étude des propriétés mécaniques en flexion et en traction d'un jonc conçu avec un nouveau type de fibre de verre dit "direct" a permis le remplacement du renfort du jonc et a ainsi conduit à son optimisation. 2-L'étude de systèmes de vulcanisation par voie peroxydique des élastomères silicones a permis de distinguer deux classes de peroxydes en fonction de la température et donc sensible à la présence d'oxygène, a été particulièrement étudié par spectroscopie RAMAN. Le mode d'accrochage de charges renforçantes de type silice incorporée dans le mélange silicone a été mis en évidence. D'autre part, responsable d'un dégagement gazeux de polychlorures de biphényle, le peroxyde de 2,4 dichlorobenzoyle amorçant le mélange silicone utilisé entant que revêtement protecteur des isolateurs d'appareillage, a été remplacé par le peroxyde de dicumyle. L'étude se termine par l'incorporation d'un agent biocide au sein d'une formulation matrice silicone destinée à une utilisation en conditions extérieures
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Foulc, Marie-Pierre. "Etude du vieillissement hygrothermique de composites polyéthylène téréphtalate renforcés par des fibres de verre courtes." Montpellier 2, 2003. http://www.theses.fr/2003MON20179.
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Barbier, Sophie. "Étude des techniques de spectrométrie de plasma pour l'analyse de matériaux à spectres optiques complexes : application aux terres rares et aux matériaux plastiques." Thesis, Lyon 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LYO10279/document.
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La LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) est une technique d'analyse élémentaire basée sur l'exploitation du spectre d'émission optique issu de l'ablation laser d'un échantillon. Aujourd'hui, la LIBS ne s'est pas encore imposée comme une technique de choix pour la majorité des applications comme c'est le cas pour les techniques de plasma à couplage inductif. L'une des principales raisons à cela est la difficulté à fournir des mesures quantitatives justes. Il existe donc aujourd'hui une nécessité de mieux comprendre et caractériser les plasmas et les phénomènes issus de l'interaction laser-Matière sur tout type de matériaux pour améliorer les performances de cette technique analytique. Cette interaction laser/matière étant, de plus, spécifique au type de matériau analysé, il est indispensable d'étudier ces effets sur une vaste gamme de matériaux. Deux types d'échantillons ont donc été utilisés pour étudier les plasmas LIBS: des matériaux contenant des terres rares et des matériaux plastiques. Les travaux réalisés sur les terres rares ont permis de sélectionner des raies d'analyse « disponibles », c'est-À-Dire sans interférences spectrales provenant des autres éléments de cette famille et suffisamment sensibles pour réaliser une analyse quantitative. Cette étude a mis en avant le fait que les effets de matrice dus à la quantité de terres rares et à la nature de l'échantillon sont importants. Ces effets de matrice sont propres à chaque élément et à chaque matrice, ils sont donc à prendre en considération pour toute analyse LIBS d'un échantillon contenant plusieurs terres rares. Si l'accumulation d'un grand nombre de terres rares a un effet significatif sur le signal d'un de ces analytes, leurs présences en nombre et quantité limitée (2 à 4) donnent un effet compensable par étalonnage interne. Dans le cadre de l'analyse LIBS des matériaux plastiques, une étude détaillée du signal en utilisant différentes conditions de plasma a été réalisée. L'analyse quantitative s'est portée sur plusieurs éléments dont certains difficiles à exciter comme le brome et le chlore. Grâce à l'utilisation d'une atmosphère contrôlée d'hélium, la détection des halogènes employés comme retardateurs de flamme dans les plastiques, a été possible. Un important effet de matrice a été observé à 266 nm en comparaison avec les résultats obtenus à 532 nm. Cependant, ces différences marquées à 266 nm ont permis la discrimination des quatre familles de polymères étudiées. En présence d'hélium, des différences significatives ont été obtenues pour les rapports C2/He et CN/He. En les traçant l'un en fonction de l'autre, il est ainsi possible de discriminer les différents types de plastiques étudiésThe LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) technique is an elemental analysis technique based on the use of the optical emission spectrum from a sample of laser ablation. Today, LIBS has not emerged as a technique of choice for the majority of applications, as is the case for inductive coupled plasma techniques. One of the main reasons for this is the difficulty in providing accurate quantitative measurements. So there is now a need to better understand and characterize plasmas and phenomena from laser-Matter interaction on all types of materials to improve the performance of this analytical technique. This laser/material interaction is specific to the type of material analyzed, so it is essential to study these effects on a wide range of materials. Two types of samples have been used to study LIBS plasmas: materials containing rare earths and plastics. Work on rare earths were used to select the analytical lines free of spectral interference from other elements of this family and sensitive enough to carry out a quantitative analysis. This study highlighted the fact that the matrix effects due to the amount of rare earth and nature of the sample are important. These matrix effects are unique to each element and matrix, so they are to be considered in all LIBS analysis of a sample containing several rare earths. If the accumulation of a large number of rare earths (i.e 12) has a significant effect on the signal of the analytes, the effect of a limited number (i.e. 2 to 4) could be compensated by use on an internal standard. In the context of the LIBS analysis of plastic materials, a detailed study of the signal using different plasma conditions was performed. The quantitative analysis was focused on several elements, including bromine and chlorine which are difficult to excite. Through the use of a controlled atmosphere of helium, the detection of halogens used as flame retardants in plastics was significantly improved. An important matrix effect was observed at 266 nm in comparison with the results obtained at 532 nm. However, these differences at 266 nm allowed the discrimination of four families of polymers studied. In the presence of helium, significant differences were obtained for the C2 / He and CN / He ratios. This criteria was found to be relevant for the discrimination between the different types of plastics studied
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Haddou, Hakim. "Influence de la taille de grain et de l'énergie de défaut d'empilement sur l'état de contraintes internes développé au cours de la déformation plastique en traction simple et en fatigue oligocyclique (Alliages C. F. C. )." Compiègne, 2003. http://www.theses.fr/2003COMP1444.
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L'objet de ce travail porte sur l'étude des mécanismes de plasticité à l'échelle microscopique et plus particulièrement sur l'effet de la taille de grains et de l'énergie de défaut d'empilement sur l'écrouissage des polycristaux c. F. C. La démarche se veut essentiellement expérimentale, associant à des essais mécaniques originaux, une analyse statistique des structures de dislocations se développant en traction et en fatigue oligocyclique. L'analyse de l'écrouissage repose su la partition de la contrainte d'écoulement plastique-en deux contributions (contrainte interne, X et effective, ef). La loi de Hall et Petch a été appliquée et vérifiée sur la contrainte d'écoulement et ses composantes (X et Zef) à différents niveaux de déformation. Il est montré que cette sensibilité à la taille de grain diminue en fonction de la déformation plastique en stades II et III. Les deux composantes de la contrainte d'écoulement sont dépendantes de la taille de grain. Il apparaît néanmoins que la contrainte interne à longue distance est la plus sensible à ce paramètre métallurgique. L'influence de la déformation plastique et de la taille de grain sur la contrainte effective a été formalisée dans le cadre d'un modèle d'évolution des densités de dislocations. Il est montré, en particulier, que cette influence n'est active que lorsque la multiplication des dislocations se fait essentiellement aux joints de grains. Une décomposition additive des contraintes internes à longue distance en termes de contraintes intragranulaire et intergranulaire a été proposée. Celle-ci est basée sur l'hypothèse que seule la composante intergranulaire est affectée par la taille de gain. Les évolutions des X,neer et Xinfra déduites de la loi de Hall et Petch sous l'hypothèse précédente, ont été confrontées aux valeurs obtenues à l'aide du modèle composite et de la mesure des densités et distributions de dislocation. Cette confrontation a démontré que l'hypothèse formulée était valide en ce qui concerne les valeurs moyennes des contraintes internes à longue distance. Par contre, effet marqué de la taille de grain sur X ;,,ttCa est observé lorsque l'on considère, de façon statistique, l'influence de l'orientation cristallographique, en particulier pour les petites tailles de grains. Ces résultats démontrent que, bien que les incompatibilités de déformation intergranulaire diminuent de façon conséquente en fonction de la déformation lors des stades II et III, celles-ci sont toujours présentes pour des grandes déformations. Elles s'expriment sous la forme d'une dépend ce de X;,,t,a en fonction de l'orientation cristallographique et de la taille de grain.
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Marcos, Daniel. "Développement de MOULes INNOVants à haute conductivité thermique pour l’injection de matières plastiques fabriquées par Selective Laser Melting (SLM/LBM)." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018PSLEM080.
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Cette thèse a pour objectif de proposer des matériaux adaptés aux attentes d’une empreinte de moule pour l’injection plastique, fabriquée couche par couche par fusion sélective par laser ou « Selective Laser Melting » (SLM). La réalisation d’outillages à haute productivité demande de concevoir des moules à multi-empreintes, à forte dissipation thermique et tenue à l’usure de façon à résister à l’injection de polymères agressifs à haute transition vitreuse et renforcés de fibres de verre. Ces empreintes de moule doivent être à même de supporter de fortes cadences et des cycles thermiques contraignants. La solution proposée dans cette thèse est de travailler sur la mise en forme par SLM de matériaux à haute conductivité thermique et haute dureté. Un premier matériau du commerce répondant partiellement à la demande industrielle a été proposé. Il s’agit d’un acier faiblement allié (42CrMo4). Une caractérisation de la poudre issue d’une atomisation au gaz a été entreprise et ses caractéristiques de mise en couche ont été évaluées. Sa mise en forme par fusion laser a permis d’identifier un ensemble de jeux de paramètres viables, permettant la construction d’inserts à qualité métallurgique satisfaisante. La mise au point d’un traitement thermique approprié vient parfaire l’étude de cet acier. La dernière partie de cette thèse s’attache à proposer le meilleur « design » de poudre pour la mise en forme par SLM de cermets à base WC répondant complétement au cahier des charges industriels. Cette étude reste toutefois exploratoire et se focalise sur l’identification de mécanismes métallurgiques (réactions, changements d’état solide/liquide et liquide/vapeur,…), de phénomènes thermocapillaires et de transports de matière par convection gazeuseThe aim of this thesis is to propose materials adapted to the needs of a mold cavity for plastic injection, manufactured layer by layer by "Selective Laser Melting" (SLM). The production of high productivity tools requires the design of multi-cavity molds, with high heat dissipation and wear resistance to resist the injection of aggressive polymers with highglass transition and glass fiber reinforced. These molds must be able to with stand high rates and binding thermal cycles. The solution exposed in this thesis is to work on the fabrication by SLM of materials with high thermal conductivity and high hardness. At first, a commercial material partially meeting industrial demand has been proposed. It is a low alloy steel (42CrMo4). A characterization of the powder from a gas atomization was undertaken and its layering characteristics were evaluated. The experiences, of melting it with a laser, have identified a set of viable parameters, allowing the construction of parts with satisfactory metallurgical quality. The development of a suitable heat treatment completes the studyof this steel. The last part of this thesis consist in a proposition of a "design" of powder for the fabrication by SLM of MetalMatrix Composites, with WC base, fulfilling the industrial specifications. However, this study remains exploratory and focused on the identification of metallurgical mechanisms (reactions, changes in solid / liquid and liquid/ vapor states, etc.), thermo-capillarity phenomena and matter transport by gas convection
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Zhang, Xiaohui. "Manufacturing of hemp/PP composites and study of its residual stress and aging behavior." Thesis, Troyes, 2016. http://www.theses.fr/2016TROY0015/document.
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Depuis quelques années les matériaux composites à base de fibres naturelles sont de plus en plus utilisés pour les nouvelles performances qu’ils proposent. C’est surtout au niveau des fibres naturelles que de nouvelles propriétés sont proposées. Dans ce travail, nous nous sommes essentiellement intéressés aux fibres naturelles de chanvre. Ces fibres sont déjà fortement utilisées dans l’automobile et la construction. En Europe, ces fibres sont produites principalement en France et plus particulièrement dans l’Aube. Pour développer des agro-composites hautes performances, c’est sous la forme de fibres longues et de tissus que nous avons choisi d’orienter ce travail de thèse. Nous avons choisi la thermocompression pour élaborer des plaques avec des tissus de chanvre et une matrice en polypropylène (PP). Ce travail permet de voir l’influence des conditions d’élaboration sur le comportement mécaniques de ces agro-composites. Cette thèse permet aussi de voir l’effet du vieillissement aux UV et à l’Humidité sur les performances de ces matériaux. Enfin une analyse des contraintes résiduelles par la méthode du trou incrémental permet de voir leurs effets sur ces agro-matériauxIn recent years composite materials based on natural fibers are more and more used for their new performances. Natural fibers propose attractive environmental, mechanical and thermal properties.In this work, we are firstly interested in hemp fibers. These fibers are already used in the automotive and construction industry. In Europe, these fibers are produced mainly in France and especially in Aube. To develop agro-composites with high performances, we have focused this thesis on hemp woven. We chose to elaborate the plates with hemp woven and a polypropylene matrix (PP) by compression molding. This work allows us to see the influence of elaboration conditions on the mechanical behavior of these agro-composites. This thesis also allows us to see the effect of aging conditions UV and humidity on the performance of these materials. Finally an analysis of residual stresses determined by the hole drilling method is proposed to see their effects on the agro-materials
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Vissouvanadin, Soubaretty Bertrand. "Matériaux de câble à isolation synthétique pour des applications au transport d'énergie HVDC." Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1271/.
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Ce travail concerne le développement des câbles haute tension à courant continu (HVDC) à base de polyéthylène réticulé chimiquement (XLPE). Le développement de ce type de câble est confronté au problème d'accumulation de charges d'espace, lié à la nature des électrodes semi-conductrices et de l'isolant. Dans le cadre de cette thèse, la méthode électroacoustique pulsée (PEA) est utilisée pour étudier l'accumulation de charges d'espace dans les matériaux sur plaques modèles et sur câbles. Le rôle joué par les sous-produits de réticulation sur la formation d'hétérocharges est clairement mis en évidence par l'étude du conditionnement du XLPE. Un modèle basé sur une polarisation hétérogène est proposé pour expliquer la formation d'hétérocharges. Les résultats obtenus sur différentes formulations d'isolants montrent une implication certaine des additifs dans la formation de charges d'espace. L'étude réalisée sur les couches semi-conductrices a permis, par ailleurs, d'identifier l'impact des différents constituants (noir de carbone, matrice etc. . ) sur la formation de charges. Pour l'étude des câbles maquettes, une méthode de déconvolution des profils PEA tenant compte de la géométrie cylindrique, de l'atténuation et de la dispersion d'onde acoustique est d'abord mise au point. Les mesures sur des câbles maquettes non traités ont permis de mettre en évidence un déplacement du point de champ maximum depuis l'âme du câble vers le semi-conducteur extérieur du câble due à une accumulation massive d'hétérocharges au niveau de l'électrode externe. L'influence du gradient thermique sur l'accumulation de charges est également abordée dans ce travailThis work deals with the development of High Voltage Direct Current cables based Cross-linked polyethylene (XLPE). The development of such a cable is confronted to the problem of space charge build-up which is linked to the nature of the semiconducting electrodes and the insulating material. In the framework of this thesis, the pulsed electro-acoustic (PEA) method has been used to study space charge build-up in both plaque and model cables. The impact of cross-linking by-products on the heterocharges accumulation has been highlighted by investigations on XLPE conditioning. A model based on heterogeneous polarization has been established to describe heterocharges build-up. Results obtained on different insulating formulations have shown a clear impact of additives regarding space charge build-up. Furthermore, study of semi-conducting layers has enabled identifying the effect of the different compounds such as carbon black, polymer matrix on charges build-up. For model cables, a deconvolution method of raw PEA signal which takes into account the cylindrical geometry, the attenuation and the dispersion of acoustic waves has been developed. Measurements on non-treated model cables have shown a displacement of the point where the field is at maximum from the inner to the outer semi-conducting electrode. This is due to a massive heterocharges build-up adjacent to the external electrode. The impact of thermal gradient on space charge build-up has also been addressed in this work
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Didane, Nizar. "Elaboration et caractérisation fonctionnelle de matériaux polymères intumescents : application aux textiles de recouvrement." Thesis, Lille 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LIL10062/document.
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Ce travail se place dans le contexte de développement de nouveaux textiles ignifugés dédiés au recouvrement de sièges pour le secteur ferroviaire. Il porte plus particulièrement sur l’amélioration des propriétés au feu du poly (éthylène téréphtalate) (PET) par addition en voie fondue de retardateurs de flammes. Un mélange synergique d’additifs basé sur la littérature a été sélectionné (phosphinates de zinc et nanocharges OctaMethyl POSS) et a permis l’élaboration de multifilaments en PET ignifugé avec une teneur en additifs d’environ 10 % en masse. D’autres systèmes ignifugés à base de phosphinates de zinc ou d’aluminium et différents POSS ont été également étudiés. Les matériaux élaborés ont montré des comportements au feu distincts qui semblent liés d’une part à la dégradation thermique des nanocharges et les composés qu’ils libèrent et d’autre part aux réactions entre les POSS et le métal présent dans les additifs phosphorés. L’élaboration de multifilaments à taux de charges élevés (20 % en masse) a été étudiée avec des phosphinates de zinc ou d’aluminium qui sont respectivement fusibles et infusibles. Les modifications du comportement rhéologique du PET en présence des additifs ont étaient diminuées par l’incorporation du poly (butylène téréphtalate) (PBT). Des travaux sur l’ignifugation des textiles par mélange de fibres ou par enduction ont été menés et ont conduit à des résultats intéressants et complémentaires à l’étude par voie de filage. Les aspects de compatibilité et d’état de dispersion entre additifs et polymère et leur impact sur les propriétés physiques des matériaux fibreux ont été également étudiésThis work is dealing with the development of fire resistant covering textiles for railway field. It particularly concerns the improvement of poly (ethylene terephthalate) (PET) fire properties by melt blending fire retardants. Based on literature, a synergistic blend of additives has been selected (zinc phosphinates and OctaMethyl POSS nanofillers) and processed into PET multifilaments with 10% of loading content. Other fire resistant systems combining zinc or aluminium phosphinates with different POSS has been also studied. The developed materials showed distinct fire behaviours which could be related in one hand, to the released species of POSS through thermal degradation and on the other hand, to reactions between POSS and the metal element on the phosphorus-containing agent. The elaboration of highly loaded multifilaments (20 wt.%) has been studied with zinc or aluminium phosphinates which are respectively fusible and infusible. Rheological modifications occurred when fillers are added to PET and incorporation of poly (butylene terephthalate) (PBT) diminished the observed phenomena. Works on textile fire retardancy by fibres blending or back coating has been led and gave interesting results. Compatibility and dispersion state of fillers on polymer and their impact on the fibrous materials physical properties has been also studied