Gotowa bibliografia na temat „Structures hybrides et composites”

Les nanocomposites constitués de nanoparticules métalliques finement dispersées dans une matrice isolante suscitent un grand intérêt en raison de leurs propriétés optiques, électriques ou antibactériennes permettant une variété d'applications technologiques. Dans ce travail, nous nous intéressons aux composites hybrides à base d’ une matrice polymère élaborée par polymérisation par plasma froid (PECVD), imprégnée par la suite avec une solution de sel métallique qui est finalement réduit. Ces nanocomposites sont essentiellement étudiés pour leurs applications et peu d’ études portent sur leur structure chimique et morphologique.Dans ce travail de thèse, notre objectif est ainsi d’ étudier la dépendance des propriétés chimiques et morphologiques de tels matériaux composites vis-à-vis de la structure chimique du polymère plasma, de la nature des nanoparticules métalliques et des fonctions chimiques du polymère impliquées dans les interactions polymère / métal. La matrice sera aussi bien un polymère plasma qu’ un mélange de deux polymères plasma. L'objectif est alors de mieux comprendre la formation de ces nanocomposites, et de montrer leur intérêt dans différentes applications et notamment la détection d'ammoniac<br>Nanocomposites consisting of finely dispersed metal nanoparticles into insulating matrix are the focus of much attention because of their optical, electrical or antibacterial properties, allowing a variety of technological applications. In this work, we are interested in hybrid composites based on a polymer matrix synthesized by cold plasma polymerization (PECVD), subsequently impregnated with a solution of metal salt which is finally reduced. These nanocomposites are mainly studied for their applications and less focused on their chemical and morphological structure. In this work, our goal is to study the dependence of chemical and morphological properties of such composite materials on the chemical structure of the plasma polymer, the nature of the metal nanoparticles and the chemical functions of the polymer involved with the polymer / metal interactions. The matrix will be both a plasma polymer and a mixture of two plasma polymers. The objective is then to better understand the nanocomposites formation, and to show their interest in different applications particularly in the detection of ammonia gas

La dispersion des nanotubes de carbone (NTC) dans le polyfluorure de vinylidène (PVDF) est un grand défi pour avoir de meilleures propriétés diélectriques. Les hybrides, titanate de baryum (BT)-NTC, ayant une structure particulière sont révélés être efficaces pour l'amélioration de la dispersion de NTC dans la matrice de polymère et la réduction du seuil de percolation du matériau composite. Cette thèse vise à atteindre une haute performance diélectrique du composite via la conception de charges ayant une structure favorable ainsi que l'étude exhaustive de l'interaction entre les NTC et la matrice de polymère semi-cristallin.Dans le chapitre 1, un bref revu de l'état de l'art sur le contexte général des matériaux diélectrique est introduite ainsi les progrès récents dans ce domaine sont présentés pour mieux comprendre les composites et leurs application.Dans le chapitre 2, nous préparons deux types d'hybrides avec deux structures différentes. Les premiers hybrides sont préparés par un dépôt chimique en phase vapeur (CVD). Les BT forment le noyau de ces hybrides et les NTC croient dessus (H-NTC-BT). Les deuxième hybrides sont préparées par réaction hydrothermale où NTC sont revêtus par les BT (H-BT-NTC). Par la suite, nous préparons des composites avec une matrice de PVDF renforcés par les deux types d'hybrides déjà synthétisés cela en coulant la solution puis par extrusion-injection. En outre, les méthodes de caractérisation de la morphologie, des propriétés thermiques, diélectriques et la cristallisation sont également introduites dans ce chapitre.Dans le chapitre 3, les comportements diélectriques de H-NTC-BT/PVDF sont étudiés en détails. Une augmentation dramatique de la permittivité diélectrique est observée après le traitement thermique. Ce changement peut être dû à la réorganisation du réseau conducteur de NTC et la recristallisation de PVDF. Par la modélisation et la caractérisation expérimentale, Nous déduisons que cette augmentation significative de la permittivité diélectrique après le traitement thermique est dû au rétrécissement de la distance de NTC dans des couches amorphes voisine de PVDF d'un côte et au polymorphe β à l'interface NTC-PVDF d'un autre.Dans le chapitre 4, la dispersion des NTC dans la matrice du composite PVDF est étudiée par la conception de différentes structures. Tout d'abord, une comparaison du seuil de percolation de H-NTC-BT/PVDF calculé et celui déterminé expérimentalement est menée pour mieux comprendre la morphologie de H-NTC-BT. Ensuite, deux comparaisons sont menées:- La première compare les facteurs de transformation de la dispersion des NTC dans les composites H-NTC-BT/PVDF et NTC/PVDF cela en mesurant de la conductivité AC dans les différentes couches de ces composites.- La deuxième compare trois types de composites de PVDF renforcés par des hybrides ayant la même fraction volumique de NTC et BT mais des structures différentes. L'effet de ces différentes structures de ces hybrides est étudié en comparant leurs propriétés diélectriques.Pour finir une conclusion générale est présentée dans le chapitre 5 ainsi les perspectives prévues pour les travaux futurs<br>The dispersibility of carbon nanotube (CNT) in polyvinylidene fluoride (PVDF) is always a big challenge for the high dielectric property. Barium titanate (BT)-CNT hybrids with the special structure are proved to be effective for improving the dispersion of CNT in the polymer matrix and reduce the percolation threshold of the composite. This thesis aims to achieve high dielectric performance of composites via designing fillers with the favorable structure as well as comprehensively study the interaction between CNT and semi-crystalline polymer matrix.In chapter 1, we provide a general introduction about dielectric material's background knowledge. Meanwhile the development including recent breakthroughs and their applications for the dielectric field are also provided in this chapter.In chapter 2, we prepare two hybrids with different structures. The first hybrids are prepared by chemical vapor deposition (CVD) method. It is with the structure of BT as a core and CNTs growing outsides (H-CNT-BT). The second hybrids are prepared by hydrothermal reaction where BT particles coats outside CNT (H-BT-CNT). Meanwhile, we fabricate hybrids reinforced PVDF matrix composites by solution casting plus extrusion-injection way. Additionally, methods for characterization involving morphology, thermal and dielectric properties as well as crystallization are also introduced in this chapter.In chapter 3, the dielectric behaviors of H-CNT-BT/PVDF are studied concretely. A dramatic increment on dielectric permittivity is observed after the thermal treatment. This change may result from the reformation of CNT's conductive network and the behavior of PVDF's re-crystallization. By modeling work and experimental characterization, the shrinkage of the neighboring CNT's distance in PVDF's amorphous layers and the induced β polymorph at the CNT-PVDF interface may cause the significant increment in dielectric permittivity after the thermal treatment.In chapter 4, the CNT's dispersibility in PVDF matrix composites is studied by designing different structures. Firstly, a comparison between calculated and experimental percolation threshold of H-CNT-BT/PVDF is conducted for studying the morphology parameters of H-CNT-BT. Afterwards, two comparisons are conducted: one is between H-CNT-BT/PVDF and CNT/PVDF. The processing factors for the CNT's dispersibility are discussed via measuring the different layer's AC conductivity. The other is among three hybrids reinforced PVDF composites. The hybrids structure's effect the CNT's dispersibility is discussed via comparing the dielectric property of the composites with the same volume fraction of CNT and BT but different structures.In chapter 5, a general conclusion is formed according to the works and the perspective is provided for the improvement of the future work

Cette thèse porte sur le développement d'une stratégie pour la conception optimale des systèmes modulaires. Un système modulaire est un système constitué par des "unités élémentaires" (les modules) où chaque module est caractérisé par le même vecteur d'inconnues que peut prendre des valeurs différentes. L'optimisation d'un système modulaire est une tâche difficile que peut être mathématiquement formalisé comme un problème d'optimisation non-classique: le but est d'optimiser le système en fonction du nombre de modules N et en fonction de leurs paramètres constitutifs. D'un point de vue mathématique, cela signifie chercher une configuration d'optimum global sur un espace de recherche ayant dimension variable Nvar. On a besoin de concevoir une procédure que comprend le nombre de modules N parmi les variables de conception du problème et que doit être capable de traiter des variables de nature différente. Considérant tous les aspects précédents, on a décidé de développer une stratégie numérique dans le cadre des algorithmes génétiques (AG): on introduit la notion d'espèce et on développe des nouveaux opérateurs génétiques permettant la reproduction entre individus d'espèces différentes. Dans la deuxième partie, l'AG est appliqué à la solution de certains problèmes: la conception de stratifiés avec le nombre minimal de couches qui satisfont certaines symétries élastiques, la conception de structures composites renforcées de poids minimal, la conception optimale de stratifiés hybrides élastomère/composites et de stratifiés avec des patches élastomère afin de maximiser la capacité d'amortissement, l'identification des propriétés constitutives de dispositifs piézoélectriques.

Le procédé sol-gel permet la réalisation de matériaux optiquement performants et la possibilité d'intégrer diverses molécules dans ces systèmes ouvre les portes à des applications dans de nombreux domaines. Nous nous sommes intéressés en particulier à la réalisation de matériaux sol-gel monolithiques, fortement dopés avec des molécules actives, dans le cadre de la réalisation de limiteurs optiques performants dans le visible et dans l'infrarouge.La mise au point de procédés et de matrices sol-gel compatibles avec divers types de chromophores a tout d'abord été effectuée. Une investigation des paramètres expérimentaux et de la nature des précurseurs influençant la microstructure des matériaux a été réalisée, ainsi que la mise au point de méthodes de gélification accélérée capables de piéger efficacement les chromophores dans les matrices sol-gel même à de très hautes concentrations.Le dopage des matrices obtenues avec différents chromophores pour la limitation optique dans le visible et dans l'infrarouge s'en est suivi, avec une étude de l'impact des matrices sur les propriétés optiques des dopants. L'évaluation des performances en limitation a révélé les performances exceptionnelles des systèmes étudiés dans le visible, et des résultats prometteurs pour l'infrarouge.Enfin, la synthèse de nanoparticules d'or isotropes et anisotropes et leur incorporation dans les matériaux préparés a permis de mettre en évidence des effets d'exaltation importants sur les propriétés non-linéaires des chromophores au sein des matrices sol-gel et permettent d'améliorer les performances en limitation de manière considérable.

Cette thèse explore le comportement mécanique des joints et des poutres en composite bois-béton (TCC) collés par adhésif à travers des investigations expérimentales et numériques.Le comportement mécanique des joints collés par adhésif entre le bois (GL24h) et le béton auto-plaçant (SCC) formés par un processus de collage à sec ou humide est étudié. À cette fin, des essais de cisaillement double push-out ont été réalisés sur des joints TCC collés par de la résine époxy. Les résultats ont montré que le collage semble être une alternative réalisable aux moyens mécaniques pour produire des joints TCC secs et humides. Dans des conditions de bois sec, la résistance au cisaillement peut être considérée comme très satisfaisante, avec une plage de valeurs moyennes de 6 à 8 MPa. Le mode de rupture est principalement influencé par la rupture du béton et du bois.Une investigation expérimentale des caractéristiques de rupture, du glissement de l'interface, de la distribution des contraintes et de la réponse charge-déformation des poutres en composite bois-béton collées par adhésif, fabriquées selon des procédés humides ou secs, a été menée. Six poutres en composite bois-béton collées par adhésif à échelle réelle ont été produites avec une portée de 3,2 mètres et soumises à des essais de flexion à quatre points. Les poutres en composite bois-béton fabriquées par voie humide ou sèche ont révélé des modes de rupture distincts. Les résultats ont souligné le rôle critique de l'intégrité du collage pour garantir une action composite efficace et un mécanisme de contribution partagée. Les poutres en composite bois-béton fabriquées par voie humide ont présenté un collage rigide caractérisé par un alignement neutre et une distribution de charge uniformes le long de la portée de la poutre, tandis que les poutres fabriquées par voie sèche ont connu une séparation d'interface et une contribution de charge compromise, entraînant une réduction significative de la capacité de flexion ultime des poutres en composite bois-béton. Les résultats ont montré que les poutres en composite bois-béton fabriquées par voie humide et sèche présentaient des réponses de déflexion charge-mi-portée comparables avant la rupture, mettant en évidence un comportement uniforme et un alignement avec des caractéristiques totalement composites sous les charges imposées.De plus, un modèle analytique pour le calcul des poutres en composite bois-béton est présenté et validé. La base du modèle analytique est établie sur la méthode γ dérivée de l'Eurocode 5. Le modèle analytique est comparé aux résultats expérimentaux, mettant en évidence sa fiabilité et sa précision. Les réponses charge-déflexion, les distributions des contraintes de flexion et les charges de rupture ultimes sont capturées avec précision, affirmant la capacité du modèle à anticiper le comportement des poutres en composite bois-béton.En outre, un modèle d'éléments finis non linéaire tridimensionnel (FE) pour les poutres en composite bois-béton collées par adhésif est présenté. Le modèle analyse le comportement de déformation, la distribution des contraintes de flexion, la capacité ultime et les caractéristiques de rupture des poutres en composite bois-béton. Le modèle FE a prédit avec précision le degré d'action composite. Notamment, le modèle FE et le modèle analytique basé sur la méthode γ présentent une performance prédictive comparable en termes de déformation. Les résultats de la distribution des contraintes de flexion ont mis en évidence une correspondance étroite entre les simulations FE et les données expérimentales. De plus, le modèle FE a démontré son efficacité dans la prédiction de la capacité ultime des poutres en composite bois-béton et a capturé de manière cohérente les modes de rupture, indiquant sa fiabilité dans la simulation du comportement complexe des poutres en composite bois-béton<br>This thesis explores the mechanical behaviour of adhesively bonded TCC joints and beams Through experimental and numerical investigations.The mechanical behaviour of the adhesive bonded joints between timber (GL24h) and self-compacting concrete (SCC) set by the dry or wet bonding process is investigated. For this purpose, double push-out shear tests on TCC joints bonded by epoxy resin of adhesives were performed. The role of several variables was considered for both fabrication processes. These parameters were: variation of moisture content (m.c.) of timber, adhesive type, adhesive thickness, sand addition, concrete surface treatment, and scale of bonding length. The results showed that glueing seems to be a feasible alternative instead of mechanical means for producing dry and wet TCC joints. Under dry conditions of timber elements, the shear strength can be considered highly satisfactory, with a mean value range of 6-8MPa. The failure mode is primarily affected by concrete and timber failure. However, the findings confirm the hypothesis that increasing the moisture content of the timber before the glueing process significantly reduces the shear strength of adhesively bonded TCC joints by approximately 30% in certain instances.An experimental investigation of the failure characteristics, interface slip, strain distribution, and load-deflection response of adhesively bonded timber-concrete composite (TCC) beams fabricated using wet or dry processes was conducted. A total of six full-scale adhesively bonded TCC beams were produced with a span of 3.2 m and subjected to four-point bending tests. Wet and dry fabricated TCC beams revealed distinct failure modes. The results emphasized the critical role of bonding integrity in ensuring effective composite action and shared contribution mechanism. Wet-fabricated TCC beams exhibited a rigid bonding characterized by a consistent neutral axis alignment and load distribution along the beam span, while dry-fabricated beams experienced interface separation and compromised load-shared contribution, resulting in a significant reduction of the ultimate bending capacity of TCC beams. The outcomes showed that wet and dry TCC beams exhibited comparable load-to-mid-span deflection responses before failure, highlighting uniform behaviour and alignment with fully composite characteristics under the imposed loads.Furthermore, an analytical model for calculating TCC beams is presented and validated. The foundation of the analytical model is established upon the γ-method derived from Eurocode 5. The analytical model is compared with experimental results, highlighting its reliability and precision. Load-deflection responses, bending strain distributions, and ultimate failure loads are accurately captured, affirming the model's capability to anticipate the TCC beam behaviour.Additionally, a 3D non-linear Finite Element (FE) model for adhesively bonded Timber-Concrete Composite (TCC) beams is presented. The model analyzes the deformation behaviour, bending stress distribution, ultimate capacity, and failure characteristics of TCC beams. Despite the challenges that arose in cases of bonding failure, leading to exceptional deviations in behaviour, the results revealed a remarkable agreement between the predictions of the FE model and the outcomes of experimental tests. The FE model accurately predicted the degree of composite action. Notably, the FE model and analytical model based on the γ-method exhibit comparable predictive performance in terms of deformation. Bending stress distribution findings highlighted a strong correspondence between FE simulations and experimental data. Furthermore, the FE model demonstrated efficacy in predicting the ultimate capacity of TCC beams and consistently captured failure modes, indicating its reliability in simulating the complex behaviour of TCC beams

La recherche constante d’allégement de structure et d’optimisation des performances est à l’origine des matériaux hybrides. Ils sont définis comme la combinaison de deux matériaux (ou plus), ou la structuration d’un matériau dans un volume donné, selon une organisation et une échelle prédéterminée en vue de répondre à une application spécifique. De plus, l’essor récent de la fabrication additive permet d’entrevoir une liberté de conception inégalée. Ceci est à l’origine de matériaux hybrides tels que les structures lattices ; il s’agit d’un assemblage de micro-poutres ordonnées ou non visant à remplir un volume donné. Ce travail de thèse porte sur l’élaboration d’un matériau hybride métallique à squelette architecturé optimisé. Dans un premier temps, nous nous intéresserons à l’optimisation du squelette. Pour ce faire un modèle original de génération de structures lattices périodiques inspiré de la cristallographie sera proposé. Il permettra la génération d’une base de données de structures à laquelle seront ajoutées des structures lattices quasipériodiques. Dans un second temps, nous nous intéresserons aux performances de ces structures du point de vue du comportement mécanique et de l’infiltration de réseau poreux par un liquide. Dans les deux cas, des relations phénoménologiques seront déterminées afin de relier la rigidité à la densité relative, ou la remonté d’un front d’infiltration en fonction des caractéristique géométrique d’un squelette. Ces relations, via les paramètres qui les gouvernent, permettent de dégager l’influence de la topologie et donne lieu à des outils de sélection sous forme de cartes 2D. Les étapes de contrôle des structures par tomographie X, d’évaluations des propriétés mécaniques expérimentales et d’infiltration de réseaux poreux, rendent possible la confrontation avec les modèles proposés. Ces différents outils valident la topologie et l’échelle du squelette optimisé du point de vue mécanique et de l’infiltration. Pour finir, des composites associant un alliage d’aluminium et un squelette en Ti- 6Al-4V produit par fusion laser sélective, sont élaborées par creuset froid. Une analyse des porosités et de la métallurgie à l’interface Ti/Al révélera la viabilité du procédé, ainsi que l’influence des conditions d’élaborations sur les microstructures<br>The constant search for structural lightening and performance optimization is at the origin of hybrid materials. They are defined as the combination of two (or more) materials, or the structuring of a material in a given volume, according to predetermined organization and scale in order to respond to a specific application. In addition, the recent growth of additive manufacturing offers a new unmatched design freedom. This is at the origin of hybrid materials such as lattices; it is an assembly of micro-beams ordered or not to fill a given volume. This PhD work focuses on the development of a hybrid metallic material with optimized architectured skeleton. At first, we will focus on the optimization of the skeleton. To do this, an original model generation of periodic lattices inspired by crystallography will be proposed. It will allow the generation of a database of structures to which will be added quasiperiodic lattices structures. In a second time, we will focus on the performances of these structures from the point of view of: mechanical behavior and porous network infiltration by a liquid. In both cases, phenomenological relations will be determined in order to relate the rigidity to the relative density, or the rise of an infiltration front according to the geometric characteristics of a skeleton. These relationships, via the parameters that govern them, make it possible to identify the influence of the topology and give rise to selection tools in the form of 2D maps. The X-ray tomography control steps, evaluations of the experimental mechanical properties and infiltration of porous networks make possible the confrontation with the proposed models. These different tools validate the topology and the scale of the optimized skeleton from the mechanical point of view and the infiltration. Finally, composites combining an aluminum alloy and a Ti-6Al-4V skeleton produced by selective laser melting are produced by a cold crucible, Porosity and metallurgical analysis at the Ti / Al interface will reveal the viability of the process, as well as the influence of the processing conditions on the microstructures

Le contrôle non destructif par ondes guidées générées et détectées par des transducteurs ultrasonores à couplage par air, présente deux avantages majeurs. Le premier réside dans la capacité des ondes guidées à transporter l’information sur la qualité du milieu sur une grande distance. De plus, l’absence d’un milieu de couplage liquide entre les capteurs et le milieu à tester, rend le contrôle plus commode. Ce travail consiste d’abord à développer un procédé de simulation numérique qui prend en considération de nombreux paramètres du système de contrôle. Dans une optique de réduire le nombre de degrés de liberté, un modèle hybride a été développé qui consiste en une combinaison entre un modèle analytique basé sur l’intégrale de Kirchhoff pour la propagation des ultrasons dans l’air et un modèle éléments finis de la propagation des ondes guidées dans le matériau. La mesure des caractéristiques du transducteur à couplage par air (efficacité de l’émetteur et sensibilité du récepteur) permet, d’une part, de calculer la valeur exacte de la pression dans l’air et les valeurs exactes des champs de contraintes et de déplacements dans la structure, pour une tension et une fréquence d’excitation, et d’autre part, de remonter à la tension électrique aux bornes de ce récepteur pour une pression rayonnée par le matériau. Par suite, cette caractérisation rend possible la comparaison entre les prédictions numériques de la réponse (en niveau de tension) du système et les mesures expérimentales correspondantes. A la lumière du modèle numérique développé, une optimisation des paramètres du système de contrôle (angle, fréquence,diamètre, direction de propagation, champ proche et champ lointain) a été effectuée pour améliorer la pureté des modes guidés par le matériau. Une manipulation expérimentale, basée sur un transducteur à couplage par air pour l’émission et une sonde laser pour la réception, a été alors mise en place pour valider quelques prédictions numériques. Ensuite, on a étudié l’interaction des ondes guidées ultrasonores avec des défauts de type délaminage enfouis dans une plaque composite à symétrie quadratique. Pour cela, on a analysé la sensibilité des deux modes fondamentaux A0 et S0 au délaminage en terme de détectabilité. En parallèle, on a traité un problème inverse qui consiste à dimensionner un délaminage par le calcul du spectre fréquentiel du coefficient de réflexion. Enfin, on a mis en évidence le potentiel des transducteurs à couplage par air à ausculter des pièces aéronautiques impactées<br>Non-destructive testing (NDT) using guided waves generated and detected by air-coupled ultrasonic transducers have two main advantages. First, this non-contact technique without coupled medium allows obvious convenience of use. Moreover, the ability of guided waves to carry information about medium quality over long distance. In this context, a numerical model has been developed, which takes into account many parameters of the control system. In order to reduce the number of degrees of freedom, a hybrid model has been developed which consists of a combination between an analytical model, based on the Kirchhoff integral for the propagation of ultrasound in air and a finite element model for the propagation of guided waves in the material. The measured characteristics (efficiency and sensitivity) of two air-coupled transducers allow the prediction of the accurate values of the pressure of bulk waves generated in air and the measurement of the pressure of the radiated field in air by guided waves propagating in a structure. This process enables the comparison between predicted and measured guided waves modes. Based on the hybrid model, an optimization of the parameters of the control system (angle, frequency, diameter, direction of propagation, near and far field) was performed to improve the purity of guided modes along the material plate. To validate some numerical predictions, an aircoupled ultrasonic transducer is used and oriented at a specific angle chosen for generating one specific Lambmode guided along a composite plate sample, and a laser probe measures the normal velocity at different locations on the surface of the plate. Then, the interaction of ultrasonic guided waves with delamination in acomposite plate was studied. In particular, the sensitivity of the two fundamental modes A0 and S0 was analyzed in order to predict the detectability of the defect. In parallel, the inverse problem is solved and the defect size is quantified by calculating the spectrum of the reflection coefficient. Finally, the potential of air-coupled transducers to examine an aircraft structure, has been demonstrated

A la suite des propositions de la commission européenne, visant à concrétiser les objectifs de réduction des émissions de dioxyde de carbone (CO2) des voitures. Pour atteindre cet objectif, les constructeurs automobiles doivent réduire le poids de la voiture. Ainsi l'équipementier FAURECIA, fabricant de sièges de voiture désire remplacer les structures métalliques par des structures hybrides plastique-métal (PMH). Et en plus, il désire également utiliser un matériau composite en remplacement du métal pour diminuer le poids et utiliser la technique du plasma atmosphérique pour améliore le force d'adhérence à l'interface de pièce structure hybride.C'est dans ce contexte que nous avons étudié des effets de plasma traitement sur l'adhérence dans la structure hybride pour proposer la meilleure condition de traitement. L'objectif de ce travail était de caractériser l'effet de plasma traitement par détermination des paramètres dans le processus de traitement telle que la vitesse de balayage, la distance entre le substrat et la torche plasma et le nombre de passages de la torche, puis de prédire l'initiation du délaminage sous chargement quasi-statiques dans l'éprouvette de simple recouvrement par l'utilisation le critère de la rupture. Un autre objectif était d'étudier les modèle micromécanique pour évaluer la fiabilité de leur. Et ils seront appliqués pour prévoir les comportements mécaniques de matériau thermoplastique renforcé par fibre de verre court. Afin d'atteindre les objectifs présenté, les plusieurs essais telles que l'essai de traction, l'essai simple recouvrement et l'essai de l'ARCAN-Mines sont été réalisé. En parallèle, les techniques de l'émission acoustique (EA), du rayonnement infrarouge (RI) et de la microscopie optique ont été utilisées pour suivre les mécanismes de la rupture de l'éprouvette étudiée. En enfin, la méthode des éléments finis a été utilisé pour simuler les essais et pour permettre de vérifier la fiabilité du critère de rupture<br>Following the proposals of the European Commission, to achieve the goals of emission reduction of carbon dioxide (CO2) from cars. To achieve this objective, automakers must reduce the weight of the car. Thus the supplier Faurecia, manufacturer of car seats desires to replace metal structures by structure plastic-metal hybrid (PMH). And they desire also to use a composite material to replace metal in order to reduce weight. Moreover in order to improve the adhesion strength at the interface piece hybrid structure,Atmospheric plasma technique was used.In this context, we studied the effects of plasma treatment on term of adhesion in the hybrid structure in order to provide the best condition of treatment. The objective of this study was to characterize the effect of plasma treatment by determination at the parameters in the process such as the scanning speed, the distance between the substrate and the plasma torch and the number of passes of the torch, then to predict the initiation of delamination under quasi-static loading test in specimen of single lap shear by using the criterion of rupture. The other objective was to study the micromechanical model to assess the reliability of them. And they will be applied to predict the mechanical behavior of Short Glass Fiber reinforced thermoplastic. In order to achieve the objectives presented, the several tests such as tensile test, single lap shear test and ARCAN-Mines test have been executed. In parallel, techniques acoustic emission (AE), infrared radiation (IR) and optical microscopy were used in order to follow the failure mechanisms of the specimen studied. Finally, the finite element method was used to simulate the tests and allow to verify the reliability of the failure criterion

Malgré l'intérêt croissant que représente dans le domaine de l'emballage alimentaire la conception raisonnée de structures composites aux propriétés de transfert contrôlées, la compréhension des transferts de gaz et de vapeurs avec l'ajout de particules dans des polymères reste complexe. En vue d'apporter un nouvel éclairage à ce verrou scientifique, les travaux de thèse se sont focalisés sur les trois parties suivantes : - contribuer à une meilleure compréhension des transferts de matière dans les composites. Pour ce faire, une analyse exhaustive des données expérimentales de transfert de gaz et de vapeurs disponibles dans la littérature a été menée pour les nano- et micro-composites et une comparaison de ces données a été réalisée avec des modèles de tortuosité, basés sur des paramètres géométriques ; - comprendre et modéliser la perméabilité dans des composites avec deux phases perméables. Pour cela, les transferts de vapeur d'eau dans un composite (fibre de paille/bio-polyester) chargé avec des particules perméables ont été mesurés et décrits en détail, et une comparaison de ces données avec des modèles analytiques issus d'autres champs disciplinaires, prenant en compte la perméabilité dans la particule et dans la matrice, a été menée. Cette étude a mis en avant le manque de modèles adaptés pour la prédiction de la perméabilité dans les composites contenant des particules perméables ; - développer une nouvelle approche multi-échelle pour la prédiction de la perméabilité dans des composites prenant en compte les propriétés de transfert dans les particules et dans la matrice polymérique avec une représentation 2D de la structure du composite. Afin d'atteindre un niveau satisfaisant de validation du modèle, la détermination des paramètres expérimentaux tels que la diffusion dans les particules doit être améliorée. Cette nouvelle approche de modélisation ouvre la voie à la création d'outils d'ingénierie inverse pour le design de structures composites, ajustés aux besoins des aliments en termes de propriétés barrières<br>Despite the global growing interest in the food packaging field for the design of tailored composite structures with controlled mass transfer properties, the understanding of the modulation of the mass transfer properties with the incorporation of particles in polymer still remains very complex. In order to throw light on this scientific problem, the thesis work was focused on the following parts: - providing a better understanding of mass transfer in composites. In this purpose an analysis of all experimental gas and vapour permeability data available in the literature has been carried out in nano- and micro- composites and a comparison of these data with predictions from tortuosity models based on few geometrical inputs has been achieved; - performing a detailed study of water vapour mass transfer in composites (wheat straw fibres/bio-polyester). These data were compared with the prediction of bi-phasic analytical models coming from other disciplinary fields. This part of the work has highlighted the lack of comprehensive and complete models for the prediction of permeability in composite with permeable particles; - developing of an innovative multi-scale approach for the prediction of mass transfer in bi-phasic composites considering both the particle and the polymer matrix properties with realistic 2D geometry of the composite structures has been proposed. For the sake of reaching a satisfactory validation level of the model, some experimental improvements are still needed to increase the accuracy of input parameters such as diffusivity of the particles.This new modelling approach open the way for the creation of a reverse-engineering toolbox for the design of tailor made composites structures, tightly adjusted to barrier properties requirements of the packed food