Etude Des Mécanismes Impliqués Dans la Dégradation Des Composites Renforcés À L'aide de Fibres de Verre PDF Download
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Author: Andrea Schütt Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 84
Book Description
Cette étude démontre que la dégradation des propriétés mécaniques des composites renforcés par des fibres est principalement due à une perte d'adhérence des fibres de renfort à la matrice résineuse.
Author: Andrea Schütt Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 84
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Cette étude démontre que la dégradation des propriétés mécaniques des composites renforcés par des fibres est principalement due à une perte d'adhérence des fibres de renfort à la matrice résineuse.
Author: Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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L'objectif de cette étude était d'étudier la dégradation des propriétés mécaniques de deux composites dentaires renforcés à l'aide de fibres de verre et principalement la détérioration de l'interface fibre-matrice. Des tests de "micro-extrusion" ont été utilisés pour mesurer l'adhérence des fibres à la matrice et des tests de nano-indentation ont été utilisés pour calculer les modules d'élasticité avant et après vieillissement. Les échantillons ("EverStick", StickTech, et "Vectris Pontic", Ivoclar-Vivadent) ont été stockés à sec, en milieu aqueux (37°C et 100°C) ou soumis à une procédure de vieillissement hydrothermique et mécanique (106 cycles, charge : 49N). Des coupes fines (100 μm) ont ensuite été préparées pour les tests de "micro-extrusion" et de nano-indentation. Les résultats ont montré que la résistance à la flexion des barres "EverStick" et "Vectris Pontic" était significativement réduite après vieillissement (p>0.05). Le stockage dans l'eau ainsi que le vieillissement hydrothermique et mécanique ont entraîné une diminution de l'adhérence des fibres à la matrice ainsi qu'une légère diminution des modules d'élasticité des matrices résineuses. Cette étude démontre que la dégradation des propriétés mécaniques des composites renforcés par des fibres est principalement due à une perte d'adhérence des fibres de renfort à la matrice résineuse.
Author: Vincent Pauchard Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 159
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L'objet de cette étude est la dégradation des composites unidirectionnels (UD) verre/époxy sous sollicitations environnementales (humidité) et mécaniques (fatigue en flexion longitudinale 0°) combinées. Dans ces conditions, il est établi que l'endommagement est largement tributaire de la rupture différée et diffuse de monofilaments sur la face en traction des éprouvettes. Ceci résulte de la propagation sous-critique des défauts superficiels du verre, dont la cinétique dépend fortement de l'environnement physico-chimique local et notamment de la concentration en eau. Sur la base de ces acquis, il a été entrepris une analyse multi-échelles du premier endommagement: (i) un modèle statistique de corrosion sous-contrainte a été validé sur mèches de fibres non imprégnées, au moyen d'essais de traction instrumentés en émission acoustique ; (ii) ce même modèle a été appliqué dans un Volume Elémentaire Représentatif au sein d'un composite, grâce à un dispositif de flexion instrumentée en analyse d'images ; (iii) une relation empirique simple entre le nombre de fibres rompues au centre et en surface de l'éprouvette et la raideur de celle-ci a permis de proposer une approximation analytique de la perte de raideur de la poutre de flexion sous sollicitation monotone ou statique ; (iv) les potentialités et les limites de ce modèle dans le cas de sollicitations dynamiques ont enfin été abordée grâce à un dispositif de fatigue en immersion. Il est apparu que cette approche permettait largement de rendre compte de l'effet de la température, du niveau de charge, de la fréquence et du rapport de sollicitation.
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Ce travail vise à étudier le comportement mécanique des composites renforcées par des fibres de lin ainsi que le comportement mécanique et hydrique des composites hybrides. Un taux de porosité élevée observée chez ces matériaux conduit à une dégradation des propriétés mécaniques. Des essais de traction et de flambement avec suivi par émission acoustique ont permis d'identifier les mécanismes d'endommagements qui règnent dans ces matériaux et à mettre en évidence leur chronologie d'apparition. Des observations microscopiques des faciès de rupture ont permis de valider ces résultats. Une optimisation des propriétés mécaniques et notamment en termes de réduire le taux de porosité a été testée et ceci en insérant des fibres de carbone dans la structure. Les résultats ont montré que la position des fibres de carbone est primordiale dans l'amélioration des propriété hydrique et mécaniques.
Author: Célia Badji Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 0
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Biocomposites are fiber-reinforced materials from renewable resources. These materials are an alternative to fiberglass or carbon reinforced composites. Indeed, their lightweight and interesting mechanical properties give them a growing interest in sectors such as building (decking, garden furniture) or automobile (door panels, dashboards). However, humidity, temperature and UV radiation are parameters that can compromise the physicochemical stability of biocomposites.The main objective of this thesis is to assess the biocomposites durability in their main conditions of use. For this purpose, these materials have been exposed for one year outdoors (deck boards) and under windshield glass (dashboards). The results showed that the mechanical performance of biocomposites was affected and greatly influenced by the type of exposure. On the other hand, the differences in color and crystallinity variations that differ between the two exposures suggest different degradation mechanisms that are very dependent on the conditions of use.Since biocomposites can be used in environments such as the passenger cabin, they can also be sources of pollutants in indoor air. The study of emissions of volatile organic compounds (VOCs) by biocomposites during their ageing under windshield glass allowed generating data necessary for the evaluation of the impact on the car indoor air quality of these new materials. However, the drastic increase of VOCs surface concentration during exposure suggests that weathering strongly affected biocomposites due to the sensitivity of the structural components of plant fibers to exposure conditions.Understanding of the degradation mechanisms can be carried out through the interpretation of the causal links between mechanical and microstructural properties, VOC emissions and visual appearance. Statistical treatment by Principal Component Analysis (PCA) revealed the links and relationships existing between the quantitative parameters.Natural weathering often requires long time of exposure for an efficient perception of the materials degradation. Thus, accelerated ageing in laboratory is more and more carried out in industry for time saving. In order to verify the representativeness of the degradation mechanisms occurring during exterior weathering by weathering chambers, a comparative study between the exterior aging and the artificial aging was carried out.
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L'utilisation des composites biosourcés dans des applications extérieures pour le génie civil pose le problème de leur durabilité dans les conditions d'utilisation, en raison de la forte hydrophilie des fibres naturelles. En effet, le comportement de ces composites en présence d'eau et d'humidité ou face aux contraintes thermiques et agressions biologiques est mal connu. L'objectif de cette thèse est d'étudier, par des analyses multi-échelles, la réversibilité des évolutions des propriétés de composites à matrice polyéthylène renforcée par des fibres courtes de lin. Pour ce faire, des cycles humidification/séchage ont été réalisés lors de vieillissement hydro et hygrothermiques, à 30 et 80°C. L'influence du taux de fibres et de la qualité de l'interface sur l'évolution de ces propriétés a été évaluée. De même, une étude de l'impact du développement microbien sur les composites a été réalisée pendant 6 mois. Après une caractérisation initiale des matériaux, les évolutions des caractéristiques cinétiques de coefficients de diffusion et de prise de masse au cours des vieillissements ont été évaluées. Ainsi, deux phénomènes antagonistes semblent gouverner l'évolution du coefficient de diffusion des composites. Dans un second temps, la caractérisation mécanique de ces composites au cours du vieillissement a permis d'identifier les phénomènes mis en jeu. Les évolutions du module mécanique à 30°C sont réversibles après séchage et sont attribuées à une plastification des microfibrilles de cellulose. Ces chutes s'accentuent et deviennent irréversibles à 80°C, mettant en évidence des dégradations plus importantes des matériaux. Dans un troisième temps, le phénomène de dégradation biologique de ces matériaux a été étudié. Il a été vérifié que les microorganismes sont responsables de consommation sélective de composants de fibres de lin et que leur croissance est favorisée par le taux de fibres dans le composite.
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L'objet de cette thèse est de proposer et d'identifier un modèle de comportement mécanique en fatigue écrit à l'échelle du pli ou de la couche composite élémentaire. Le modèle doit permettre de prédire l'évolution des dégradations mais également la résistance résiduelle. Les matériaux concernés par cette étude sont des composites renforcés par des tissus de fibres de verre bi ou tri axiaux. Ce travail exclue les zones de liaisons ou de reprise de pli où des contraintes hors plan engendrent des couplages forts entre endommagement intra et inter laminaires. Les principaux objectifs de la thèse sont de : - Identifier sur le matériau de l'étude les mécanismes d'endommagement et leur couplage en quasi-statique et en fatigue - Caractériser et modéliser la perte de rigidité engendrée par les mécanismes d'endommagement - Caractériser et modéliser les cinétiques d'endommagement en fatigue - Caractériser et modéliser les pertes de résistance engendrées par les mécanismes d'endommagement - Implémenter et tester le modèle proposé (ou celui retenu de la littérature et qui sera modifié si besoin) dans un code de calcul EF.
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Dans l’optique de la recherche de la performance des matériaux et de la maitrise des processus industriels de transformation, ce travail a pour objet l’étude expérimentale et la modélisation de l’écoulement des composites thermoplastiques dans les conditions industrielles de mise en forme par injection.La première partie traite de l'étude expérimentale dans les conditions industrielles de mise en forme par injection, du comportement rhéologique et de l’étude de l’écoulement, dans des géométries simples, des composites en polypropylène renforcé de fibres de verre courtes. Dans un premier temps nous avons mis en évidence l'influence des paramètres thermomécaniques de transformation par injection sur la viscosité et l’élasticité des différents matériaux à l’aide d’un rhéomètre en ligne. Ces essais ont montré que la viscosité des composites à l’état fondu évoluait, d’une manière non linéaire, en fonction de la température, le taux de cisaillement et le taux de fibres. Cette partie est complétée par une analyse des pertes de charges dans des conditions non isothermes. Par ailleurs, les résultats des mesures rhéologique, nous ont permis de déterminer une loi de comportement rhéologique thermodépendante du composite à différents taux de fibres. Cette loi nous a servi à la simulation de la phase de remplissage de l’empreinte du moule au cours du cycle de moulage par injection. Dans la seconde partie, nous présentons une étude expérimentale à la fois qualitative et quantitative de la distribution et de l’orientation des fibres au cours des différentes phases du moulage par injection. Nous avons mené une étude expérimentale de la distribution des longueurs des fibres au cours de la phase de plastification. Ces travaux nous ont permis de mettre en évidence l’incidence de certains paramètres de réglage de la presse sur la casse des fibres et situer les endroits critiques de la dégradation des fibres. Ensuite, nous avons réalisé une étude expérimentale approfondie de la distribution et de l'orientation des fibres dans des plaques injectées, en fonction des conditions d'injection, de la composition du matériau composite et de la géométrie de la pièce.Nous avons mis en évidence, la formation dans l’épaisseur de la plaque, d’une structure “coeur-peau” à cinq couches avec une couche centrale orientée transversalement à la direction d’écoulement, de deux couches intermédiaires orientées principalement dans la direction d’écoulement et enfin de deux couches de peau légèrement moins orientées que les couches intermédiaires. Les épaisseurs des ces couches varient en fonction des conditions d’injection (températures, vitesses).La dernière partie traite la simulation numérique de la phase de remplissage du processus de moulage par injection des composites en PP/FV, basé sur une loi de comportement rhéologique déduite de l’expérimentation. Nous nous sommes intéressés particulièrement à la prédiction de l’orientation des fibres de verre courtes dans une plaque rectangulaire injectée, en fonction des conditions d'injection (températures, pressions, et vitesses), de la composition du polymère et de la géométrie de la pièce. D’autre part, Nous avons mis en évidence d’influence des paramètres d’injection sur l’évolution de la pression, la température et la vitesse moyenne d’écoulement dans l’empreinte du moule. Les résultats de la simulation sont comparés aux mesures expérimentales.
Author: Andrea Schütt
Author: Andrea Schütt
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Author: Vincent Pauchard
Author: Meriem Fehri
Author: Célia Badji
Author: Hajer Rabii
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Author: Damien Caous
Author: Echaabi Jamal
Author: Mariam Benhadou