Etude comparative du comportement composites à matrice thermoplastique ou thermodurcissable

Comparative study of the behavior of thermoplastic or thermoset matrix comosites

• Auteur / Autrice : Jérémie Aucher
• Direction : Lakhdar Taleb, Benoit Vieille
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance le 08/12/2009
• Etablissement(s) : Rouen, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences physiques mathématiques et de l'information pour l'ingénieur (Saint-Etienne-du-Rouvray, Seine-Maritime ; ....-2016)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Groupe de physique des matériaux (Saint-Etienne-du-Rouvray, Seine-Maritime ; 1996-....)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Louis Billoët
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christophe Bouvet, Marie-Elodie Sellier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jacques Renard, Frédéric Thiebaud

Mots clés

Mots clés contrôlés

Composites

Mots clés libres

Thermoplastique

Thermodurcissable

Carbone/PPS

Carbone/PEEK

Carbone/epoxy

Température

Vieillissement humide

Thermoplastic

Thermoset

Temperature

Wet ageing

Résumé

Cette thèse consiste en une étude comparative des propriétés thermomécaniques de composites tissés à matrice thermoplastique (PEEK ou PPS) et thermodurcissable (époxy). Une analyse bibliographique a permis la comparaison les comportements des ces stratifies en fonction de la nature de la matrice, de la sollicitation et des conditions environnementales. Une étude expérimentale a conduit à une base de données des trois matériaux sous diverses sollicitations mécaniques (essais monotones élémentaires et structures) et différentes conditions environnementales (température et V.H.). Des essais sur assemblages boulonnes (simple et double recouvrement) ont également été réalisés. Une technique de mesure de champ par corrélation d’images numériques a permis d'étudier le comportement de stratifies troues. Enfin, un modèle de comportement élastoplastique orthotrope de stratifies tisses a matrice thermoplastique a été implémenté dans le code E.F. cast3m et valide pour différentes températures.

This PhD thesis consists in a comparative study of the thermomechanical properties of woven plies composites with a thermoplastic (PEEK or PPS) or a thermosetting (epoxy) matrix. A literature review allowed the comparison between the behaviors of these laminates depending on the matrix nature, the stress state and the environmental conditions. An experimental study led to a database of the three materials for different mechanical loads (monotonic and structural tests) under specific environmental conditions (temperature and wet ageing). Bolted joints tests (single bolt single lap and double lap) have also been performed. A digital pictures correlation technique permitted to study the behavior of circular notched laminates. At last, a model of orthotropic elastoplastic behavior for woven plies laminates with a thermoplastic matrix has been implemented in the F.E. code cast3m and has been validated for different temperatures.