Analyse par thermographie infrarouge de l'endommagement des structures composites sous sollicitations quasi statiques

Damage analysis in composite structures under static loading using infrared thermography

• Auteur / Autrice : Teddy Lisle
• Direction : Christophe Bouvet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie mécanique, mécanique des matériaux
• Date : Soutenance en 2014
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Endommagement, Mécanique de l' (milieux continus)

Thermographie

Composites

Mots clés libres

Thermographie Infrarouge

Matériaux composites

Rupture

Taux de restitution d'énergie

Résumé

La sensibilité des structures composites à la présence d'endommagements importants en zones singulières (trou, pointe d'entaille,. . . ) impose d'évaluer leur tolérance aux dommages. Dans ce contexte, ce travail s'attache à apporter des précisions quantitatives sur l'endommagement de ces structures à partir de la technique de thermographie infrarouge. Une première étude a été consacrée à la caractérisation des mécanismes de dégradation d'un stratifié tissé mince (verre/époxyde) sous sollicitations homogènes. En s'appuyant sur une approche calorimétrique locale, régie par le cadre de la Thermodynamique des Processus Irréversibles, les mesures thermiques sont utilisées pour localiser et quantifier les dissipations associées aux différents mécanismes de dégradation. Une démarche expérimentale est alors proposée pour évaluer le taux de restitution d'énergie dans plusieurs cas de fissuration. Dans un second temps, cette démarche est appliquée à l'étude de la fissuration de structures stratifiées constituées de plis unidirectionnels sous chargement de traction, puis de compression.

The sensibility of the composite structures in the presence of important damages in singular zones (hole, notch tip,. . . ) involves to estimate their damage tolerance. In this context, this work attempts to bring quantitative precision on the damage of these structures by the mean of infrared thermography. A first study was dedicated to the characterization of the degradation mechanisms in a thin woven laminate (glass/epoxy) under homogeneous loading. Founded on a local calorimetric approach, governed by the frame of the Thermodynamics of Irreversible Processes, the thermal measures are used to locate and quantify the dissipative energy associated with the various mechanisms of degradation. An experimental approach is then proposed to estimate the energy release rate in several cases of cracking. Secondly, this approach is used to study the rupture of laminated structures made of unidirectional plies under tensile loading, then compressive loading.