Modélisation multi-échelle de l’imprégnation d’un milieu fibreux : morphologie, mouillage et perméabilité
Auteur / Autrice : | Valentin Rougier |
Direction : | Joël Bréard, Moussa Gomina |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Mécanique des Fluides, Énergétique, Thermique, Combustion, Acoustique |
Date : | Soutenance le 18/01/2021 |
Etablissement(s) : | Normandie |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale physique, sciences de l’ingénieur, matériaux, énergie (Saint-Etienne du Rouvray, Seine Maritime) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire ondes et milieux complexes (Le Havre, Seine-Maritime) |
Jury : | Président / Présidente : Sylvain Drapier |
Examinateurs / Examinatrices : Christophe Binétruy, Philippe Boisse | |
Rapporteurs / Rapporteuses : José Bico, Véronique Michaud |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
L'imprégnation de tissus, préformes fibreuses à double échelle couramment utilisées pour renforcer des composites, reste aujourd'hui un processus mal maîtrisé. Le recours croissant à des fibres naturelles d'origine végétales, qui présentent des spécificités comme leur sensibilité à l'humidité, accentue la nécessité d'une meilleure compréhension des phénomènes mis en jeu. Cette thèse a permis de mettre en avant l'importance de la double échelle de pores au sein des tissus, souvent ignorée par les modèles alors qu'elle influence la plupart des phénomènes rencontrés. La morphologie des pores a été caractérisée par analyse d'image quantitative, et la microstructure des préformes fibreuses a pu être extraite de simulations numériques de leur comportement mécanique. Une attention particulière a ensuite été portée sur l'influence de la capillarité au sein des mèches. L'étude détaillée de la dynamique du mouillage a permis d'identifier une transition dans les modes de dissipation, liée à la vitesse de la ligne triple, et que l'on retrouve à une échelle macroscopique lors de l'infiltration. La modélisation de la perméabilité d'un milieu à double échelle, associée à une détermination de la pression capillaire en régime dynamique, a finalement mené à l'établissement d'un modèle décrivant l'imprégnation d'un milieu unidirectionnel pour un régime spécifique d'écoulement.