Suivi in situ d'endommagement dans les matériaux composites carbone/époxy par mesure des variations de propriétés électriques

• Auteur / Autrice : Jean-Christophe Abry
• Direction : Guy Giraud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 1

Résumé

Les problemes de controle non destructif de structures travaillantes en materiaux composites sont une realite largement reconnue. A cet egard, le developpement de techniques de suivi in situ de l'endommagement dans des structures en service presente un interet indeniable, et ce tant pour des raisons de cout que de fiabilite. Dans le cas de composites a matrices organiques et fibres de carbone (cfrp), l'utilisation des proprietes conductrices de la fibre peut se reveler comme une technique efficace en termes de detection de l'endommagement. En modifiant les chemins de conduction dans le materiau, ruptures des fibres, fissurations matricielles et delaminages sont effectivement susceptibles d'engendrer des variations de proprietes electriques constituant alors un indicateur d'endommagement. L'objectif de cette etude est d'evaluer les potentialites de ce type de technique pour le suivi de l'endommagement lors de sollicitations de flexion monotone et de fatigue. Apres une etude approfondie des mecanismes de conduction dans les stratifies carbone/epoxy, les resultats obtenus ont permis de mettre en evidence une tres bonne correlation entre les pertes de raideur du materiau et les modifications des proprietes electriques du composite. Des mesures en courant continu ont montre qu'il existait une relation de linearite entre les pertes de raideur du cfrp et les variations de resistance electrique, lorsque l'endommagement se manifeste sous la forme de ruptures de fibres. Ces essais ont de plus montre la tres bonne sensibilite de cette technique dans le cas de la detection d'endommagements microscopiques. Des mesures realisees en courant alternatif ont quant a elle permis la detection de degradations apparaissant sous la forme de fissurations matricielles et de delaminages.