Recherche Avancée

Thèse soutenue

Etude thermodynamique d'une famille d'élastomères thermoplastiques

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Auteur / Autrice : Jean-Louis Saurel
Direction : André Chrysochoos
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique. Génie mécanique. Génie civil
Date : Soutenance en 1999
Etablissement(s) : Montpellier 2

Résumé

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Le calcul des pièces mécaniques en matières plastiques, qui sont des matériaux thermosensibles, nécessite parfois une modélisation thermomécanique du comportement. L'objectif de ce travail est d'aborder le comportement d'une famille d'élastomère thermoplastique, le pebax, à partir d'un bilan d'énergie expérimental. Celui-ci, déduit de l'évolution de la température de l'échantillon, doit nous permettre d'estimer les mécanismes dissipatifs et de couplage qui entrent en jeu dans un processus de déformation. L'analyse énergétique d'un grade rigide de pebax montre l'importance des phénomènes dissipatifs par rapport aux couplages thermomécaniques. Deux mécanismes dissipatifs sont mis en évidence selon le niveau de contrainte : l'un viscoélastique, l'autre de type viscoplastique. En particulier pour la durée des essais effectues dans le domaine viscoélastique, les mécanismes dissipatifs représentent environ 90% de l'aire de l'hystérésis mécanique. Nous avons pu montrer que les 10% restants ne correspondent pas a de l'énergie bloquée de manière irréversible mais a de l'énergie élastique encore stockée dans le matériau. En revanche dans le cas d'un grade plus souple de pebax, les mécanismes sont tels que la quasi-totalité de l'énergie mécanique est transformée en chaleur, essentiellement par l'intermédiaire des couplages thermomécaniques. Nous montrons que ces couplages ne se réduisent pas au couplage thermoelastique classique. Ensuite, nous rapprochons ce résultat du cadre de l'élasticité entropique. Dans les deux cas, les prédictions thermiques et énergétiques, de modélisations développes afin de décrire les comportements mécaniques, sont comparées aux résultats expérimentaux.