Etudes expérimentales des couplages thermomécaniques par méthodes optiques et par thermographie infrarouge, applications aux polymères

• Auteur / Autrice : Grah Robert Tié Bi
• Direction : Fabrice Brémand
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie mécanique, productique, transport
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Poitiers

Mots clés

Mots clés contrôlés

Solides -- Propriétés mécaniques

Thermodynamique hors équilibre

Thermométrie

Contraintes (mécanique)

Déformations (mécanique)

Résumé

L'etude des couplages thermomecaniques au cours de sollicitations mecaniques necessite la determination simultanee de la deformation, de la contrainte et de la temperature. Pour les materiaux comme les polymeres, il est fortement recommande d'utiliser des methodes sans contact telles que les methodes optiques. La methode de correlation numerique des champs de granularite en lumiere blanche et le suivi des marqueurs ont ete retenues pour la mesure des deformations. La premiere, pour une etude sur tout un champ et la seconde pour une etude locale et pour la determination des variations de volume. La mesure de la temperature est realisee grace a une camera infrarouge. Pour reduire le bruit sur le champ thermique, nous avons propose une methode de filtrage passe bas spatio-temporel. Le dispositif ainsi constitue a ete employe pour l'etude de quatre polymeres : le pmma, le pvdf, le ps choc et le pa11. Pour chacun de ces materiaux, le seuil de reversibilite du comportement est marque par l'inversion du sens de variation de la temperature de l'echantillon. Avant ce seuil, les polymeres sujets a d'importants mouvements macromoleculaires (pmma et pvdf) a temperature ambiante (21\c) ont des comportements thermomecaniques fortement non-lineaires. Pour les deux autres, l'absence de ces mouvements moleculaires justifie leurs comportements lineaires dans leurs domaines reversibles. Dans le domaine post ecoulement plastique, l'elevation de temperature est reliee aux cisaillements des cristallites des zones cristallines et a la microcavitation des zones amorphes. Ce dernier phenomene s'accompagne de dilatation volumique importante. Moyennant certaines hypotheses, des bilans energetiques globaux pour le ps choc et le pa11 et partiel pour le pmma et le pvdf ont ete realises.