Thèse soutenue

Suivi en multidétection in situ des processus de polymérisation des systèmes époxydes pour matériaux composites

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Auteur / Autrice : Emmanuel Chailleux
Direction : Michelle Salvia
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Matériaux
Date : Soutenance en 2001
Etablissement(s) : Ecully, Ecole centrale de Lyon
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Ingénierie et fonctionnalisation des surfaces (Ecully, Rhône....-2003)

Mots clés

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Résumé

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Les matériaux composites à matrice organique bénéficient à la fois de bonnes propriétés mécaniques et de densités faibles. Ils sont désormais utilisés dans l'industrie comme pièces de structures primaires, en particulier pour des applications aéronautiques. Le vieillissement, le transfert de charge et le comportement hors axes sont directement dominés par les propriétés viscoélastiques de la matrice et donc par les conditions d'élaboration. Il y a donc un besoin croissant de capteurs, capables d'effectuer un contrôle in situ et en temps réel de la fabrication de ce type de matériaux. Cette étude propose de suivre les mécanismes de réticulation d'une résine époxy/amine en utilisant simultanément trois capteurs immergés dans le polymère. Le principe de fonctionnement du capteur fibre optique est basé sur la mesure de la distribution angulaire de la puissance lumineuse transmise par une fibre optique. Cette fibre est préalablement dénudée dans sa partie centrale et immergée dans la résine. Il est alors possible de suivre les variations de l'indice de réfraction du polymère. L'analyse diélectrique mutli-fréquences permet de concevoir un capteur in situ capable de mesurer la conductivité et la permittivité complexe du milieu environnant. La conductivité, paramètre lié aux mouvements des porteurs de charges, témoigne de l'avancement de la réaction. Les techniques ultrasonores sont généralement utilisées pour la caractérisation des propriétés mécaniques des matériaux. Pour cette application in situ, un implant piézo-électrique est immergé dans la résine en polymérisation. La mesure de l'impédance électrique aux bornes de cet élément permet d'accéder aux propriétés rhéologiques du polymère. Ces paramètres, déterminés simultanément avec les trois techniques, permettent de comprendre les différentes étapes de la réaction de réticulation du point de vue de la mobilité moléculaires, de la viscosité, de la densité et des propriétés mécaniques du matériau.