Influence de la matrice sur le comportement mécanique de matériaux composites verre/polyester utilisés en construction navale de plaisance : cas des résines polyester limitant les émissions de styrène

Mechanical behaviour of glass/polyester composite materials used in pleasure boat industry : influence of the matrix properties in relation to low styrene emissions resins

• Auteur / Autrice : Yves Perrot
• Direction : Christophe Baley, Peter Davies
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Lorient

Mots clés

Mots clés contrôlés

Environnement

Styrène

Polyesters

Propriétés mécaniques

Composites à fibres

Analyse

Matières plastiques renforcées à la fibre de verre

Construction

Bateaux à voiles

Mots clés libres

Endommagement

Résumé

Les travaux réalisés concernent la caractérisation des matériaux composites verre/polyester utilisés en construction navale de plaisance. Plus précisément, les propriétés des résines polyester limitant les émissions de styrène sont étudiées. Des essais physico-chimiques et mécaniques ont tout d'abord permis de mieux comprendre le rôle joué par les constituants de base (matrice, fibres et interface fibre/matrice) au sein d'un composite. Ensuite, une étude des mécanismes d'endommagement, de résistance au délaminage et de résistance au choc a été réalisée pour des stratifiés monolithiques. La question de la durabilité a aussi été abordée en regardant l'influence de l'environnement marin au travers deux paramètres : la température de sollicitation et le vieillissement en eau de mer. Enfin, un passage matériau/structure est effectué en s'appuyant sur trois points : l'influence des conditions de mise en oeuvre (reprise de stratification), le comportement de panneaux soumis à une pression uniforme et les règles de dimensionnement. Il en ressort qu'une approche multidisciplinaire intégrant plusieurs échelles d'investigation est particulièrement pertinente pour appréhender les spécificités liées à l'étude des matériaux composites.

The work performed in this study is concerned with the characterization of glass/polyester composites for the pleasure boat industry. In particular the properties of polyester resins limiting styrene emissions have been evaluated. Physico-chemical and mechnanical tests were first performed in order to understand the roles played by the constituants (matrix, fibres and fibre/matrix interface). Then a study of damage mechanisms, delamination and impact resistance, was carried out on composite specimens. Durability and the influence of the marine environment was also examined through two parameters, temperature and sea water aging. Finally the transfer from material to structure was illustrated through three aspects : the influence of fabrication (over-lamination), the behaviour of panels subjected to uniform pressure loading, and the design rules. The results of the study show that a multi-disciplinary approach, including investigation at different scales, is necessary to understand the specific characteristics of these composite materials.