Etude de l'endommagement en sommet de fissure dans les polymères amorphes renforcés ''choc'' par nodules d'élastomère

Study of the damage near the crack tip in rubber toughened amorphous polymers

• Auteur / Autrice : Olivier Bondil
• Direction : Christophe Fond, Robert Schirrer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie physique
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plasticité

Fragilité

Ductilité

Polymères -- Rupture

Polymères

Résumé

Une matrice polymère amorphe renforcée de nodules en élastomère peut dissiper l’énergie de trois façons différentes lorsqu’elle est soumise à une contrainte : par craquelage de la matrice, par déformation plastique de la matrice, par développement de cavités dans l’élastomère. L’étude de la zone de progression qui précède le sommet de une fissure implique à la fois des travaux expérimentaux (essais à champs uniformes et de rupture), ainsi que des travaux de modélisation aux échelles microscopiques et macroscopiques (méthodes numériques et analytiques). L’objectif est d’améliorer la connaissance de la compétition entre ces trois phénomènes ainsi que la compréhension de la transition Ductile-Fragile de ces matériaux, en vue d’une réduction de leur domaine de fragilité. L’aspect expérimental de notre étude nous permet, au moyen de matériaux modèles, de nous confronter directement au problème de transition Ductile-Fragile, et de vérifier des prévisions. La modélisation numérique nous permet de déterminer les paramètres micromécaniques de premier ordre des différents phénomènes de dissipation d’énergie et de la transition Ductile-Fragile.

Under stress, rubber toughened amorphous polymers have three ways to dissipate energy: crazes in the matrix, plasticity in the matrix, and cavitation in the rubber particles. The study of the processing zone ahead the crack tip implies both practical work (homogeneous fields tests and crack tests) and numerical treatment at microscopic and macroscopic scales (numerical and analytical methods). The goal is to achieve a better knowledge of the nature, interactions and efficiency of the dissipating phenomena and of the Ductile-Brittle transition of those materials, and then reduce their brittle zone. Practical works on model materials allow the study of the Ductile-Brittle transition and the verification of the numerical predictions. Numerical treatments allow the determination of the first order micromechanical parameters of the different dissipative phenomena and Ductile-Brittle transition.