Suivi du cycle de vie d'un composite CFRP hybride par mesure de résistance électrique

Life cycle monitoring of a CFRP hybrid comosite by electric resistance measurments

• Auteur / Autrice : Jihed Jellid
• Direction : Michelle Salvia
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Ecully, Ecole centrale de Lyon
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Matériaux Mécanique-Physique (Ecully, Rhône)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Émission acoustique

Résistance électrique

Polymérisation

Époxydes

Composites à fibres de carbone

Mots clés libres

Epoxy

Composite hybride

Résumé

Ce travail de Thèse traite de l’utilisation de la technique de la mesure de la résistance électrique dans un composite hybride : polymères renforcés par des fibres de carbone avec un alliage à mémoire de forme (TiNiCu) incorporé. La conductivité électrique du composite unidirectionnel époxy renforcé par des fibres de carbone sera étudiée en s’intéressant à l’influence de plusieurs paramètres : orientation des fibres de carbone par rapport au sens du courant, fraction volumique des fibres, dimensions de l’échantillon… A partir du moment où le facteur le plus important qui contrôle les propriétés de la matrice ainsi que de l’interface fibre-matrice la densité de la réticulation, qui résulte du procédé de mise en oeuvre, nous avons utilisé les fibres de carbone comme un capteur de suivi de réticulation de la matrice époxy. Les résultats seront comparés à des essais classiques sur DMA. Une autre approche consistera à mesurer la variation de la résistance électrique de l’alliage à mémoire de forme comme un moyen de suivi de réticulation. Dans la dernière partie, la possibilité de détecter l’endommagement dans le composite hybride soumis à une flexion trois points et ce en mesurant la résistance électrique et l’émission acoustique sur la face tendue de l’échantillon, ainsi que la possibilité de contrôle de la propagation de cet endommagement en activant l’alliage à mémoire, chauffé par effet joule a été étudiée.

This Thesis investigates the use of the electric resistance measurement technique in hybrid carbon fibre reinforced polymer/shape memory alloy (TiNiCu). The electric conductivity of the unidirectional carbon fibre reinforced epoxy will be treated by studying the effect of some parameters: carbon fibre orientation against current direction, carbon fibre volume fraction, dimensions of the sample… Since the most important factor which controls the properties of the matrix and of the fibre-matrix interface is the cross-linking density resulting from the manufacturing process, carbon fibres are used as sensors for the cure monitoring of the epoxy matrix. The results were compared to classical DMA technique. Another test consists in using the electric resistance variation of the SMA as a sensor for the cure monitoring. In the last part, the research dealt with the possibility to detect damage in the hybrid composite under bending stress by measuring the electric resistance variation and acoustic emission on the stretched side of the sample, and how to slow down the damage propagation by activating the memory alloy, heated by joule effect.