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Thèse soutenue

Analyse des relaxations enthalpiques, mécaniques et diélectriques pour l'étude du vieillissement d'assemblages collés structuraux

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Auteur / Autrice : Nicolas Caussé
Direction : Eric Dantras, Colette Lacabanne
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences et génie des matériaux
Date : Soutenance en 2012
Etablissement(s) : Toulouse 3

Résumé

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L'objectif de ce travail de thèse est d'analyser l'influence du vieillissement simulé en cyclage thermique sous vide sur des assemblages collés structuraux impliqués dans les applications spatiales. Le système étudié est un adhésif polyépoxy de formulation complexe, associé à des substrats aluminium. L'état initial de l'adhésif est dans un premier temps analysé par des techniques mécaniques, calorimétriques et diélectriques. Les réponses expérimentales complexes de l'adhésif en configuration opérationnelle sont résolues par une étude analytique avec séparation des principaux constituants de l'adhésif. Cette analyse de l'état initial indique une forte hétérogénéité de la structure aux échelles localisée et délocalisée. Elle montre une métastabilité de cette structure sous l'effet d'une première rampe en température au-dessus de la transition vitreuse du réseau. Par contre, une approche phénoménologique du vieillissement physique de l'adhésif montre que son incidence sur les propriétés des assemblages collés est limitée. L'influence de différents protocoles de vieillissement statiques et dynamiques est ensuite étudiée. Les effets du vide et de la température sont analysés lors de la comparaison entre les protocoles de vieillissement isotherme et en cyclage thermique. Le vide n'est pas identifié comme un facteur de vieillissement. La température maximale des cycles en température conditionne les effets du vieillissement sur les propriétés de l'adhésif et de l'assemblage. Les évolutions constatées de la structure de l'adhésif sont reliées à celles des assemblages collés. Elles restent toutefois limitées à une variabilité acceptable des propriétés fonctionnelles.