Thèse soutenue

Mécanismes d’endommagement du polyamide-66 renforcé par des fibres de verre courtes, soumis à un chargement monotone et en fatigue : Influence de l’humidité relative et de la microstructure induite par le moulage par injection

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Auteur / Autrice : Muhamad Fatikul Arif
Direction : Fodil MeraghniJoseph FitoussiNicolas Saintier
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique-matériaux
Date : Soutenance le 25/03/2014
Etablissement(s) : Paris, ENSAM
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur (Paris)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Etude des Microstructures et de Mécanique des Matériaux (Metz ; 2011-....)
Jury : Président / Présidente : Habibou Maitournam
Examinateurs / Examinatrices : Fodil Meraghni, Joseph Fitoussi, Nicolas Saintier, Lucien Laiarinandrasana, Gilles Robert
Rapporteurs / Rapporteuses : Cetin Morris Sonsino, André Chrysochoos

Résumé

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Le présent travail s'appuie sur une approche expérimentale étendue visant l'identification des mécanismes d'endommagement en chargement quasi-statique et en fatigue du PA66/GF30, en prenant notamment en compte l'influence de la teneur en eau et de la microstructure induite par le moulage par injection. Les essais et les observations in situ au MEB mettent en exergue le rôle déterminant de l'humidité relative sur l'initiation, le niveau et la chronologie de l'endommagement. Une analyse par micro-tomographie aux rayons X sur des échantillons ayant subi un chargement de fatigue montre que l'endommagement augmente continuellement et progressivement au cours de la fatigue, et plus significativement dans la deuxième moitié de sa durée de vie. Les résultats obtenus en quasi-statique et en fatigue révèlent des mécanismes d'endommagement similaires, notamment une décohésion des interfaces fibre/matrice. Une chronologie générale de l'endommagement est établie. Celui-ci s'initie en extrémités de fibres ou plus globalement là où les fibres sont relativement proches les unes des autres. Il s'ensuit des décohésions interfaciales se propageant le long des fibres. A une contrainte en flexion plus élevée, des microfissures de la matrice peuvent apparaître et se propager par coalescence, ce qui aboutira à la rupture. Ces résultats expérimentaux permettent d'alimenter une modélisation multi-échelles de l'endommagement à fort contenu physique. Celle-ci contribuera alors à une prédiction pertinente de l'endommagement dans les thermoplastiques renforcés pour application automobile.