Étude du comportement d'un mélange de fluide supercritique et de polyuréthane thermoplastique pour une application de pièces automobiles

Behavior of a thermoplastic polyurethane mixed with supercritical fluids to make foamed part for automotive applications.

• Auteur / Autrice : Antoine Primel
• Direction : Gilles Ausias, Yves Grohens
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences pour l'Ingénieur
• Date : Soutenance le 08/10/2015
• Etablissement(s) : Lorient
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Santé, information-communication et mathématiques, matière (Brest, Finistère)
• Partenaire(s) de recherche : Entreprise : Cooper Standard
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'ingénierie des matériaux de Bretagne - Laboratoire d'Ingénierie des Matériaux de Bretagne / LIMATB
• Jury : Président / Présidente : Jacques Fages
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Julien Férec
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Philippe Cassagnau, Tatiana Budtova

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fluides supercritiques

Mousses de polyuréthanes

Automobiles -- Ressorts et suspension

Mots clés libres

Injection Mucell

Fluides supercritiques

Dioxyde de carbone

Diazote

Mucell injection molding

Polyurethane

Supercritical fluids

Nitrogen

Carbon dioxide

Résumé

L’objectif de cette thèse est d’étudier le comportement d’un mélange de fluide supercritique(diazote ou dioxyde de carbone) et de polyuréthane thermoplastique àl’état fondu lors de la mise en œuvre de butée d’attaques d’amortisseurs par le procédé d’injection Mucell®. Dans un premier temps, l’état de l’art a été développé dans une synthèse bibliographique qui a permis de décrire les principaux phénomènes intervenants lors de la transformation d’un mélange de fluide supercritique et de polymère en mousse micro-cellulaire. Puis, une étude à l’échelle laboratoire a permis de caractériser et de modéliser le comportement d’un polyuréthane thermoplastique mis en contact avec un fluide supercritique et de déduire les caractéristiques et les comportements essentiels à la compréhension des différents phénomènes rencontrés dans le procédé de mise en œuvre (diffusion, solubilité, nucléation...). Enfin, la dernière partie de ces travaux concerne la mise en application des connaissances précédemment acquise sur les moyens industriels dans le but de d’analyser et de stabiliser le moussage micro-cellulaire généré.

The aim of this thesis is to study the behavior of a supercritical fluid (nitrogen or carbon dioxide) and thermoplastic polyurethanemeltmix during the production of jounce bumpers by the MuCell® injection molding process. First of all, the state of the art was developed in a literature review which allowed to describe the main phenomena that occur during processing of a mixture of supercritical fluid and polymer in microcellular foam. Then, a study at the laboratory scale allowed to characterize and model the behavior of a thermoplastic polyurethane in contact with a supercritical fluid and deduct the characteristics and behaviors essential to the understanding of various phenomena encountered during the process(diffusion, solubility , nucleation...). Finally, the last part of this work concerns the implementation of previously acquired knowledge on industrial means in order to analyze and stabilize the generated microcellular foam.