Thèse soutenue

Modélisation du comportement mécanique de mélanges de polytétrafluoroéthylène (PTFE) lors de leur compaction à température ambiante

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Auteur / Autrice : Carole Frédy
Direction : René BillardonNicolas Schmitt
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique, génie mécanique, génie civil
Date : Soutenance le 06/11/2015
Etablissement(s) : Paris 6
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences mécaniques, acoustique, électronique et robotique de Paris
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Mécanique et Technologie
Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gilles Régnier, Laurent Orgéas, Djimédo Kondo, Roland Séguéla, Rodrigo B. Canto, René Gy

Mots clés

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Résumé

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Le PTFE ne peut pas être mis en forme par les procédés classiquement employés pour les polymères. La production de pièce peut se faire par compaction de poudre et frittage. Des charges peuvent être ajoutées à la poudre vierge. Afin de prédire les propriétés de la pièce à vert et d'avoir un outil fiable pour optimiser les paramètres du procédé de compaction, une modélisation du comportement mécanique de poudres de PTFE chargées, ou non, à température ambiante lors du pressage industriel est proposée. La caractérisation expérimentale des matériaux est réalisée grâce à un outil de compaction 3D installé dans la machine triaxiale ASTREE. A partir de ces essais originaux, un modèle Drucker-Prager/cap est identifié. Les variations importantes de densités et de propriétés sont décrites. Le changement de phase cristalline, prenant place à température ambiante et sous pression est également caractérisé, modélisé et implémenté dans le code EF. Ensuite, l'interaction entre le PTFE et l'outil métallique est vue comme un frottement interne entre le film de transfert de PTFE et le reste de la pièce. Elle est modélisée à partir des paramètres déjà identifiés, à savoir le coefficient de frottement interne du Drucker-Prager et la cohésion. Deux tests sont mis en place pour valider le modèle: un outil ¿dométrique instrumenté et un outil original " en V " offrant la possibilité de mesurer le champ de déplacement par Corrélation d'Image Numérique. Des simulations EF de l'ensemble du procédé sont finalement effectuées et comparées aux données industrielles. Les premiers liens entre les étapes de compaction et de frittage sont établis par caractérisation de la texture cristalline par DRX.