Formulation et propriétés d’une mousse utilisée dans l’amortissement de chute et de chocs dans le domaine de l’industrie du nucléaire

par Christophe Mougel

Thèse de doctorat en Chimie des matériaux

Sous la direction de Nathalie Sintes-Zydowicz et de Philippe Cassagnau.

Soutenue le 20-07-2018

à Lyon , dans le cadre de Ecole Doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne) , en partenariat avec IMP - Ingénierie des Matériaux Polymères UMR 5223 (Rhône-Alpes) (laboratoire) .

Le président du jury était Jannick Duchet-Rumeau.

Le jury était composé de Nathalie Sintes-Zydowicz, Philippe Cassagnau, Thomas Garnier.

Les rapporteurs étaient Anne Bergeret, Jean-Paul Chapel.


  • Résumé

    Les travaux présentés dans ce manuscrit ont été consacrés à la compréhension du procédé de fabrication des mousses phénoliques et de la chimie associée, dans le but de proposer des modifications de la formulation permettant l’amélioration de ses propriétés mécaniques (friabilité et comportement en compression). Dans un second temps, les propriétés mécaniques en compression, en flexion et la friabilité ont été caractérisées en fonction de la densité relative de la mousse. Les caractéristiques de compression ont été modélisées et comparées aux modèles de Gibson et Ashby. Les résultats montrent que le module d’Young et la contrainte au plateau de compression sont des fonctions quadratiques de la densité relative. Le comportement thermique de la mousse phénolique a été également étudié. L’évolution de la structure chimique des résidus obtenus après différents traitement thermique a été suivie par IRTF. Les observations spectrales ont été interprétées en fonction des réactions de dégradat ion proposées dans la littérature. Les paramètres cinétiques de dégradation de la mousse phénolique ont été déterminés grâce à différentes méthodes dites « model-free kinetic» développées par Flynn-Wall-Ozawa, Kissinger-Akahira-Sunose et Friedman. Finalement, dans une première approche, nous avons essayé de déterminer les paramètres cinétiques, en condition isotherme, du phénomène d’oxydation qui apparait à faible température

  • Titre traduit

    Formulation and properties investigation of foams used as shock absorber in the nuclear field


  • Résumé

    The following work has been devoted to the understanding of the phenolic foam manufacturing process and the associated chemistry, to propose modifications of the formulation itself that allows an enhancement in mechanical properties (friability and compression behavior). In addition, these mechanical properties in compression, bending and brittleness were characterized as a function of the foam relative density. Compression properties were modeled and compared to the Gibson and Ashby models. Results show that Young's modulus and collapse plateau stress are quadratic functions of the relative density. Moreover, the thermal behavior of the phenolic foam was also studied. The evolution of the chemical structure of the obtained residues after different thermal treatment was followed by FTIR. Spectral observations were interpreted according to the degradation reactions proposed in the literature. The kinetic parameters of phenolic foams degradation have been determined using different "mo del-free kinetic" approaches, developed by Flynn-Wall-Ozawa, Kissinger-Akahira-Sunose and Friedman. Finally, in a first approach, we tried to determine the kinetic parameters, in isothermal condition, of the oxidation phenomenon that appears at low temperature



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