Thèse soutenue

Prise en compte des défauts dans l’analyse du comportement en fatigue d’élastomères EPDM
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Auteur / Autrice : Thomas Balutch
Direction : Bertrand HuneauYann Marco
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique des Solides, des Matériaux, des structures et des surfaces
Date : Soutenance le 26/11/2019
Etablissement(s) : Ecole centrale de Nantes
Ecole(s) doctorale(s) : Sciences de l'ingénierie et des systèmes (Centrale Nantes)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherche en Génie Civil et Mécanique (Nantes)
Jury : Président / Présidente : Sylvie Castagnet
Examinateurs / Examinatrices : Bertrand Huneau, Yann Marco, Sylvie Castagnet, Laurent Chazeau, Nicolas Saintier, Pierre Charrier
Rapporteurs / Rapporteuses : Laurent Chazeau, Nicolas Saintier

Mots clés

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Résumé

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Cette thèse de doctorat s’intéresse au comportement en fatigue d’élastomères EPDM utilisés dans l’antivibratoire automobile. Elle a pour but d’identifier les défauts critiques vis-à-vis de la résistance en fatigue, de comprendre les mécanismes d’amorçages et de propagation autour de ces derniers, de quantifier leur criticité et enfin de comprendre l’origine de la grande dispersion des durées de vie en fatigue généralement constatée sur ces matériaux. Pour répondre à ces objectifs, la thèse se divise en quatre parties. En premier lieu, le contexte bibliographique et les outils expérimentaux sont présentés. Ensuite, il est proposé de caractériser les propriétés en fatigue des EPDM de l’étude. Les approches en durées de vie et en propagation sont alors employées. De plus, une procédure de caractérisation rapide des durées de vie en fatigue utilisant l’auto-échauffement est développée. Puis, l’endommagement en fatigue à l’échelle microscopique est analysé. Un scénario d’endommagement en fatigue de l’EPDM est alors proposé. De plus, une procédure originale utilisant des défauts calibrés est développée dans le but de quantifier l’influence de la taille des défauts. L’analyse des vitesses de propagation des petites fissures permet par la suite de mettre en évidence un régime de « fissures courtes » pour les EPDM étudiés. Finalement, les durées de vie en fatigue sont reliées aux caractéristiques géométriques et microstructurales des défauts. Une relation claire apparait alors entre la taille des défauts, la déformation locale et la durée de vie en fatigue, quel que soit le type de défaut considéré (bavure ou inclusion). La dispersion des résultats en fatigue peut donc s’expliquer par les variations naturelles de microstructure entre les éprouvettes.