Thèse soutenue

Durabilité de collages structuraux pour applications optiques spatiales en environnements thermiques

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Auteur / Autrice : Vincent Dumont
Direction : David Thévenet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique des solides, des matériaux, des structures et des surfaces
Date : Soutenance le 11/02/2020
Etablissement(s) : Brest, École nationale supérieure de techniques avancées Bretagne
Ecole(s) doctorale(s) : Sciences de l'ingénierie et des systèmes (Centrale Nantes)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherche Dupuy de Lôme
Entreprise : Safran Reosc (Saint-Pierre-du-Perray, Essonne)
Jury : Président / Présidente : Stéphane Roux
Examinateurs / Examinatrices : Éric Maire, Claudiu Badulescu, Georgios Stamoulis, Anthony Lefèvre
Rapporteurs / Rapporteuses : Franck Lauro, Evelyne Toussaint

Résumé

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Le collage structural est une technique d’assemblage se retrouvant dans de nombreux secteurs industriels du fait de ses divers avantages. Il est entre autres possible de réaliser aisément des assemblages multi-matériaux grâce à ce procédé, ce qui est un avantage certain dans la conception de structures de haute technologie, comportant de nombreux éléments de tailles, matériaux et fonctions variables. Les systèmes optiques présents dans les télescopes (actuels comme futurs) sont autant d’exemples parlants de ce type d’applications, nécessitant à la fois fiabilité dans le temps et connaissance précise des propriétés des adhésifs utilisés. Ces systèmes optiques sont soumis à des chargements thermomécaniques variés, impliquant divers phénomènes à diverses échelles du comportement des adhésifs. Pour apporter de nouveaux éléments de réponse à ces questionnements opérationnels et scientifiques, une caractérisation des propriétés mécaniques d’assemblages collés sous différents environnements thermiques a été réalisée, de manière à étudier l’influence de la température sur les propriétés élastiques, viscoélastiques et viscoplastiques d’un adhésif. Les paramètres d’une loi viscoélastique-viscoplastique spectrale ont ainsi été identifiés. Par ailleurs, les taux de restitution d’énergie critiques Gc dans le plan mode I / mode II ont également été étudiés en fonction de la température via une méthode alternative aux standards ISO et ASTM. Enfin, une étude poussée de la microstructure de joints collés a été réalisée au moyen de mesures de microtomographie aux rayons X, mettant en évidence divers phénomènes liés à la polymérisation et à la croissance de porosités.