Thèse soutenue

Caractérisation et modélisation du comportement thermomécanique et du vieillissement du PEKK et des composites C/PEKK pour des applications à haute températures (au-dessous de la température de transition vitreuse)
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Auteur / Autrice : Giuseppe Pedoto
Direction : Marco GigliottiJean-Claude Grandidier
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique des solides, des matériaux, des structures et des surfaces
Date : Soutenance le 08/10/2020
Etablissement(s) : Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie des matériaux, mécanique, énergétique et aéronautique (Poitiers ; 2009-2018)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Pprime / PPRIME
Jury : Président / Présidente : Nadia Balhouli
Examinateurs / Examinatrices : Bruno Fayolle, Alain Vinet, Benoît Brulé
Rapporteurs / Rapporteuses : Silvestre Taveira Pinho, Laurent Gornet

Résumé

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La sensibilisation accrue aux questions environnementales concerne aujourd'hui les structures aéronautiques en termes d'impact environnemental et traitements de fin de vie. Dans cette optique,la possibilité de remplacer, dans les composites à matrice organique (CMO) utilisés pour des applications aéronautiques, leur matrice thermodurcissable non recyclable par une matrice thermoplastique recyclable est étudiée. En outre, les polymères thermoplastiques, tels que le PEKK, ont la possibilité d'être utilisés dans des structures plus chaudes (par exemple le pylône d'un avion), faisant l'objet de sollicitations de longue durée (fluage). Les températures de service de ces structures plus élevées que celles de la température de transition vitreuse du PEKK : il en découle, dans le matériau, une perte de propriétés due au changement d'état de solide à caoutchoutique, et éventuellement l'activation de phénomènes de cristallisation etde dégradation, qui pourraient également interagir. Ce travail vise à identifier et à modéliser ces mécanismes caractérisant le comportement du PEKK, dans ces conditions extrêmes particulières.Ceci est réalisé à partir de l'analyse des résultats des essais thermomécaniques, physico-chimiques et thermomécaniques couplés avec l’oxydation. Le modèle analytique 1-D du comportement duPEKK qui résulte de l’analyse des essais est étendu en 3-D et implémenté dans une méthode d'homogénéisation/localisation semi-analytique multi-échelle pour simuler le comportement dans mêmes conditions de composites stratifiés à matrice PEKK, en faisant varier l'orientation des plis et la séquence d'empilement.