Thèse soutenue

Description multi-échelles du comportement mécanique d'un matériau cellulaire composite sous sollicitations sévères. Application aux agglomérés de liège pour l'aéronautique.

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Auteur / Autrice : Louise Le Barbenchon
Direction : Philippe ViotJean-Benoit KoppJérémie Girardot
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique-matériaux (AM)
Date : Soutenance le 18/11/2020
Etablissement(s) : Paris, HESAM
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de mécanique et d'ingénierie de Bordeaux - Institut de Mécanique et d'Ingénierie
établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure d'arts et métiers (1780-....)
Jury : Président / Présidente : Sabine Cantournet
Examinateurs / Examinatrices : Philippe Viot, Jean-Benoit Kopp, Jérémie Girardot, Éric Le Maire, Vincent Grolleau
Rapporteurs / Rapporteuses : Éric Le Maire, Vincent Grolleau

Mots clés

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Résumé

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Dans une optique d’allègement des structures, l’amélioration et le renforcement des matériaux deviennent des préoccupations grandissantes dans l’aéronautique et l’aérospatial. L’adéquation de certains matériaux à balayer un large spectre de propriétés physiques permettrait d’apporter des gains de masse substantiels sur de nombreuses applications existantes. Le liège aggloméré est un de ces matériaux polyvalents grâce à sa composition chimique et sa structure cellulaire naturelle. Il est ainsi aujourd’hui considéré pour des applications d’absorption de choc et l’ajout de renforts fibrés pourrait être une piste d’amélioration de ses performances.L'étude de la capacité d'absorption de ce matériau selon la température et la vitesse de déformation permet d'affiner la compréhension du comportement mécanique de matériaux cellulaires polymériques multi-échelles lors de sollicitations sévères. La caractérisation de la structure à différentes échelles a mis en évidence le caractère fortement hétérogène des agglomérés de liège ainsi qu'une structure mésoscopique fortement orientée. Des essais mécaniques en régime quasi-statique réalisés à différentes échelles d'observation ont montré le rôle prépondérant de cette mésostructure sur les mécanismes de déformation, d'endommagement et de rupture, en compression comme en traction à rupture.Pour étudier l’influence couplée de la vitesse de sollicitation et de la température, le comportement visco-élastique des matériaux constitutifs des aggloméré a été étudié grâce à des essais vibratoires à double balayage en temps et en température (essais DMA). Un montage spécifiquement conçu pour ces travaux a permis de réaliser des essais de compression en régime dynamique (70 à 250 s-1) à différentes températures (de 20 à 73°C) afin de tenter de décorréler effet matériau et effet structure dans la dépendance des matériaux cellulaires polymériques à la vitesse de déformation.