Thèse soutenue

Compréhension du comportement au choc et durabilité sur le long terme d’un composite pour des hélices de propulsion navale

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Auteur / Autrice : Alban Robin
Direction : Peter Davies
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique, génie mécanique, mécanique des fluides et énergétique
Date : Soutenance le 14/06/2023
Etablissement(s) : Brest
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la mer et du littoral (Plouzané)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Structures, Matériaux Avancés et Sollicitations Hyperbares (LSMASH) (Plouzané, Finistère) - Recherches et Développements Technologiques
Jury : Président / Présidente : Pascal Casari
Examinateurs / Examinatrices : Peter Davies, Pascal Casari, Christophe Bouvet, Federica Daghia, Nahiène Hamila, Laurent Sohier, Patrick Rozycki
Rapporteurs / Rapporteuses : Christophe Bouvet, Federica Daghia

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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De par leurs propriétés mécaniques spécifiques, les matériaux composites sont de plus en plus utilisés en milieu marin. Une application nouvelle est l’hélice de propulsion. Comparés aux matériaux métalliques historiques, les composites permettent d’optimiser les formes et raideurs des pales, pour optimiser leurs performances hydrodynamiques. Dans ce travail de thèse, la durabilité d’un composite C/Epoxy a été étudiée. Cette étude vise à prédire le comportement sur le long–terme du composite selon un état non vieilli, un état vieilli physiquement et un état saturé en eau de mer. Tout d’abord, les propriétés quasi–statiques du composite ont été caractérisées. Les données obtenues ont permis de simuler numériquement le comportement d’une éprouvette soumise à un chargement complexe. Ensuite, des essais d’impacts hors–plan ont été réalisés. Les mesures effectuées ont été comparées à un modèle éléments finis développé avec des éléments de type coque, ainsi qu’avec le critère d’Hashin pour prédire la rupture des plis. Ce modèle a été alimenté par les propriétés mécaniques du matériau, obtenues à partir des essais quasi–statiques. Enfin, des essais d’impacts non normés ont été réalisés dans le but de réaliser des essais sur des éprouvettes plus proches d’une géométrie d’hélice. Cet essais, préliminaires, ont permis de mettre en avant le caractère nocif de l’eau de mer sur le comportement à l’impact, ainsi que la perte de propriétés résiduelles post–impact.