Comportement en fissuration d’une colle thermoplastique pour application de joints de pales éoliennes
Auteur / Autrice : | Arnaud Coq |
Direction : | Julie Diani |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Ingénierie, mécanique et énergétique |
Date : | Soutenance le 06/02/2024 |
Etablissement(s) : | Institut polytechnique de Paris |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale de l'Institut polytechnique de Paris |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire de Mécanique des Solides (Palaiseau ; 1961-....) - Laboratoire de Mécanique des Solides / LMS |
Jury : | Président / Présidente : Michel Corret |
Examinateurs / Examinatrices : Julie Diani, Laurent Cangémi, Nicolas Carrère, Véronique Lazarus | |
Rapporteur / Rapporteuse : Laurent Cangémi, Nicolas Carrère |
Mots clés
Résumé
Cette thèse aborde l'étude du comportement en fissuration d'un adhésif thermoplastique acrylique, développé dans le but de remplacer les adhésifs thermodurcissables de type époxy habituellement utilisés dans le collage de pâles éoliennes. Le travail s'inscrit dans une démarche globale de substitution des polymères thermodurcissables par des polymères thermoplastiques, en raison de leur capacité à être recyclés. Cependant une telle démarche vertueuse d’un point de vue environnemental doit s’appuyer sur une validation de la tenue mécanique des nouveaux polymères de substitution. Dans ce contexte, l’objectif du travail développé ici a été de caractériser expérimentalement la fissuration de la colle en masse et d’en proposer une modélisation numérique pour extraire un critère objectif de fissuration en mode d’ouverture. La démarche scientifique s’articule donc autour de deux axes principaux. Premièrement, une étude expérimentale a été menée pour déterminer le comportement de la colle et sa fissuration en mode d’ouverture par des essais DCDC (Double Cantilever Beam Test) et SENB (Single Edge Notch Bending) correspondant à des états de chargements différents. Deuxièmement, une modélisation numérique a été mise en place pour simuler l'endommagement de la colle en utilisant un comportement élasto-plastique. Deux approches d'endommagement ont été envisagées, l'une basée sur la théorie du champ de phase et l'autre sur les éléments cohésifs. Les résultats obtenus grâce à ces deux approches ont été confrontées aux résultats expérimentaux afin de déterminer les propriétés de fissuration du matériau. Cette recherche permet d'évaluer quantitativement la fissuration de la colle étudiée et plus largement d'étudier la caractérisation de la fissuration des polymères amorphes à l’état vitreux.