Dégradation des matériaux composites sous l'effet d'une flamme : application à la réaction aux feux des composites utilisés pour les transports et l'énergie

Behaviour of composite materials subjected to fire : application to the fire property of composite laminates used in aerospace and energy branches

• Auteur / Autrice : Eliot Schuhler
• Direction : Alexis Coppalle, Jérôme Yon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Energétique
• Date : Soutenance le 12/12/2019
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique, sciences de l’ingénieur, matériaux, énergie (Saint-Etienne du Rouvray, Seine Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement de préparation : Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (Saint-Etienne-du-Rouvray ; 1985-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Complexe de recherche interprofessionnel en aérothermochimie (Saint-Etienne-du-Rouvray, Seine-Maritime ; 1967-....)
• Jury : Président / Présidente : Damien Halm
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Alexis Coppalle, Jérôme Yon, Arnaud Trouvé, Serge Bourbigot, Gillian Leplat, Stéphane Pugliese, Davi Silva de Vasconcellos
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Arnaud Trouvé, Serge Bourbigot

Mots clés

Mots clés contrôlés

Composites thermodurcissables

Pyrolyse

Inflammabilité

Matériaux

Industrie aéronautique

Essais de comportement au feu

Détérioration

Composites

Composites thermoplastiques

Mots clés libres

Dégradation thermique

Thermoplastic

Composite

Pyrolysis

Thermal degradation

Résumé

L’utilisation des matériaux composites à matrice polymère dans l’industrie aéronautique offre de nombreux avantages en termes de gain de masse et de résistance à la fatigue ou à la corrosion. Cependant l’utilisation de nouveaux matériaux tels que les composites à matrice thermodurcissable nécessite des efforts conséquents de développement, de test et de vérification. En particulier dans le domaine de la résistance aux incendies. Ce travail porte sur la caractérisation expérimentale de la résistance au feu pour différents types de matériaux composites au moyen d’un brûleur. La première partie de l’étude traite en particulier de la caractérisation du flux thermique lors de l’agression par la flamme. Dans un second temps, la réponse à cette agression thermique est mesurée pour différents matériaux composites. Pour les deux volets de cette étude, les résultats expérimentaux sont confrontés aux résultats issus de simulations numériques avec OpenFoam.

Carbone fibers reinforced polymers offer many advantages in terms of weight, fatigue resistance or corrosion in the aerospace industry. However, the use of new materials such as thermosetting matrix composites requires a significant effort of development, testing and validation. In particular in the field of fire resistance. This work focuses on the experimental characterization of fire resistance for different types of composite materials using a flame burner. The first part of the study deals with the characterization of the heat flux during the flame impingement. In a second step, the response to this thermal stress is measured for different composite materials. For both parts of this study, the experimental results are compared to the results obtained from numerical simulations with OpenFoam.