Thèse en cours

Modélisation du comportement mécanique des élastomères chargés, prise en compte de la réponse dynamique locale
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Triangle exclamation pleinLa soutenance a eu lieu le 12/12/2016. Le document qui a justifié du diplôme est en cours de traitement par l'établissement de soutenance.
Auteur / Autrice : Davide Colombo
Direction : Sabine Cantournet
Type : Projet de thèse
Discipline(s) : Sciences et génie des matériaux
Date : Inscription en doctorat le 01/10/2013
Soutenance le 12/12/2016
Etablissement(s) : Paris Sciences et Lettres (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur (Paris)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre des Matériaux
Equipe de recherche : Comportements et calculs de structures
établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure des mines (Paris ; 1783-....)

Résumé

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L’ajout de charges (silice, noir de carbone) aux élastomères mène à des comportements mécaniques uniques, dont la modélisation est un défi non résolu à l’état actuel. Leur renforcement est induit par un réseau d’agrégats connectés par des régions de polymère confiné. Ce dernier se trouve dans son état vitreux du fait de l’interaction charge-matrice. Dans le présent travail, nous proposons une nouvelle approche mécanique capable de reproduire la physique du renfort, en partant des mécanismes nanoscopiques jusqu’aux comportements macroscopiques. Dans un premier temps, nous étudions la réponse expérimentale de nanocomposites PolyDiMethylSiloxane-Silice. Deuxièmement, nous formulons une équation constitutive décrivant le comportement du polymère vitreux à l’intérieur des régions confinées (quelques nanomètres). En utilisant cette loi, nous obtenons à une échelle supérieure (centaine des microns) une intensification de la contrainte transmise entre deux agrégats. Nous mettons en valeur une séparation d’échelle discernant d’une part la contribution rigide du confinement et de l’autre la participation souple de l’élastomère englobant les charges. Pour terminer, nous incluons le comportement microscopique obtenu au sein d’un réseau tridimensionnel, comportant une distribution d’état confiné afin de représenter les aspects morphologiques des systèmes réels. Grace à ce modèle, nous sommes capables de reproduire efficacement les dépendances en fréquence et température du module complexe ainsi que la non-linéarité liée à l’amplitude de déformation (effet Payne).