Modélisation et étude des phénomènes responsable de la formation d'un polymère réactif durant le procédé de Rotomoulage par la technique de contrôle non destructif ultrasonore.

Modeling and study of the phenomena responsible for the formation of a reactive polymer during the Rotomolding process using non-destructive ultrasonic control techniques

• Auteur / Autrice : Albert Lucas
• Direction : Abbas Tcharkhtchi, Jerome Fortineau
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Mécanique-matériaux
• Date : Inscription en doctorat le 01/03/2019
• Etablissement(s) : Paris, HESAM
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Pimm - Laboratoire Procédés et ingénierie en mécanique et matériaux
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure d'arts et métiers (1780-....)

Mots clés

Mots clés libres

Modélisation

Défauts

Rotomoulées

Contrôle non destructif

Ultrasonore

Viscosité

Modeling

Defects

Rotomolded

Non-destructive testing

Ultrasonic

Viscosity

Résumé

L'évolution de l'industrie de rotomoulage entraîne une profonde modification du type et des exigences de performance des pièces rotomoulées. Si par le passé le rotomoulage était utilisé essentiellement pour la fabrication d'objets simples comme des cuves ou des poubelles ; depuis un certain temps et avec le développement technologique, la production de pièces de plus en plus complexes et performantes devient indispensable. A titre d'exemple, le rotomoulage est une des techniques choisie pour la fabrication des liners de réservoirs destinés au stockage de gaz (H2, gaz naturel) à très haute pression (>350 bars). En effet, dans le procédé de rotomoulage, la transformation est essentiellement basée sur le changement d'état du polymère (initialement en poudre) par la chaleur. Les phénomènes de coalescence et de densification sont les phénomènes physiques majeurs mis en jeu lors de ce procédé. Pendant cette période, il faut pouvoir éliminer la totalité de l'air présent au départ entre les grains de poudre ; ce qui n'est pas toujours simple. En absence de pression et d'effort mécanique, le polymère fondu reste toujours très visqueux et l'évacuation de l'air n'est donc pas favorisée. Cette difficulté est plus importante pour les polymères à masse molaire très élevée et à viscosité à l'état fondu (à température de transformation) forte. C'est pour ces raisons que la formation des bulles d'air dans les pièces rotomoulées est assez fréquente. Dans le cas du rotomoulage réactif, nous sommes confrontés au même problème. Dans ce cas, le liquide initial (mélange de résine et durcisseur, monomères, oligomères,..) sera transformé en pièce solide sous l'effet de la réaction. Dans le cas des polymères thermodurcissables la viscosité augmente de façon brutale au point de gel pour tendre vers l'infini. A partir du point de gel, la migration de l'air vers l'extérieur du matériau devient difficile. Ici, encore le risque de formation de bulles d'air au sein des pièces rotomoulées est très grand. C'est dans ce contexte que nous envisageons d'utiliser la technique des ultrasons comme une méthode non destructive d'étude de la formation des défauts (bulles d'air par exemple) au cours du rotomoulage et un moyen de contrôle et de caractérisation non destructif des pièces à la fin du procédé.

The rotomolding conditions can have an effect on the quality of the final part obtained by this process.