Thèse en cours

VIEILLISSEMENT THERMIQUE FLUOROSILICONES

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Auteur / Autrice : Letícia Casagrande pires
Direction : Emmanuel Richaud
Type : Projet de thèse
Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur spécialité Sciences des matériaux
Date : Inscription en doctorat le 01/09/2021
Etablissement(s) : Paris, HESAM
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur (Paris)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Pimm - Laboratoire Procédés et ingénierie en mécanique et matériaux
établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure d'arts et métiers (1780-....)

Mots clés

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Résumé

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Les fluorosilicones sont des élastomères techniques recherchés pour leur résistance aux fluides peu polaires, et leur stabilité thermique supérieure à celles des élastomères de plus grande diffusion (SBR, EPDM…). D’un coût supérieur à ces derniers, ils sont généralement réservées à des domaines de haute technologie (aérospatiale, aéronautique, défense…) où le coût de la qualité ne compte pas mais les exigences de durabilité sont élevées. Dans le cadre d’un projet collaboratif rassemblant les Mines ParisTech, la société ITC Elastomères, l’Institut Charles Gerhardt et l’ENSAM de Paris, l’objectif est, d’une part, d’étudier les modes de dégradation des flurorosilicones existants afin de proposer une méthode de prédiction de la durée de vie, et d’autre part de synthétiser de nouveaux systèmes répondant aux cahiers de charges de domaines industriels cités plus haut, mais avec une processabilité et une stabilité supérieures. L’objectif de cette thèse est donc ici d’effectuer une étude multi-échelle de la dégradation des gommes fluorosilicones afin d’établir une méthode de prédiction de leur durée de vie. Celle-ci démarrera sur l’étude du vieillissement de l’élastomère cru, puis sur des matériaux différents par leur taux de réticulation et le système peroxydique employé pour l’atteindre, puis sur des matériaux stabilisés. Les matériaux vieillis thermiquement seront tout d’abord caractérisés par des méthodes classiques (DMA, analyse sol gel…) qui permettront d’expliquer les variations de comportement mécanique. La spectroscopie FTIR et l’analyse élémentaire seront également mises à profit pour identifier les mécanismes de dégradation puis dériver des lois de vitesse permettant à terme de prédire la durée de vie. Dans l’optique de prédire le comportement à l’échelle macromoléculaire de matériaux massifs, l’AFM sera employé pour caractériser des gradients de dégradation, en lien avec la diffusion de l’oxygène lors des mécanismes de vieillissement, ce qui permettra à l’un des partenaires du projet d’entreprendre des travaux de modélisation du comportement mécanique de matériaux vieillis. Un deuxième volet du travail portera sur la résistance de la gomme aux fluides industriels (huiles, carburants), et en particulier sur l’effet du vieillissement thermique sur cette résistance. L’objectif est en particulier de mettre en relation les modifications de structure chimique (oxydation) et macromoléculaire (coupures de chaîne ou réticulation) avec les modifications de gonflement des fluorosilicones au contact de ces différents fluides, ainsi que de composés modèles mieux définis. Enfin, le candidat aura l’occasion de mettre à profit ses connaissances pour aider l’un des partenaires du projet à évaluer la tenue en vieillissement des élastomères qu’il a synthétisés.