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Theses

Etude du comportement mécanique à l'impact et en post-impact de matériaux composites à fibres végétales

Résumé : Le travail de cette thèse concerne le comportement à l’impact basse vitesse et en post-impact de composites lin/époxy. L’étude porte sur des échantillons obtenus à partir d’un procédé d’infusion sous vide d’un assemblage de renforts tissés sergé 2/2 composés de 4, 6 ou 8 plis. Différents essais d’impact ont été réalisés au moyen d’une tour de chute instrumentée de capteurs (force et accéléromètre) et de deux caméras numériques rapides. Ces dernières filment la face opposée à l’impact de l’échantillon et une technique de stéréo-corrélation d’images numériques a été mise en œuvre afin d’analyser finement le comportement du composite lors de l’impact. Les séquences d’images acquises ont également été post-traitées pour la détection et le suivi des fissures, en particulier à la déflexion maximale. Par ailleurs, des essais de flexion et de fatigue ont été menés sur les échantillons impactés afin de caractériser leurs propriétés résiduelles post-impact et de les comparer aux résultats obtenus sur des échantillons sains. Un lot d’échantillons a subi des sollicitations précédant l’impact telles que de la fatigue et du vieillissement hydrique ou naturel afin d’analyser le comportement post-impact du matériau à différentes étapes de son cycle de vie. Les résultats de l’étude mettent en évidence que (i) le matériau avec 6 plis peut constituer un bon compromis entre un gain de masse et des propriétés à l’impact et post-impact intéressantes. Ses propriétés résiduelles normalisées après un impact de 10 J sont par exemple du même ordre que celles du 8 plis. (ii) En fonction de l’énergie d’impact, un comportement du matériau en trois stades menant à la perforation a été mis en évidence. Même pour une faible énergie sans endommagement macroscopique visible en surface, les matériaux subissent une perte de propriétés : la contrainte à rupture et le module en flexion diminuent respectivement de 21% et 10% pour le 8 plis à 5 J. Les propriétés se stabilisent ensuite avant de diminuer à nouveau lorsque le niveau d’énergie se rapproche de l’énergie de perforation. (iii) La mise en place de scénarios représentatifs du cycle de vie du matériau a montré que le vieillissement hydrique conduit à une baisse des propriétés mécaniques des matériaux, particulièrement significative pour la raideur dynamique et le module de flexion. Ce vieillissement agressif modifie aussi leur comportement à l’impact. Le vieillissement naturel n’a quant à lui pas montré d’influence notable.
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http://hal.univ-smb.fr/tel-02016447
Contributor : Amélie Cuynet <>
Submitted on : Tuesday, February 12, 2019 - 4:36:36 PM
Last modification on : Friday, July 5, 2019 - 10:29:30 AM
Document(s) archivé(s) le : Monday, May 13, 2019 - 4:35:30 PM

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  • HAL Id : tel-02016447, version 1

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Amélie Cuynet. Etude du comportement mécanique à l'impact et en post-impact de matériaux composites à fibres végétales. Mécanique des matériaux [physics.class-ph]. Communauté Université Grenoble Alpes, 2018. Français. ⟨tel-02016447v1⟩

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