LMA - Laboratoire de Mécanique et d’Acoustique

K. Ahose - Caractérisation et modélisation du vieillissement thermique d’élastomères chargés par une approche multiphysique (12 décembre 2018)

Le 12 décembre 2018 à 10h00

Les élastomères sont de plus en plus utilisés dans le monde industriel et en particulier dans le domaine de l’aéronautique. Ils possèdent un haut pouvoir de déformabilité sans variation de volume. Dans le cas où ils sont chargés, ils possèdent un grand pouvoir d’amortissement, propriété recherchée dans de nombreuses applications industrielles.

Encadrement

Jury

  • Directeur de these : Dominique EYHERAMENDY, CENTRALE MARSEILLE / LMA
  • Rapporteur : Lucien LAIARINANDRASANA, Mines Paristech et Centre des Matériaux
  • Rapporteur : Moussa NAIT-ABDELAZIZ, Université de Lille 1
  • Examinateur : Yann MARCO, ENSTA Bretagne / LBMS
  • Examinateur : Adnane BOUKAMEL, IRT Railenium
  • CoDirecteur de these : Stéphane LEJEUNES, CNRS / LMA
  • Examinateur : Sylvie CASTAGNET, CNRS / ISAE-ENSMA

Résumé

Cette thèse s’intéresse au phénomène de vieillissement thermique d’élastomères synthétiques, amorphes, vulcanisés et additionnés de charges (noir de carbone). Sur la base d’une même formulation matériau, on étudie plus particulièrement, l’impact du process initial (condition de vulcanisation), les conséquences de l’évolution physico-chimique des matériaux sur le comportement mécanique et l’influence d’un chargement mécanique permanent durant le vieillissement. Des caractérisations mécaniques (essais cycliques, relaxations par paliers, essais de compressibilité) et physico-chimiques (suivi des variation de dimension et de masse, essais de gonflement dans un solvant) sont réalisées afin de quantifier l’impact du vieillissement. Le phénomène dominant étant une augmentation de la densité de réticulation (maturation des polysulfures en di- ou mono-sulfures). D’une manière générale la partie expérimentale nous permet de formuler un certains nombre d’hypothèses (isotropie, insensibilité de certaines caractéristiques physiques aux vieillissement, etc.) qui nous guident pour le développement de modèles. En terme de modélisation, on s’appuie sur une approche thermo-chimio-mécanique qui s’inscrit dans le cadre de la thermodynamique des processus irréversibles avec introduction de variables internes afin de traduire d’une part les non-linéarité de comportement de ce type de matériau (grandes déformations, viscoélasticité non-linéaire et effet Payne), et d’autre part de décrire l’évolution physico-chimique du réseau macromoléculaire (qui dépend de la température et de l’état mécanique). Cette modélisation nous permet d’introduire un couplage réciproque entre état physico-chimique et état mécanique et doit nous permettre à terme de pouvoir traiter des situations complexes (non-homogènes et couplées) à l’aide d’éléments-finis par exemple.

Voir en ligne : Page personnelle de Komla Dela Mawulawoe Ahose