Encadrement

• Directeur : Frédéric Lebon
• Organisme rémunérant : CNES

Jury

• Nicolas CARRERE, ENSTA Bretagne, LBMS, Rapporteur
• Thomas PARDOEN, Université Catholique de Louvain, Rapporteur
• Yves BERTHIER, LAMCOS INSA Lyon, Examinateur
• Muriel BRACCINI, CIMAP INP Grenoble, Examinateur
• Arnaud ETCHEBERRY, Institut Lavoisier de Versailles, Examinateur
• Aurélien MAUREL-PANTEL, Université d’Aix-Marseille, Examinateur
• Isabelle SAVIN DE LARCLAUSE, CNES, Examinateur
• Frédéric LEBON, Université d’Aix-Marseille, Directeur de thèse
• Sonia AIT ZAID, CNES, Invité
• Iulian ROSU, LMA, Invité
• Yves SALAUN, Winlight, Invité

Résumé

Le collage par adhérence moléculaire est un collage basé sur la mise en contact de deux surfaces sans l’utilisation de colle ou matériaux additionnels. Ce procédé de collage est utilisé dans de nombreuses applications, notamment dans les domaines de l’optique terrestre et spatiale. Bien qu’un prototype ait déjà passé avec succès l’environnement spatial – où les contraintes d’utilisations sont différentes de celles rencontrées sur Terre – la spatialisation de cette technologie nécessite une caractérisation plus fine du procédé ainsi qu’une amélioration de la tenue mécanique des interfaces adhérées afin de valider les normes de l’Agence spatiale Européenne. Pour répondre à cette problématique de spatialisation de la technologie, des essais mécaniques (essais de double cisaillement, de clivage et de clivage au coin) ainsi que des analyses chimiques (essais de mouillabilité et spectroscopie XPS) ont été réalisés dans le but d’étudier l’influence de certains paramètres du procédé (rugosité, humidité de l’air lors de l’adhésion, température et durée de recuit) sur la tenue mécanique et l’énergie de collage. Ces essais ont également été réalisés afin de comparer les deux matériaux étudiés : le verre de silice et le Zérodur vis-à-vis de l’adhésion. A l’issue de ces essais, les paramètres à appliquer permettant de doubler la tenue mécanique des interfaces adhérées ont été déterminés. Parallèlement, une loi phénoménologique reliant l’énergie de collage aux précédents paramètres du procédé a été développée ainsi qu’un modèle macroscopique visant à décrire l’intensité d’adhésion. Ces deux modèles une fois couplés permettent de modéliser le comportement normal de l’interface en fonction des paramètres du procédé. Enfin, ces deux lois sont implémentées dans un code éléments finis afin de simuler la propagation de la fissure lors de l’essai de clivage au coin.