Thanh Quang Bui - Étude de l’amorçage de fissure en mode I pour la caractérisation de surfaces adhérées

La technique de collage est déjà largement utilisée pour l’assemblage de composants. La caractérisation de la tenue mécanique des surfaces adhérées est nécessaire pour améliorer l’intégration de ces assemblages dans des systèmes complexes.

Dans le cadre de la mécanique de la rupture et de l’endommagement des structures, il y a deux problématiques qui semblent essentielles : l’amorçage et la propagation de la fissure dans les assemblages adhérés. L’amorçage de la fissure peut être considéré comme la création d’une microfissure. La propagation de la rupture est le résultat de la création d’une nouvelle surface de rupture. Il existe de nombreux essais qui ont été développés pour caractériser la propagation de la fissure. Ces essais sont bien maitrisés et de nombreux résultats numériques et expérimentaux existent dans le cas de la propagation de fissure. Il existe aussi de nombreux essais pour caractériser l’amorçage, toutefois ce type d’essai présente encore une dispersion importante des résultats, en particulier pour des colles ayant un comportement fragile, due à une forte sensibilité aux défauts de collage. Les travaux présentés, se proposent de développer un nouvel essai pour caractériser l’amorçage en partant du résultat obtenu sur la propagation de la fissure.

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Nicolas Collier - Développement d’un dispositif ultrasonore de caractérisation de l’adhésion de milieux modèles avec application aux dépôts laitiers

Dans les industries laitières, les procédés de transformation du lait conduisent à la formation de dépôts indésirables sur les parois des équipements. En raison du manque de solutions pour minimiser ces dépôts et assurer la sécurité/qualité des transformations, des procédures de nettoyage aux impacts économiques et environnementaux conséquents sont réalisées. Redéfinir les conditions optimales de transformation en amont afin de rendre éco-efficientes les procédures de nettoyage en aval représente aujourd’hui un enjeu important. Dans ce contexte, disposer d’outils capables de discriminer l’adhésion des dépôts, de manière non invasive, en fonction des conditions d’expérience est une nécessité. Or, la plupart des dispositifs existants (implantables sur une ligne de production laitière) permettent uniquement de détecter/suivre la formation d’un dépôt sur les parois d’installation en acier inoxydable.

C’est pourquoi nous avons proposé une approche de caractérisation de l’adhésion de dépôts laitiers à partir d’une mesure en réflectométrie d’ondes transversales en incidence normale, à l’interface « substrat/dépôt adhésif ».

Pour mettre au point la technique ultrasonore nous avons, dans un premier temps, travaillé avec des configurations modèles d’adhésion de type « solide/fluide » et « solide/solide ». La production de ces configurations modèles est une étape clé dans les études expérimentales concernant l’adhésion.

Les dépôts laitiers peuvent être assimilés à des milieux viscoélastiques. C’est pourquoi nous nous sommes intéressés à l’adhésion entre un substrat solide (verre et acier inoxydable) et différents fluides visqueux. Du point de vue de l’acousticien, l’étude de l’adhésion de type « solide/solide » permet d’identifier plus aisément un paramètre lié à la qualité d’adhésion. Nous avons donc étudié l’adhésion entre un substrat de verre et un polymère sous forme solide (le polydiméthylsiloxane). Différentes qualités d’adhésion sont obtenues par traitement de surface (activation plasma oxygène).

Les principaux résultats obtenus avec des milieux modèles seront présentés ainsi que quelques applications de la technique ultrasonore à la caractérisation de dépôts laitiers.

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