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Theses

Caractérisation thermomécanique du comportement en fatigue des thermoplastiques renforcés de fibres de verre courtes

Résumé : L’allégement des véhicules est une préoccupation majeure de l’industrie automobile, puisque cela permet de réduire les émissions des gaz à effet de serre, ce qui entraînerait une réduction des impacts de ceux-ci sur l’environnement à l’échelle mondiale. Cette volonté d’allégement des véhicules tout en restant accessible en termes de coûts, a conduit au remplacement des matériaux métalliques par des composites à matrices thermoplastiques pour de nombreuses applications. Le compromis entre la tenue thermomécanique et le coût massique du matériau amène à sélectionner des matrices polyamides renforcées par des fibres de verre courtes, et mises en forme par injection. Cependant, les outils prédictifs du comportement et les critères robustes pour la caractérisation des propriétés en fatigue, manquent encore. Ils sont pourtant indispensables pour la conception de pièces structurelles dans l’industrie automobile. La caractérisation en fatigue des polyamides renforcés de fibres de verre courtes présente de nombreuses difficultés, liées au comportement fortement non linéaire de la matrice dans les conditions de service visées (température et humidité), à la nature composite de ces matériaux, à l’influence du procédé de fabrication (orientation des fibres) et au caractère fortement dissipatif de la matrice thermoplastique (augmentations de température non négligeables lors des chargements cycliques). Un enjeu majeur est de comprendre les liens entre la microstructure, le chargement thermo-(hygro)-mécanique et les propriétés de fatigue (sites d’initiation, scénarios d’évolution, critère de rupture). Le premier objectif de cette thèse est de proposer des protocoles d’analyse permettant de caractériser l’influence de chaque paramètre sur le comportement en fatigue. Par ailleurs, la complexité des pièces industrielles en termes de géométrie et d’orientation des fibres soulève la question de la pertinence des éprouvettes classiques. Le second objectif principal de cette thèse est donc de concevoir des éprouvettes représentatives en terme d’orientation des fibres et d’accidents géométriques des pièces industrielles (appelées éprouvettes de structure) et de valider pour ces cas complexes, les démarches et critères proposés. Pour répondre à ces objectifs, nous souhaitons proposer un protocole basé sur des mesures d’auto-échauffement, qui donnerait accès d’une part aux champs d’énergie dissipée pour les cas hétérogènes investigués et qui offrirait, d’autre part, une opportunité de caractérisation rapide des propriétés en fatigue au travers de critères énergétiques
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01240739
Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Wednesday, December 19, 2018 - 10:34:07 AM
Last modification on : Friday, December 13, 2019 - 10:42:04 AM
Document(s) archivé(s) le : Wednesday, March 20, 2019 - 1:58:28 PM

File

These-2015-EDSM-Genie_mecaniqu...
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  • HAL Id : tel-01240739, version 2

Citation

Leonell Serrano Abello. Caractérisation thermomécanique du comportement en fatigue des thermoplastiques renforcés de fibres de verre courtes. Génie mécanique [physics.class-ph]. Université de Bretagne occidentale - Brest, 2015. Français. ⟨NNT : 2015BRES0052⟩. ⟨tel-01240739v2⟩

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