Relations entre microstructure et comportement mécanique des composites SiC-SiC : analyse du rôle de l'interface dans le processus de fissuration matricielle dans des matériaux multifilamentaires

par Véronique Arnault

Thèse de doctorat en Génie des matériaux - Microstructure et comportement mécanique et macroscopique des matériaux

Sous la direction de Michel Parlier.


  • Résumé

    Cette recherche, visant à établir des relations entre la microstructure et le comportement mécanique des composites SiC/SiC élaborés par la Société Européenne de Propulsion, est fondée sur une approche micromécanique, d'une part, de l'interaction entre fibre et matrice mettant en jeu l'interface ct, d'autre part, de la fissuration matricielle dans les matériaux multi-filamentaires. L'étude expérimentale de la liaison mécanique fibre-matrice, réalisée par la technique de micro-indentation instrumentée, conduit à la modélisation du cisaillement interfacial qui régit le glissement fibre-matrice et contrôle le transfert de charge de part et d'autre d'une fissure matricielle. Ce modèle décrit les conditions de frottement en prenant en compte l'effet de Poisson associé au chargement par indentation. L'essai de traction in-situ sous microscope optique permet d'identifier les phénomènes de rupture opérant au sein du composite unidirectionnel et du composite bidirectionnel tissé. Ainsi il a été possible de décrire les cinétiques d'accumulation de l'endommagement par multi-fissuration de la matrice. L'extension à haute température de ce dispositif, réalisée dans ce travail, en fait un outil précieux d'aide à la compréhension du comportement de ces matériaux à leur température d'utilisation. L'interprétation de l'endommagement progressif de la matrice s'appuie sur une simulation numérique, qui permet de décrire le processus de multi-fissuration, à partir de la notion de glissement interfacial (étudié dans la première partie par indentation) et des statistiques de rupture des constituants.

  • Titre traduit

    = Relations between microstructure and mechanical behaviour of SiC/SiC composites : interface effects on multiple cracking in multifilament materials


  • Résumé

    In order to establish relation between the micro structure and the mechanical behaviour of SiC/SiC composites, this research is based on a micro mechanical approach. The experimental study of the fibre-matrix interface mechanical behaviour, leads to a modelling of the interfacial shear strength. It controls fibre-matrix sliding and load transfer between the components near a matrix crack. This model describes friction conditions including poissn's effects caused by the indentation load. In sit, tensile tests under optical microscope, permit to identify the rupture phenomenon in unidirectional and budirectioanal woven composites. It is therefore possible to describe the kinetics of damage cumulation, consisting of multiple cracking in the matrix. The high temperature tensile test device under optical microscope, which is developed in this work is very useful for understanding the behaviour of these materials at their working temperature. The interpretation of the progressive cracking phenomena is based on a numerical simulation using concepts of fibre-matrix sliding by interfacial shear strength, and failure statistics.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (260 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 211-218

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Limoges. ENSIL-ENSCI. Bibliothèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 85 ARN
  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(1210)
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.