Étude de la dissymétrie apportée par l'environnement spatial sur un composite multicouche à matrice organique

par Christophe Pailler

Thèse de doctorat en Génie mécanique et sciences des matériaux

Sous la direction de Alain Paillous.

Soutenue en 1993

à Toulouse, ENSAE .


  • Résumé

    Au cours de leurs missions, les véhicules spatiaux évoluent dans une ambiance très complexe dont les multiples composantes sont nocives pour les matériaux employés. Lorsqu’ils sont confrontés à une ambiance spatiale prolongée, les composites organiques subissent une dégradation qui n'est pas uniforme dans l'épaisseur. Dans ce contexte, ils peuvent devenir dissymétriques. Nous nous sommes attachés à provoquer expérimentalement cette dissymétrie sur trois composites multicouche carbone/époxy, puis à étudier son effet sur les propriétés de ces matériaux. Après avoir élaboré les plaques de composite à partir de préimprégnés, nous avons exposé des éprouvettes issues de ces plaques à l'environnement spatial simulé en laboratoire. Les conditions de simulation choisies, cyclage thermique combiné avec irradiation électronique ou bombardement par les atomes d'oxygène, sont respectivement représentatives de l'environnement géostationnaire et d'un environnement en orbite basse. L’utilisation de méthodes de caractérisation ex-situ, nous permet de suivre l'évolution des composites testés en fonction du type et de l'ampleur du vieillissement. Les résultats obtenus montrent que l'action en synergie des électrons et du cyclage thermique provoque une dégradation de la matrice qui porte préjudice aux propriétés des composites. Elle se manifeste par une modification de la structure du réseau moléculaire (coupures de chaînes et réticulations) et par l'apparition ou la multiplication de microfissures. L’impact à grande vitesse des atomes d'oxygène, conduit à une érosion rapide de la surface des composites. Pour une exposition de longue durée en orbite basse, la dissymétrie ainsi occasionnée est à l'origine d'une réduction très importante des propriétés mécaniques des composites et de la stabilité dimensionnelle de la structure.

  • Titre traduit

    Effects of environmentally induced asymmetry on multi-ply polymer-matrix composites in space


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Informations

  • Détails : 1 vol. (181 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p.168-175

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : ISAE-SUPAERO Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace. Service documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 1993/133 PAI
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