Etude du comportement en fatigue de composites carbone/expoxy : Rôle de l'interface

par Béatrice Large-Toumi

Thèse de doctorat en Sciences. Génie des matériaux

Sous la direction de Léo Vincent.

Soutenue en 1994

à l'Ecully. Ecole centrale de Lyon .


  • Résumé

    Ce travail porte sur l'etude du role de l'interface fibre/matrice dans le comportement en fatigue de composites ud carbone/epoxy. Nous disposons d'un materiau de reference (t300/dgeba/ddm) et nous faisons varier la nature de l'ensimage, le traitement d'oxydation de la fibre et le degre de reticulation de la matrice. L'essai de flexion trois points mettant en jeu des phenomenes indesirables de ruptures en compression, une sollicitation de flexion par flambement a ete preferee. Apres mise au point et validation, cet essai a permis une veritable caracterisation en flexion. Nous avons montre que nos materiaux sont peu sensibles a la vitesse de mise en charge. L'etude du comportement cyclique a ete abordee en distinguant les aspects: rupture brutale et durabilite. Nous avons montre que les comportements monotone et cyclique sont tous deux sensibles a l'influence de l'interface. En particulier, l'absence de traitement d'oxydation augmente les caracteristiques a rupture tout en ayant une influence limitee sur la tenue en fatigue propre. Une legere sous-reticulation de la matrice a permis d'ameliorer la tenue en fatigue mais en penalisant le comportement a rupture. Afin d'obtenir une evaluation plus directe des proprietes interfaciales, une caracterisation micromecanique a ete entreprise en utilisant les tests de microindentation et de la goutte. La modelisation mecanique de ces deux tests a ete abordee en proposant un modele plus specifique au comportement des frp, pour la microindentation, plus adapte aux conditions particulieres d'essai, pour le test de la goutte. L'essai de microindentation s'est revele difficile a mettre en uvre sur cfrp (il est bien adapte aux gfrp). Le test de la goutte, quant a lui, est tres bien adapte. Les resultats obtenus ont tous mis en evidence la bonne adhesion des systemes etudies. L'ensimage specifique epoxy augmente fortement la resistance de l'interface ; l'absence de traitement d'oxydation conduit a une interface legerement moins resistante. En synthese, nous concluons que, suivant la resistance interfaciale, le point faible du materiau est soit l'interface soit la matrice. De plus, l'analyse des proprietes monotone et cyclique montre que l'interface optimale n'existe pas en soi: elle est fonction, outre des proprietes du couple fibre/matrice, de la performance etudiee


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Informations

  • Détails : 1 vol. (214 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 140 réf.

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  • Bibliothèque : Ecole centrale de Lyon. Bibliothèque Michel Serres.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : T1632
  • Bibliothèque : Ecole centrale de Lyon. Bibliothèque Michel Serres.
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