Evolution morphologique, mecanique et chimique d'un composite tubulaire verre-epoxy photovieilli artificiellement ou naturellement

par LAURENT MONNEY

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de C. Dubois.

Soutenue en 1996

à Besançon .

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  • Résumé

    Le photovieillissement, artificiel ou naturel, d'un materiau composite verre-epoxy est caracterise par analyse morphologique, mecanique et physico-chimique. Initialement, quelques fibres de verre affleurent la surface du composite et emergent au cours du photovieillissement par ablation progressive de la matrice organique. En artificiel, l'ablation est mesuree par surfometrie et par gravimetrie avec la meme precision, mais seule la surfometrie est utilisable en milieu naturel. Apres 500 heures, l'ablation augmente lineairement avec l'energie d'insolation globale cumulee (ei), d'ou l'hypothese de l'instauration d'un reacteur de photooxydation au voisinage de la surface jusqu'a l'etablissement d'un regime constant, au cours duquel le reacteur (epaisseur 2 micrometres) progresse a la meme vitesse que l'ablation. Pour une valeur de ei, l'ablation en milieu naturel est superieure a celle relevee en milieu artificiel, ce qui revele la complementarite des precipitations pluvieuses par entrainement de photoproduits solubles. L'analyse physico-chimique de la matrice organique, par spectrometrie x (eds) et par spectrophotometrie ir-atr, confirme l'hypothese du reacteur photochimique localise. Cette hypothese est alors utilisee pour interpreter des analyses ir par transmission, d'autres auteurs. Elle est egalement prise en compte dans l'etablissement d'un modele physico-mathematique base sur la loi de beer-lambert pour simuler l'evolution quantitative d'un vibrateur ir, au cours du photovieillissement. Afin d'estimer l'influence de la photooxydation sur le comportement mecanique du composite, des essais de traction sont realises, apres ou en cours de photovieillissement. Apres 1000 heures d'irradiation en artificiel ou apres deux annees d'exposition naturelle, les essais ne revelent pas l'affaiblissement du materiau. Des essais en fluage sous irradiation uv-visible sont realises a l'aide d'un appareil de traction concu aux dimensions de la cellule de photovieillissement. L'interaction des contraintes est imperceptible. Au stade actuel, la durabilite mecanique du composite photovieilli est satisfaisante


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  • Détails : 228 P.
  • Annexes : 91 REF.

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