Etude du comportement élastique et viscoélastique linéaire des polymères semi-cristallins par approche micromécanique

par Fahmi Bedoui

Thèse de doctorat en Mécanique et matériaux

Sous la direction de Gilles Régnier.

Soutenue en 2005

à Paris, Arts et Métiers ParisTech .


  • Résumé

    Le but de la thèse est de prédire les propriétés mécaniques aux petites déformations (d'abord élastiques, puis viscoélastiques) des polymères semi-cristallins isotropes en utilisant les techniques d'homogénéisation. La morphologie microstructurale a été caractérisée par des techniques de microscopie optique et électronique à balayage ainsi que par diffraction des rayons X aux grands angles. Les propriétés élastiques des phases constituantes ont été essentiellement appréhendés à partir de résultats de la littérature. Les propriétés viscoélastiques ont été mesurées par des essais en torsion dynamique. Enfin des essais de traction uniaxiale permis de déterminer le comportement macroscopique des polymères. Deux représentations morphologiques ont été adoptées: matrice-inclusion et agrégat de composite bicouches. Différents modèles d'homogénéisation ont été comparés d'abord en élasticité. Le modèle différentiel associé à schéma matrice-inclusion s'est avéré le plus performant. Tenant compte de la géométrie des lamelles cristallines, il a notamment permis de comprendre pourquoi le PEhD avait un module plus faible que le pp malgré des phases cristalline et amorphe plus rigide et un taux de cristallinité supérieur. Le travail a été étendu au cas de la viscoélasticité linéaire pour le PET Les outils numériques pour la transformée de Laplace-Carson et l 'inversion numérique, utilisant la méthode des collocations, ont été développées. 11 a été possible, en utilisant ces techniques d'avoir une prédiction satisfaisante du comportement macroscopique viscoélastique linéaire du PET

  • Titre traduit

    Study of linear elastic and viscoelastic behavior of semi-crystalline polymer using a micromechanics approch


  • Résumé

    The goal of the thesis is to predict the mechanical properties in the case of small deformations (initially elastics, the en viscoelastic) of isotropic semi-crystalline polymers using the homogenization techniques. Micro structural morphology was characterized losing optical and electronic scanning microscopy techniques, also by the wide angle X-ray diffraction techniques. The elastic praperlies of the constituent phases were primarily Deduced from the Literature. The viscoelastic properties lever measured by tests in dynamic torsion. Finally iniaxial tensile lasts lever done to work up the macroscopic elastics and viscoelastic behavior of polymers. Various morphological representations lever adopted: ma/rix-inclusion and aggregate of double-layered composite. Various models of homogenization were compared initially in elasticity. The differential model associated to matrix inclusion morphology seems at be the more appropriate. Taking on account the geometry of the crystalline lamellae, it was possible, using the differential scheme, to understand why PEhD had a module weaker than pp in spite of Crystalline and amorphous phases more rigid and a higher crystalline rate. The study was extended to linear, viscoelasticity in the case of the PET. Numerical tools for the Laplace-Carson transformation and the numerical inversion, using the collocation method, was developed. It was possible using these techniques to have a good macroscopic linear viscoelastic behavior prediction.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (133 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.127-133. Annexe

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