Micro-poro-mécanique : détermination des coefficients de Biot et de la perméabilité des milieux fibreux

par Thang Tran

Thèse de doctorat en Science pour l'ingénieur. Génie civil

Sous la direction de Nor-Edine Abriak et de Christophe Binétruy.

Soutenue en 2009

à l'Artois .


  • Résumé

    Le processus de fabrication des matériaux composites, qui influence considérablement leur qualité, est étudié via le couplage hydro-mécanique. Les modules de compression et le tenseur de Biot d’un renfort UD à simple et à double échelle de porosité sont estimés par l’approche microporomécanique au travers du schéma de Mori–Tanaka. Les calculs des tenseurs de perméabilité et de conductivité thermique sont directement déduits du calcul micromécanique. La structure du renfort fibreux UD est analysée et la distribution des fibres dans une section transversale d’un renfort fibreux UD à simple échelle de porosité est proposée en utilisant la densité de probabilité Gamma. En parallèle, des mesures expérimentales du tenseur de Biot pour des renforts fibreux isotrope et isotrope transverse sont aussi menées à l’aide de l’appareil triaxial, qui a été développé à l’origine pour des milieux granulaires.

  • Titre traduit

    Micro-poro-mechanics : determination of Biot coefficients and permeability of fibrous materials


  • Résumé

    Processing composites often involves either the compression of preimpregnated fiber reinforcements or the flow of a viscous liquid within fibrous materials. The process considerably influences the quality of composite materials. In this work the hydro-mechanical coupling is studied. The micromechanical approach is applied to estimate the compression moduli and the Biot tensor of UD fiber reinforcements with single and multi scale of porosity. Based on the mathematical analogy between the mechanics, fluid mechanics and heat transfer, the permeability and thermal conductivity tensors are obtained by a straightforward calculation from micromechanics. The study of the UD fiber reinforcement with single scale of porosity is carried out thanks to the analysis of the microstructure. The distribution of the fibers in the cross section is discribed by the probability density function of the Gamma distribution. To verify the theoretical results, experimental tests are carried out. The Biot coefficients are measured by the triaxial machine, traditionally used for granular medium, for isotropic and transversely isotropic fiber reinforcements.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (XII-129 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 123-129

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université d'Artois (Béthune, Pas-de-Calais). Bibliothèque de Sciences appliquées.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2009 ARTO 0201
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