Développement d'un outil d'analyse transdisciplinaire, le sDEMA, appliqué à la compréhension du comportement mécanique non-linéaire d'élastomères renforcés

par Tarek Fathallah

Thèse de doctorat en Matériaux polymères et composites

Sous la direction de Patrice Mélé et de Lionel Flandin.

Soutenue en 2009

à l'Université Savoie Mont Blanc .


  • Résumé

    Ce travail de recherche, mené en collaboration entre le laboratoire LMOPS (UMR 5041 CNRS) et la société 01dB-Metravib (Areva) porte sur le développement d'un nouvel outil de caractérisation multiéchelle des matériaux composites. Le «sDEMA» (synchronised Dynamic Electro Mechanical Analysis) permet essentiellement de réaliser une caractérisation électrique, afin de suivre les modifications structurales, d'un échantillon soumis à une déformation périodique sinusoïdale. La mise au point de cette technique expérimentale a nécessité de développer des démarches spécifiques pour le traitement et l'analyses des données. Des mesures effectuées sur des élastomères chargés en noir de carbone ont donné lieu à des résultats électriques surprenants car non sinusoïdaux. Cette composition d'harmoniques riche en informations nouvelles, a permis de proposer un modèle phénoménologique, à l'échelle des mouvements de charges, permettant de comprendre les variations de propriétés macroscopiques. En s'appuyant sur ce modèle, des interprétations des effets Mullins et Payne sont proposées. En conclusion, le sDEMA, se révèle être une excellente sonde microstructurale, qui devrait permettre de mieux comprendre les mécanismes dissipatifs d'énergie, et aider à améliorer la formulation des élastomères renforcés.

  • Titre traduit

    Development of a multiscale analysis tool, the sDEMA, for understanding the mechanical non-linear behaviour of filled elastomers


  • Résumé

    This research work was carried out in collaboration between the LMOPS laboratory (UMR 5041 CNRS) and the 01dB Metravib (AREVA) company, which deals with the development of a new tool for multiscale composites characterization. The «sDEMA » (synchronised Dynamic Electro Mechanical Analysis) was developed to monitor the structural changes (through DC or AC electric measurements) that take place in a polymer submitted to a sinusoidal deformation. The analysis of carbon black filled elastomers exhibited a surprising non sinusoidal response, even at very low deformation. The FFT transformation of the resistivity signal revealed a meaningful series of harmonics. A phenomenological model developed at the filler-filler interaction scale successfully explained the influence of the temperature for the first two harmonics. At high deformations, the measurements permitted to shed some light on the Mullins and Payne effects. In summary, the sDEMA, appears as an excellent microstructural probe which will provide hints towards a better understanding of the fillers dynamics, and hopefully an improvement in the reinforced elastomers formulations.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (194 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p.187-194. Index

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Savoie Mont Blanc (Le Bourget-du-Lac, Savoie). Service commun de la documentation et des bibliothèques universitaires. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Bibliothèque : Université Savoie Mont Blanc (Le Bourget-du-Lac, Savoie). Service commun de la documentation et des bibliothèques universitaires. Section Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.