Nanoindentation de polymères amorphes, contribution à la détermination des propriétés quasi-statiques et dynamiques

par Moez Beyaoui

Thèse de doctorat en Mécanique avancée

Sous la direction de Michèle Guigon et de Pierre-Emmanuel Mazeran.

Soutenue en 2009

à Compiègne .

  • Titre traduit

    Nanoidentation of amorphous polymers, contribution to the determination of quasistatic and dynamic mechanical properties


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    Ce travail s’articule autour des essais mécaniques mis en place sur un appareil de nanoindentation pour déterminer les propriétés quasistatiques et dynamiques de trois polymères amorphes (PC, PMMA et PS). Dans la première partie du mémoire, l’analyse des courbes d’indentation montre clairement l’influence de la viscosité par l’enfoncement de la pointe lors du plateau de maintien et par la puissance anormalement élevée de l’équation de la courbe de décharge. En conséquence, la mesure des propriétés élastiques peut être fortement influencée par le comportement visqueux du matériau. En développant un protocole original d’indentation et de dépouillement des données, nous montrons qu’il est possible de corriger cette anomalie. Nous obtenons dans ce cas des valeurs calculées du module d’élasticité proches de celles déterminées par des essais de traction. La seconde partie porte sur la caractérisation du comportement visqueux des polymères. Différents modèles analytiques on été développés pour discriminer les différentes composantes mécaniques des matériaux polymériques. Le modèle le plus pertinent est un modèle viscoélastique viscoplastique non linéaire développé en s’inspirant des travaux d’Oyen et Cook*. La technique Continuous Stiffness Measurement (CSM) a également été utilisée pour déterminer les propriétés mécaniques en dynamique. Grâce à cette étude, nous avons pu montrer qu’en quasistatique, on détermine les composantes viscoélastiques avec des constantes de temps élevées. Par contre en dynamique, seules les composantes visqueuses avec des constantes de temps faibles peuvent être caractérisées. Ce phénomène a été expliqué par les différents mouvements moléculaires associés à la viscosité des polymères à l’état vitreux. * Oyen M. L. , Cook R. F. , J. Mater. Res. 18 (2003) 139.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (188 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 86 réf.

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  • Bibliothèque : Université de Technologie de Compiègne. Service Commun de la Documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2009 BEY 1793
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