Contribution à l’analyse expérimentale du comportement thermomécanique du caoutchouc naturel

par Rodica Caborgan

Thèse de doctorat en Mécanique et Génie civil

Sous la direction de André Chrysochoos.

Soutenue le 16-12-2011

à Montpellier 2 , dans le cadre de Information, Structures, Systèmes (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2014) , en partenariat avec LMGC - Laboratoire de Mécanique et Génie Civil (laboratoire) .

Le jury était composé de André Chrysochoos, David Dureisseix, Bertrand Wattrisse, Jean-Michel Muracciole.

Les rapporteurs étaient Sylvie Castagnet, Jean-benoit Le cam.


  • Résumé

    Une analyse du comportement thermomécanique du caoutchouc naturel est réalisée en combinant deux techniques d'imagerie quantitative. La corrélation d'images visibles sert à estimer les déformations puis l'énergie de déformation alors que des images infrarouges permettent d'estimer, via l'équation de diffusion, les quantités de chaleur mise en jeu. La construction de bilans d'énergie montre alors l'importance relative des mécanismes dissipatifs et de couplage thermomécanique. A basse fréquence pour de faibles déformations, les résultats permettent de retrouver le fameux effet d'inversion thermoélastique. A déformation plus importante, les résultats montrent une compétition sur le plan énergétique entre élasticité entropique et mécanismes de cristallisation/fusion sous contrainte. Aucun effet dissipatif significatif n'est détecté à basse comme en haute fréquence alors que dans chaque cas, sur le plan mécanique, une aire d'hystérésis caractérise la réponse cyclique du matériau.

  • Titre traduit

    Contribution to the experimental analysis of the thermomechanical behavior of natural rubber


  • Résumé

    An analysis of the thermomechanical behavior of the natural rubber is carried out by combining two quantitative imaging techniques. The digital image correlation of visible images is used to estimate the strain and then the deformation energy whereas infrared images make it possible to estimate, via the heat equation, the amounts of heat involved in the material transformation. The construction of energy balance enables us to determine the relative importance of the dissipative and thermomechanical coupling mechanisms. For low frequency and low extension ratio, the results show the famous thermoelastic inversion effect. From an energy standpoint, a competition between entropic elasticity and stress-induced crystallization/fusion mechanisms is observed for more significant extension ratios. No significant dissipative effect can be detected at low or high loading frequency whereas in each case, a stress-strain hysteresis characterizes the cyclic response of the material.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (pagination multiple)
  • Annexes : Bibliogr. p.XII-2 - XII-7

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  • Bibliothèque : Université de Montpellier. Bibliothèque du LMGC.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH-CAB-2011
  • Bibliothèque : Bibliothèque interuniversitaire. Section Sciences.
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