Caractérisation du comportement thermomécanique d'un polyuréthane compact et sous forme de mousse : application aux butées élastiques pour véhicules automobiles

Characterization of the thermomechanical behavior of a compact and foamed polyurethane : application to elastic bumpers for motor vehicles

• Auteur / Autrice : Abdelmonem Lachhab
• Direction : Jean-Benoît Le Cam, Éric Robin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance le 13/12/2016
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière (Rennes ; 1996-2016)
• Partenaire(s) de recherche : ComuE : Université Bretagne Loire (2016-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de physique (Rennes)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Thermographie

Mousses de polyuréthanes

Mots clés libres

Polyuréthane thermoplastique compact/moussé

Thermographie infrarouge

Effets inélastiques

Variation de volume

Sources de chaleur

Dissipation mécanique

Thermoplastic polyurethane compact/foamed

Infrared thermography

Inelastic effects

Volume change

Heat sources

Mechanical dissipation

Résumé

L'objectif de cette thèse est de mener une caractérisation expérimentale complète du comportement mécanique et thermomécanique d'un polyuréthane thermoplastique compact et sous forme moussée, utilisé dans la fabrication de pièces antivibratoires dans l'industrie automobile. Cette caractérisation est effectuée en s'appuyant sur des techniques d'imagerie quantitative, la thermographie infrarouge en particulier. D'un point de vue mécanique, la dépendance des différents phénomènes - effet Mullins, hystérésis mécanique, déformation résiduelle et variation de volume - à la densité initiale et à la vitesse de chargement a été établie. Sur le plan thermique et calorimétrique, la signature de ces différents phénomènes a été caractérisée et les bilans énergétiques menés ont permis d'estimer la dissipation mécanique en fonction des conditions d'essais et de la densité initiale du matériau. Les résultats de ces travaux constituent une base de données expérimentale pour l'identification de paramètres constitutifs et l'enrichissement de lois de comportement.

This PhD thesis deals with the full mechanical and thermomechanical characterization of thermoplastic polyurethane, in its compact and foam states, dedicated to antivibratory systems for automotive. This characterization has been carried out by using quantitative imaging techniques, especially infrared thermography. From a mechanical point of view, the dependency of the different phenomena involved in the material deformation - Mullins effect, mechanical hysteresis, residual deformation and volume change - on the initial density and loading rate has been established. The thermal and calorimetric signature of these phenomena has been characterized and the mechanical dissipation was estimated from energy balances. The results obtained provide an experimental database for the identification of constitutive parameters and the enrichment of behavior laws.