Étude des mécanismes d’auto-adhésion entre élastomère et matériau composite : Impact des paramètres de formulation et de mise en oeuvre des élastomères et du composite sur les caractéristiques de l’assemblage

par Cécile Granat

Thèse de doctorat en Polymères

Sous la direction de Eric Papon et de Agnès Aymonier-Marçais.

Soutenue le 26-04-2018

à Bordeaux , dans le cadre de École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde) , en partenariat avec Laboratoire de Chimie des Polymères Organiques (Bordeaux) (laboratoire) .

Le président du jury était Henri Cramail.

Le jury était composé de Eric Papon, Agnès Aymonier-Marçais, Henri Cramail, Jocelyne Galy, Yves Grohens, Vincent Roucoules.

Les rapporteurs étaient Jocelyne Galy, Yves Grohens.


  • Résumé

    Dans de nombreux domaines, tels que l’aéronautique et l’aérospatial, les matériaux composites sont utilisés par soucis d’allègement des structures. Pour cette même raison, les assemblages mettant en jeu ces matériaux sont préférentiellement réalisés par collage. Ce mode d’assemblage présente aussi l’avantage d’éviter tout risque d’endommagement engendré par des ruptures de fibres. Néanmoins, chacune des opérations de mise en œuvre du collage doit être maîtrisée, en particulier lorsque des élastomères réticulés, réputés peu aptes au collage, sont impliqués. Ainsi, un primaire est généralement utilisé pour assurer l’adhésion entre l’élastomère et le matériau composite. Dans ce travail de thèse, il s’agit de supprimer l'étape d’enduction du primaire à la surface de l’élastomère réticulé avant bobinage des fibres imprégnées de résine. Cette suppression vise à réduire les risques Hygiène Sécurité Environnement (primaire classé Cancérigène, Mutagène et Reprotoxique) et permet de simplifier les cycles de fabrication. Pour assurer l’adhésion entre l’élastomère réticulé à base d’EPDM et le matériau composite à matrice époxyde sans élément intermédiaire, il est essentiel de comprendre les mécanismes de formation de l’assemblage : création de liaisons physiques, influence de la rugosité de surface, diffusion de monomères et réactions chimiques. Cette compréhension permet par la suite de modifier la formulation des matériaux, dans notre cas remplacer le copolymère présent dans l’élastomère, afin d’améliorer l’adhésion et de s’affranchir de tout traitement de surface.

  • Titre traduit

    Study of self-adhesion mechanisms between elastomer and composite materials


  • Résumé

    In many fields, in particular in aeronautic and aerospace, assemblies by bonding instead of bolting are used in order to lighten structures involving composite materials. Furthermore chemical bonding minimizes the risk of damage by fibers breaking. In this context, our research work concerns the assembly between a cured elastomer, known to be difficult to be bonded, and a composite material without using adhesives which are classified as carcinogenic, mutagenic and toxic agent. In order to have a good adhesion between cured EPDM elastomer and composite material with epoxy resin without adhesive, it is crucial to understand mechanisms of self assembly of these materials: role of physical bonds, influence of roughness, monomers diffusion and chemical reactions. This good understanding allows us editing material formulations, in our case copolymer in elastomer, to improve adhesion and remove surface treatment.



Le texte intégral de cette thèse sera accessible librement à partir du 26-04-2028

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