Adhésion et fracture d'élastomères non-vulcanisés

par Nassim Pujol

Projet de thèse en Physico-chimie

Sous la direction de Matteo Ciccotti et de Costantino Creton.

Thèses en préparation à Paris Sciences et Lettres , dans le cadre de Physique et Chimie des Matériaux , en partenariat avec Sciences et Ingénierie de la Matière Molle (laboratoire) et de ESPCI Ecole supérieure de physique et de chimie industrielles de la Ville de Paris (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-11-2018 .


  • Résumé

    La société Michelin développe de nouveaux élastomères pour la confection de pneus à basse résistance au roulement. La nature chimique de ces élastomères entraîne des modifications importantes des propriétés rhéologiques du matériau à l'état non vulcanisé, qui rendent le processus de mise en forme plus délicat. En particulier suivant les formulations utilisées, Michelin observe deux comportements limite: une adhésion importante aux outils de calandrage pour les matériaux plus mous et une fracturation lors de l'étirage pour les matériaux plus durs, avec une fenêtre optimale très étroite entre les deux. On suppose que le comportement non linéaire du matériau est responsable de ces effets, et le problème est clairement en lien avec la question difficile et non résolue de la fracture des matériaux mous et dissipatifs, qui est un domaine d'expertise majeur du laboratoire SIMM. Le but de la thèse est d'approcher ces deux problèmes de façon systématique par des techniques de mesure mécanique couplées à des observations optiques locales permettant de voir la nature de la localisation de déformation qui entrain fracture et adhésion forte. Michelin fournira les matériaux modèles en présence de charges et non chargés et le doctorant au laboratoire SIMM sera responsable de développer les tests mécaniques appropriés couplés avec une observation optique. L'adhésion sera approchée par des tests de pelage et probe tack sur verre (éventuellement avec surface traitée) et la fracture par des tests de traction sur échantillons entaillés.

  • Titre traduit

    Adhesion and fracture of non vulcanized elastomers


  • Résumé

    Michelin enterprise develops some novel elastomers for reducing the rolling resistance of future tires. The chemical nature of these elastomers induces important modifications in the rheological properties of the material in the non vulcanized condition, which makes their processing very delicate. In particular, depending on the specific formulation, Michelin observes two limiting behaviors: an important adhesion on the cylinder lamination tools for the softer materials and an extensive fracturing process for the hardest materials. The optimal window of processing parameters between these limiting behaviors is very narrow for these novel elastomers. The nonlinear behavior of the material is likely to be responsible for these effects, and this problem is clearly related to the difficult and unsolved issue of fracture in soft viscoelastic materials, which is a main domain of expertise of the SIMM laboratory. The aim of this PhD thesis is to approach these two problems in a systematic way by coupling mechanical measurements with local optical observations allowing to identify the nature of the strain localization mechanisms that lead to fracture or enhanced adhesion. Michelin will provide the model materials with and without mineral charges and the PhD student at SIMM laboratory will be in charge of developing custom mechanical tests coupled with optical observation techniques. The adhesion mechanisms will first be investigated through peeling and tack tests on functionalized glass surfaces and fracture by traction tests on prenotched specimens.