Étude du comportement en fatigue des câbles d'acier sous environnement et chargement variables

par Laure Larippe

Projet de thèse en Science des Matériaux

Sous la direction de Véronique Aubin, Camille Gandiolle et de Jean-yves Buffiere.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Sciences Mécaniques et Energétiques, Matériaux et Géosciences (Cachan, Val-de-Marne ; 2015-....) , en partenariat avec MSSMAT - Mécanique des sols structures et Matériaux (laboratoire) et de CentraleSupélec (2015-....) (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-03-2019 .


  • Résumé

    Un pneu est un objet complexe composé d'empilement de nappes composites parmi lesquelles la nappe carcasse. Celle-ci permet de limiter la déformation du pneumatique en reprenant les tensions générées par la pression de gonflage et le chargement du pneu, via les câbles d'acier. Le câble est un assemblage de fils d'acier perlitiques tréfilés assemblés en hélice sur différentes couches. De multiples combinaisons aussi bien au niveau matériau, procédé et architecture du câble sont possibles pour atteindre certaines caractéristiques mécaniques. Le câble en service est soumis à des sollicitations cycliques de types mécanique (tension et flexion) et chimique (diffusion d'espèces) conduisant à un endommagement en fatigue. Or, dans un contexte de réduction des matières premières et de la consommation en carburant, ces nappes sont visées par une stratégie d'allégement. L'objectif de la thèse est de pallier au manque de compréhension des mécanismes d'endommagement en fatigue des renforts, qui constitue un verrou pour la conception optimisée des câbles vis-à-vis de la tenue en fatigue. Des essais expérimentaux et des simulations numériques viendront alimenter l'étude.

  • Titre traduit

    Study of the fatigue behavior of steel cables under variable environment and loading


  • Résumé

    A tire is a complex object composed of a stack of composite plies, including the carcass ply. The carcass ply to limits the deformation of the tyre by taking up the tensions generated by the inflation pressure and the loading of the tyre, via the steel cables. The cable is an assembly of drawn pearl steel wires helically assembled on different layers. Multiple combinations of material, process and cable architecture are possible to achieve certain mechanical characteristics. The cable in service is subjected to cyclic mechanical (tension and bending) and chemical (diffusion of species) loading leading to fatigue damage. However, in a context of reduced raw materials and fuel consumption, these plies are targeted by a reduction strategy. The objective of the thesis is to overcome the lack of understanding of the mechanisms of fatigue damage of reinforcements, to allow an optimized design of cables towards fatigue resistance. The study will combine experimental tests and characterizations and numerical simulations.