Etude de l'interface fibre/matrice par essai de microindentation cas des composites à fibre de verre et matrice organique

A study of fibre/matrix interface by micro-indentation test, in fibre reinforced polymer composites

• Auteur / Autrice : Mondher Zidi
• Direction : François Sidoroff
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Ecully, Ecole centrale de Lyon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Indentation des matériaux

Résumé

Le but de notre travail est la caractérisation micromécanique par indentation instrumentée de l'interface fibre/matrice dans des matériaux composites à matrices thermodurcissables. Afin de résoudre le problème d'identification de la charge de décohésion permettant la rupture de la liaison fibre/matrice, nous avons proposé une méthode de dépouillement de la courbe de microindentation. Elle consiste à dissocier la composante du déplacement de l'indenteur relative à l'indentation élasto-plastique de la fibre u#e#p de celle qui correspond au déplacement de la surface de cette dernière u#e, pour laquelle une modélisation permettant de remonter à la charge de décohésion a été établie. Un des principaux avantages du modèle développé réside dans la prise en compte de l'environnement local de la fibre indentée au travers d'une mesure de la compliance du système. Pour valider ce modèle, nous l'avons appliqué aux courbes de microindentation faites sur des matériaux composites qui diffèrent par la nature de la matrice. Quelle que soit la nature de la matrice, des valeurs satisfaisantes des contraintes de décohésion interfaciales ont pu être obtenues. Pour certains essais, le modèle développé ne permet pas d'avoir une bonne cohérence entre la courbe théorique et expérimentale. Un raffinement de la modélisation proposée s'est imposé. Dans un premier temps, nous avons développé un modèle qui permet de décrire le comportement à l'interface dans le cas où la contrainte de cisaillement à l'interface défibrée #g est différente de celle de décohésion #0. Dans un deuxième temps, nous avons établi un modèle dans lequel nous avons introduit une loi d'interface (u) assez générale. L'application de ces modèles à des courbes de microindentations a donné des résultats acceptables. Dans la dernière partie de notre travail, nous avons étudié l'hystérésis obtenue lors d'un essai de microindentation. Nous avons montré que nous sommes en présence d'un comportement typique du modèle de masing dont on a déterminé, par la suite, les propriétés.