Endommagement et rupture des joints collés sollicités en traction ou cisaillement : application au collage du bois

par Frédéric Simon

Thèse de doctorat en Physique. Mécanique

Sous la direction de Gérard Valentin.

Soutenue en 2001

à Bordeaux 1 .

mots clés

• Assemblages collés
• Rupture, Mécanique de la

Résumé

Une approche par la Mécanique de la Rupture du comportement mécanique des joints collés a été retenue dans ce travail en privilégiant une approche non linéaire mettant en évidence les phénomènes d'endommagement se produisant dans l'adhésif avant la rupture de l'assemblage. Une étude numérique préalable a abouti à la détermination d'un spécimen d'essai produisant une fissuration stable des assemblages bois collés sous sollicitation d'ouverture ou de cisaillement. L'étude du comportement mécanique des adhésifs étudiés a montré qu'une observation de la rupture cohésive de l'assemblage peut être un bon moyen d'appréhender le comportement d'un adhésif sous la forme d'un joint de colle. Ce type de rupture est étudié à l'aide de diverses techniques expérimentales telles que suivi de la fissuration par acquisition et traitement d'images, photoélasticimétrie, analyse fractographique des surfaces fissurées et analyse DSC des adhésifs polymérisés. A la lumière de toutes ces observations expérimentales, une étude plus systématique a été menée afin de quantifier la sensibilité de l'adhésif à la sollicitation appliquée (ouverture ou cisaillement) ou à l'épaisseur du joint et de lier les grandeurs à rupture déterminées en fonction du type de rupture observé : cohésive, adhésive, dans l'interphase ou déviée dans le bois. Une modélisation du comportement mécanique des éprouvettes de colle massive puis des assemblages bois collés a ainsi été développée grâce au code de calcul Castem 2000. L'application d'un modèle d'endommagement diffus de l'adhésif (Smeared Crack Approach) dans la description des phénomènes expérimentalement observés permet une bonne simulation du comportement des éprouvettes de colle massive mais s'avère insuffisante dans le cas des assemblages bois collés. Toutefois, ce travail numérique permet d'identifier les mécanismes potentiels de rupture des joints collés fournissant ainsi un cadre plus rigoureux à des études ultérieures.

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