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Thèse soutenue

Comportement thermique des structures sandwich pour application dans les capots moteurs d'hélicoptères

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Auteur / Autrice : Bénédicte Teston
Direction : Jacques Verdu
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences appliquées. Mécanique et matériaux
Date : Soutenance en 2002
Etablissement(s) : Paris, ENSAM

Résumé

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Le travail porte sur l'étude du vieillissement thermique de matériaux sandwich à âme en nid d'abeille et à peau composite, la matrice étant constituée de résines thermostables époxy ou polybismaléimide (BMI) auto-adhésives ou non. Une attention particulière a été portée à la mise au point d'une méthode de caractérisation mécanique permettant d'identifier sans ambigui͏̈té le "point faible" de la structure. Il apparaît que ce dernier est le nid d'abeille dans sa phase initiale (quelques milliers d'heures) de vieillissement. Aux temps plus longs, la rupture se produit préférentiellement à l'interface peau/âme, mais avec les variantes suivantes : dans le cas des sandwichs XE26 à peaux auto-adhésives, la rupture se produit à l'interface nid d'abeille/ménisque de résine et à l'interface fibre/matrice dans les peaux, ce dernier type de défaillance devenant majoritaire aux temps longs. Dans le cas des sandwichs F655, on observe également un mode mixte de défaillance : d'une part une rupture interfaciale ménisque/nid d'abeille par déchaussement, d'autre part, à l'interface trame de verre de l'adhésif/matrice d'adhésif, le second mode tendant à prédominer sur le premier aux temps longs. Pour étudier plus précisément ce second mode, nous avons conçu et réalisé un essai mécanique original de caractérisation de l'interface peau/âme qui constitue un outil efficace pour apprécier l'énergie de rupture et établir sa cinétique d'évolution au cours du vieillissement. L'âme et les peaux, en se dégradant, émettent des produits volatils dont une partie reste piégée dans les cellules du nid d'abeille, générant ainsi une pression qui peut contribuer à l'endommagement du matériau et favoriser le décollement peau/âme.