Etude des mécanismes de déformation de polypropylènes-chocs par analyse des champs de déformations tridimentionnels : évolution des matériaux de pare-chocs automobiles au cours du cycle de vie (vieillissement, pollution et recyclage)

par Olivier De Almeida

Thèse de doctorat en Mécanique des solides, des matériaux, des structures et des surfaces

Sous la direction de Jean Brillaud et de Fabienne Touchard.

Soutenue en 2007

à Poitiers , dans le cadre de École doctorale Sciences pour l'ingénieur et aéronautique (Poitiers ; 1992-2008) , en partenariat avec Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées (autre partenaire) .

mots clés

• Polypropylènes-chocs
• Polypropylène
• Déformations (mécanique)
• Recyclage (déchets, etc.)
• Polymères -- Détérioration
• Pollution

Résumé

Le recyclage iso-fonction des boucliers automobiles en polypropylènes-chocs a été étudié en analysant les mécanismes de déformation en traction uniaxiale. Pour ce faire, une technique de mesure des champs de déformation tridimensionnels par corrélation d’images numériques a été développée. Le comportement mécanique des polypropylènes-chocs a été comparé à celui d’un polypropylène. La déformation du polypropylène se caractérise par une striction, qui est un gradient longitudinal de déformation, et par des déformations homogènes transversalement. Ce mode de déformation diffère de celui des polypropylènes-chocs pour lesquels on constate une absence de striction et des gradients transversaux des déformations transverses. Ces gradients de déformation mesurés en surface des éprouvettes traduisent un gradient de dilatation volumique important entre le cœur et la peau des plaques injectées, lié à des phénomènes de cavitation hétérogènes. Les influences d’une pollution avec de l’huile de moteur et/ou avec de l’éthylène-glycol et du recyclage sur les mécanismes de déformation ont également été analysées. L’huile de moteur présente un effet plastifiant qui entraîne une modification du mode de déformation des polypropylènes-chocs, caractérisée par un ralentissement des phénomènes de cavitation. Le recyclage se traduit par une diminution importante de la déformation à la rupture, occasionnée par une diminution des masses molaires du polymère. Une pollution avant l’étape de recyclage mécanique permet de limiter l’effet du recyclage seul, ce qui s’avère être un effet bénéfique pour le recyclage des boucliers automobiles. D’autre part, le vieillissement thermique réalisé sur l’ensemble des matériaux de cette étude montre que ces matériaux sont très stables au cours du temps.

Titre traduit

Deformation mechanism analysis of impact modified polypropylenes by using a 3D strain field measuremnt technique : evolution of car bumper materials during life cycle (ageing, pollution, recycling)

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