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Dissertations / Theses on the topic 'Fibres polymère'
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Einig, Antinéa. "Elaboration par plasma froid basse pression de revêtements polymères protecteurs de fibres organiques et inorganiques." Thesis, Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2013. http://www.theses.fr/2013ECAP0056.
Full textAbstract:
L’allègement des structures combinée a l’augmentation de leurs propriétés mécaniques et électriques est un des axes d’innovation dans le domaine des composites à hautes performances. Certains de ces matériaux emplois des matrices organiques à renforts carbones. Une voie de recherche privilégiée est l’utilisation et l’intégration de nanomatériaux aux composites. Ainsi des nanotubes de carbone sont greffés à la surface des fibres de carbone, créant une fibre hybride. Pendant le processus industriel subi par la fibre, des nanotubes sont susceptibles d’être relâchés et de provoquer la dégradation des propriétés de la fibre. La dimension nanométrique de ces particules les rend plus performant que les matériaux conventionnels mais constitue un risque potentiel pour la santé de l’être humain. Pour conserver les nanotubes sur la fibre, un revêtement polymérique protecteur est ajouté à la fibre hybride. Dans le cadre de cette thèse, ce revêtement est déposé par polymérisation plasma sous vide d’un monomère. Les monomères d’acide acrylique et d’acétylène agissent avec les paramètres de dépôt sur l’interface entre les fibres et la matrice, et donc sur les propriétés mécaniques du composite. L’évolution de cette interface est caractérisée par l’énergie de surface du dépôt sur substrats modèles puis sur fibre hybride. Les revêtements issus des deux monomères assurent la protection des nanotubes, améliorent l’interface entre la fibre et la matrice, tout en conservant le gain de conduction apporte par le greffage des nanotubes. L’addition d’une étape de traitement plasma non polymérisable, avant ou après le dépôt du polymère, peut améliorer les propriétés interfaciales par rapport aux fibres hybrides<br>Innovation areas in high performance composite are based on structure lightening combined with mechanical and electrical enhancement. Carbon reinforced organic matrix is widely used for composite applications. Nanomaterial’s incorporation appears among the ways of improvement. In this study, carbon nanotubes are grafted on carbon fibers’ surface to create a hybrid fiber. However, handling hybrid fibers may lead releasing CNT, weakening fiber properties and unwilling health risk. A protective layer is then required for properties saving and for safety purpose. In our work, a coating is deposited by low pressure plasma polymerization of organic monomer: acrylic acid or acetylene. Monomer deposit parameters influence cohesion at the interface between fiber and matrix by means of physical and chemical interactions. We show from results observed at microscal that macro mechanical properties of the final composite are also modified. Coating is characterized by means of surface energy calculation on model substrate. It allows choosing coating properties and plasma treatment conditions to be applied to hybrid fibers. A protective coating is obtained from the two monomers on nanotubes and increases mechanical properties at the fiber/matrix interface. The deposit does not spoil electrical conductivity of hybrid fiber. Addition of pre or post plasma treatment before or after coating may improve in some case mechanical properties of composite within the interface between protected hybrid fiber and matrix compared to uncoated one
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Do, Thi Vi Vi. "Matériaux composites à fibres naturelles / polymère biodégradables ou non." Thesis, Grenoble, 2011. http://www.theses.fr/2011GRENA012/document.
Full textAbstract:
Les fibres naturelles ont récemment attiré l'attention des scientifiques en raison de leurs propriétés : faible coût, faible densité, renouvelables, biodégradables et non abrasives. Dans cette étude, trois types de fibres de bambou sont étudiées. La modification chimique des fibres par la soude est utilisée pour enlever l'hémicellulose et la lignine. Puis, la surface de la fibre est modifiée par acétylation ou silane avant élaboration de composites PP. Les propriétés mécaniques des composites augmentent avec le diamètre des fibres et avec l'utilisation d'un agent d'ensimage. Des mélanges amidon/PVA/plastifiant/agent de couplage sont également étudiés. Les composites préparés par réticulation avec l'acide citrique ont d'excellentes propriétés mécaniques. La résistance à la traction et la déformation à rupture de ces composite augmentent avec la teneur en PVA. La présence d'argile et de fibres ont toutes deux un effet considérable sur les propriétés mécaniques des composites<br>Natural fibers have recently attracted the attention of scientists because of their properties of low-cost, low density, renewable, biodegradable and nonabrasive. In this study, three types of bamboo fibers are prepared. Chemical modification of fibers by alkali is used to remove hemicellulose and lignin. Then, fiber surface is modified by acetylation and silane before processing composite materials with polypropylene. As expected, the mechanical properties of the composites increase with the average fibre diameter. Tensile strength and Young's modulus increase when using a coupling agent. Starch/PVA blends are also prepared with glycerol and water as plasticizer. The composite prepared by citric acid crosslinking has excellent mechanical properties. Tensile strength and elongation at break of starch/ PVA composite increase with the content of PVA. The presence of clay and fiber are both found to have considerable effect on the mechanical properties of the composites
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Do, thi Vi vi. "Matériaux composites à fibres naturelles / polymère biodégradables ou non." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00652477.
Full textAbstract:
Les fibres naturelles ont récemment attiré l'attention des scientifiques en raison de leurs propriétés : faible coût, faible densité, renouvelables, biodégradables et non abrasives. Dans cette étude, trois types de fibres de bambou sont étudiées. La modification chimique des fibres par la soude est utilisée pour enlever l'hémicellulose et la lignine. Puis, la surface de la fibre est modifiée par acétylation ou silane avant élaboration de composites PP. Les propriétés mécaniques des composites augmentent avec le diamètre des fibres et avec l'utilisation d'un agent d'ensimage. Des mélanges amidon/PVA/plastifiant/agent de couplage sont également étudiés. Les composites préparés par réticulation avec l'acide citrique ont d'excellentes propriétés mécaniques. La résistance à la traction et la déformation à rupture de ces composite augmentent avec la teneur en PVA. La présence d'argile et de fibres ont toutes deux un effet considérable sur les propriétés mécaniques des composites.
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Bourdon, Sylvie. "Développement d'une membrane à base d'un mélange de polymère, hydrophobe et de polymère hydrophile : élaboration, caractérisation et essais de filtration." Toulouse 3, 2002. http://www.theses.fr/2002TOU30248.
Full text
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Bilal, Mohammad-Bassem. "Etude des corrélations structure-propriétés tinctoriales des fibres d'acide polylactique (PLA)." Phd thesis, Université de Haute Alsace - Mulhouse, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00712551.
Full textAbstract:
Les fibres d'acide polylactique (PLA), issues de ressources agricoles renouvelables, ont suscité à leur apparition un grand intérêt car il s'agit de fibres ayant les avantages des fibres synthétiques. Or très vite des inconvénients sont apparus en particulier lors de leur teinture : elles se saturent très facilement conduisant a des nuances pastel et les solidités aux lavages des teintures sont médiocres. Nous avons vérifié que la cristallinité des fibres de PLA est du même ordre de grandeur que celle du polyester classique (55- au pire 60%). Par contre les traitements aqueux type teinture font croître cette cristallinité, peut-être par hydrolyse des zones amorphes. Mais la teinture est très rapide, ce qui signifierait que les zones amorphes sont à peine orientées ce qui est confirmé par RX (un fond continu vraiment plat) et de ce fait elles ne retiennent pas le colorant. Les isothermes d'adsorption montrent également qu'il n'y a pas d'adsorption mais " solution " puisqu'elles sont de type Nernst et que la fixation de colorant décroît avec la croissance de la température. En plus, à chaque traitement aqueux de la fibre est hydrolysée ce qui entraîne une perte de colorant et une réduction lente des propriétés mécaniques de la fibre. Ce dernier phénomène étant relativement long d'où nous avons formulé une hypothèse que l'hydrolyse des bouts de chaine serait plus rapide que celle des milieux de chaine.
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Poulaert, Bernard. "Le matériau polymère : de l'isolant au conducteur thermique." Université catholique de Louvain, 1987. http://edoc.bib.ucl.ac.be:81/ETD-db/collection/available/BelnUcetd-02272009-120116/.
Full text
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Collignon, Brice. "Séchage des bétons réfractaires : expérimentation, modélisation et influence d'un ajout de fibres polymère." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2009. http://www.theses.fr/2009INPL051N/document.
Full textAbstract:
Les matériaux réfractaires non façonnés dense (MRNF) prennent une part de plus en plus importante aussi bien en cimenterie, fonderie, sidérurgie, ... Principalement constitués d’agrégats à base d’alumine, de magnésie, de spinelle, … ils constituent des matériaux de faible perméabilité contenant une teneur résiduelle en eau de 4 à 6 %. Leur séchage avant leur première utilisation est une opération critique qui conditionne leur durée de vie. D’une part, mal conduit, il peut du fait des endommagements occasionnés, réduire considérablement la durée de vie des installations. D’autre part, certaines conditions de séchage conduisent à une véritable destruction de nature explosive du matériau correspondant à une élévation brutale de la pression interne (accompagnant l’élévation de la pression de vapeur saturante de l’eau avec la température). Le travail a permis de se familiariser avec les matériaux réfractaires non-façonnés à l’aide d’une caractérisation thermomécanique complète menée entre la température ambiante et 500 °C, de comprendre les mécanismes mis en jeu lors de leur séchage, d’une part, par une expérimentation et, d’autre part, en les reproduisant en s’appuyant sur un transfert simultané de chaleur et de masse en milieu poreux. Et enfin, il a permis d’étudier l’impact d’un ajout de fibres polymère sur une caractéristique qui gère l’évacuation de l’eau, la perméabilité, et plus généralement sur le séchage<br>Castable refractories take a more and more important place in various industries: cement factory, casting, iron and steel making. They consist mainly of aggregates of high-alumina and ultra-low cement. Their permeability is very low and they contain before the first heat-up a residual water content of 4 to 6 % (dry basis). Drying during the first heat-up is a crucial step which sharply influence the refractory in-service performances. On one hand, damaging can occur, and as a consequence will reduce drastically the life time of the plants. On the other hand, particular drying conditions can lead to an explosive spalling of the refractory corresponding to an internal gas pressure steep raise linked to the water saturated vapour pressure raise with temperature. First, a complete thermomechanical characterization between ambient temperature and 500 °C of the unshaped refractory materials has been conducted. Then the mechanisms involved during their drying, on one hand, by an experiment and, on the other hand, by using a simultaneous heat and mass transfer model in porous media have been studied. And last, the impact of adding polymer fibers has been analysed both on the concrete permeability as well as their influence on drying
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Schulmann, Nava. "Du polymère à la fibre : Conformations et élasticité de chaines à deux dimensions." Thesis, Strasbourg, 2012. http://www.theses.fr/2012STRAE014/document.
Full textAbstract:
Cette thèse de doctorat est consacrée à l’étude analytique et numérique de systèmes de polymères et de fibres à deux dimensions. Des systèmes de polymères confinés en films ultra-minces présentent un très grand intérêt technologique et expérimentale et posent de nombreux défis théoriques en raison de leur fort comportement non-champ moyen qui se manifeste par divers exposants critiques non triviaux. Nous nous concentrons sur la limite strictement 2D où le croisement des chaînes est interdit et nous étudions, en fonction de la densité et de la rigidité des chaînes, les propriétés élastiques et conformationnelles de trois classes de systèmes: polymères flexibles et semi flexibles à température finie et polymères macroscopiques athermiques (fibres) à courbure spontanée imposée. Pour les polymères flexibles, il est démontré que bien que les polymères auto-évitant denses adoptent des configurations compactes avec un exposant de Flory ν = 1/2, ils ne se comportent pas comme des chaines gaussiennes. En particulier un exposant de contact non-nul θ2 = 3/4 implique une dimension fractale de périmètre dp = 5/4. Par conséquence, en accord avec la loi généralisée de Porod, le facteur de structure intramoléculaire F(q) révèle un comportement non-gaussien et la température de démixion des mélanges de polymères 2D devrait être réduite. Nous étudions également les effets de la rigidité des chaînes sur les systèmes de polymères à 2D et constatons que le comportement universel n’est pas modifié lorsque la longueur de persistance est beaucoup plus petite que la longueur de confinement. La nature de la transition de phase nématique à haute rigidité, qui est dans le cas 2D l’objet d’un débat de longue date, est également explorée. Des résultats préliminaires semblent indiquer une transition du premier ordre. Enfin, motivés par un travail théorique récent sur les modules élastiques de faisceaux de fibres, nous étudions les effets de la courbure spontanée sur l’élasticité d’ensembles de fibres. Nous montrons que en jouant sur le désordre des amplitudes des modes de Fourier de l’état fondamental il est possible de régler le module de compression, en accord qualitatif avec la théorie<br>This PhD thesis is devoted to a theoretical study of polymer and ’polymer like’ systems in strictly two dimensions. Polymer systems in reduced dimensions are of high experimental and technological interest and present theoretical challenges due to their strong non-mean-field-like behavior manifested by various non-trivial universal power law exponents. We focus on the strictly 2D limit where chain crossing is forbidden and study as function of density and of chain rigidity conformational and elastic properties of three system classes: flexible and semiflexible polymers at finite temperature and macroscopic athermal polymers (fibers) with imposed quenched curvature. For flexible polymers it is shown that although dense self-avoiding polymers are segregated with Flory exponent ν = 1/2 , they do not behave as Gaussian chains. In particular a non-zero contact exponent θ2 = 3/4 implies a fractal perimeter dimension of dp = 5/4. As a consequence and in agreement with the generalized Porod law, the intramolecular structure factor F(q) reveals a non-Gaussian behavior and the demixing temperature of 2D polymer blends is expected to be reduced. We also investigate the effects of chain rigidity on 2D polymer systems and found that universal behavior is not changed when the persistence length is not too large compared to the semidilute blob size. The nature of the nematic phase transition at higher rigidities, which is in the 2D case the subject of a long standing debate, is also briefly explored. Preliminary results seem to indicate a first order transition. Finally, motivated by recent theoretical work on elastic moduli of fiber bundles, we study the effects of spontaneous curvature at zero temperature. We show that by playing on the disorder of the Fourier mode amplitudes of the ground state, it is possible to tune the compression modulus, in qualitative agreement with theory
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Saktoun, El Mostapha. "Etude de la morphologie de composites à matrice polymère thermoplastique par microscopie électronique en transmission." Toulouse 3, 1993. http://www.theses.fr/1993TOU30170.
Full textAbstract:
Grace a la microscopie electronique en transmission, utilisee a haute tension en fond noir, la morphologie de composites a matrice polymere thermoplastique a ete decrite a l'interface en fonction des parametres thermiques de mise en uvre et de l'etat de surface des fibres. La morphologie du poly ether ether cetone (peek) - fibre de carbone depend essentiellement de la temperature de maintien a l'etat fondu. Lorsque cette temperature s'eleve, les entites cristallines prennent des formes d'eventails de plus en plus grands et de plus en plus ouverts jusqu'a la forme spherolitique. En meme temps, la rugosite ou l'ensimage de la fibre deviennent plus influents. Des cristallisations demarrent a la surface de la fibre. La rugosite des fibres a ete etudiee par microscopie a effet tunnel. Dans le composite poly ethylene terephtalate (pet) - fibre de verre, le cisaillement de la fibre au cours de la cristallisation produit une zone transcristalline le long de la fibre. L'ajout d'agents nucleants dans la matrice (talc, benzoate de sodium) augmente la densite des entites cristallines et diminue leur taille. Des observations de poly surfure de phenylene (pps) - fibre de carbone, en microscopie a lumiere polarisee montrent que des zones transcristallines se developpent apres un maintien a l'etat fondu a haute temperature
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Talmoudi, Hanen. "Elaboration et caractérisation de nanofibres obtenues par l'électrofilage de mélanges polymère/nano-objet." Thesis, Mulhouse, 2018. http://www.theses.fr/2018MULH2299/document.
Full textAbstract:
Au cours de la dernière décennie, une nouvelle classe de composés de coordination, à base de métaux et de ligands organiques de pontage, connus sous le nom de «Metal Organiques Frameworks (MOFs)» a été largement étudiée. Ces composés ont été popularisés par Yaghi et ses collaborateurs en 1995 et ont attiré l'attention considérablement en raison de leur structure hautement modulable, leur large gamme de tailles de pores avec une grande surface et leurs fonctionnalités facilement adaptables. Ces matériaux offrent un grand potentiel pour diverses applications, en particulier dans le domaine de la catalyse, du stockage et de séparation des gaz.Malgré leurs applications diverses, en particulier dans la séparation de gaz, il y a très peu de rapports concernant la croissance des MOFs sous forme des films minces ou de membranes synthétiques. Dans ce travail, nous décrivons l'utilisation de l'électrofilage pour construire des structures hiérarchiques et des membranes autosupportées de MOF. En fait, l'électrofilage est une technique simple et polyvalente pour produire des libres continues avec des diamètres moyens allant de quelques nanomètres à quelques micromètres.Deux stratégies, basées sur l'utilisation des nanofibres de différents polymères, ont été adoptées : pour produire des membranes auto supportées, différents composites polymère/MOF ont été d'abord électrofilés, puis les nanofibres obtenues ont été exposées à des différentes solutions contenant un mélange cation/linker. En conséquence, après la croissance des MOFs, des membranes autosupportées ont été obtenues avec les nanofibres servant de matrice.D'autre part, pour construire des structures hiérarchiques, des mélanges polymère/cation ont été électrofilés et les nanofibres obtenues ont été immergées dans des solutions de linkers pour la croissance de différents MOFs sur les fibres. Les méthodes décrites ont été testées avec succès en utilisant deux polymères différents (PVA, PAN) et quelques MOFs (MOF-5, HKUST-1, ZIF-8). En effet, ces structures font partie des structures les plus représentatives de celle classe de composés hybrides. Enfin, les différents matériaux obtenus ont été caractérisés par la microscopie électronique à balayage (MEB), la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier, la diffraction des rayons X sur poudre et l'analyse thermogravimétrique<br>Ln the last decade, a novel class of coordination compounds comprising metal-based nodes and bridging organic linkers known as «Metal Organic Frameworks (MOFs) » has been extensively studied. These compounds were popularized by Yaghi et al. around 1995 and have attracted enormous attention due to their highly designable structure, their wide range of pore sizes with a large surface area and their easily tailorable functionalities. These materials offer a great potential for various applications especially in the field of catalysis, gas storage and gas separation. Despite the huge potential especially in the gas separation, there are few reports about the growth of MOFs as thin films or synthetic membranes.In this work, we describe the use of electrospinning for building hierarchical structures and auto-supported membranes of MOFs. ln fact, the electrospinning is a simple and versatile technique to produce continuous fibers with average diameters in the range of nanometers to a few micrometers.Two strategies were adopted: for producing auto-supported membranes, different polymer/MOF composites were firstly electrospun, then, the obtained nanofibers were exposed to solutions containing different cation/linker mixtures. Accordingly, after the MOFs' growth, auto-supported membranes were obtained with the nanofibers serving as backbone. ln another hand, for building hierarchical structures, polymer/cation mixtures were electrospun and the obtained nanofibers were immersed in linkers' solutions for growing different MOFs on the fibers. The described methods were successfully tested using 1\\0 polymers (PVA,P/\N) and different metal organic frameworks (MOF-5. I IKUST- 1 and ZIF-8). Indeed, these MOFs are among the most representative metal organic frameworks. Finally, the different obtained materials were characterized using scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy, powder X-ray diffraction and thermogravimetric analysis
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Grillard, Fabienne. "Structure et propriétés de fibres composites polymère-nanotubes de carbone obtenues par voie fondu." Thesis, Bordeaux 1, 2012. http://www.theses.fr/2012BOR14577/document.
Full textAbstract:
Cette thèse rapporte l’étude des propriétés de fibres composites polymère/nanotubes de carbone obtenues par voie fondu. Contrairement aux fibres produites jusqu’à présent par cette technologie, les fibres réalisées dans cette thèse sont conductrices. Les propriétés électriques sont étudiées en fonction de différents paramètres dont la température et les contraintes mécaniques. Par un modèle analytique, il est montré que l’étirement induit par leprocédé entraine une translation relative des nanotubes et une perte de contacts électriques.Ces fibres possèdent aussi des propriétés thermomécaniques originales comme des effets à mémoire de forme et à mémoire de température. Cette dernière est reflétée par un pic de contrainte générée à la température de déformation du matériau. Ces effets ont pu être mis en évidence sur des déformations de type traction et torsion. Même si ces effets sont gouvernés par le polymère, l’introduction des nanotubes apporte des améliorations des propriétés<br>This thesis reports the study of the properties and structure of carbon nanotube / polymercomposite fibers obtained by melt spinning. By contrast to most fibers produced by thistechnology, the fibers produced in this thesis are electrically conductive. The conductivityproperties are studied as a function of various parameters including temperature andmechanical stress. It is shown that fiber drawing induced by the process leads to a relativetranslation of the nanotubes relative to each other and to a loss of electrical contacts. Ananalytical model accounts for this phenomenon and reproduces the experimental results.Polymer-nanotube fibers exhibit also particularly original thermomechanical properties suchas shape memory effects that are controllable by the programming process. Surprisingly, thefibers have a temperature memory reflected by a peak of the generated stress at thetemperature at which the materials has been programmed. These effects have beendemonstrated for various types of deformations including elongation and torsion. Althoughthese effects are governed by the properties of the polymer, it is shown that the introductionof nanotubes provides significant improvements of the thermomechanical properties
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Girault, Raynald. "Caractérisation biochimique des polymères incrustant les parois secondaires des fibres de lin." Rouen, 1999. http://www.theses.fr/1999ROUES055.
Full textAbstract:
Les fibres élémentaires dépectinisées de lin mature (linum usitatissimum L. ) renferment, en association forte avec les dépôts secondaires de cellulose, des polymères incrustants variés. Ces polymères pourraient avoir une influence notable sur les propriétés mécaniques, et notamment sur la résistance aux tensions, de ces fibres. De nombreux polymères incrustant les parois secondaires des fibres élémentaires dépectinisées de lin ont ete caractérisés, après extraction chimique ou enzymatique. Le composé majoritaire est un long (1→4)-galactane. Ce polymère pourrait constituer les ramifications latérales de rhamnogalacturonanes de type I. Outre les polysaccharides, des protéines ont aussi été identifiées. L'une de ces protéines appartient au groupe des protéines riches en leucine, les deux autres appartenant au groupe des protéines pariétales de structure, et plus particulièrement aux protéines riches en glycine et aux arabinogalactane-protéines. Le rôle possible de chacun de ces incrustants dans les fibres élémentaires de lin est abordé. La possibilité d'une interaction entre les arabinogalactane-protéines et les (1→4)-galactanes a été mise en évidence. Les modalités de cette interaction sont discutées.
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Lasri, Larbi. "Modélisation macromécanique et micromécanique de l'usinage des composites à matrice polymère et fibres longues." Phd thesis, Paris, ENSAM, 2009. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00005643.
Full textAbstract:
l'usinage des matériaux composites à matrice polymère et fibres longues induit souvent dans la pièce usinée des endommagements subsurfaciques comme la fissuration de la matrice, la rupture de la fibre et/ou le délaminage intralaminaire. Dans ce travail de thèse, deux approches numériques ont été développées pour analyser les aspects micromécaniques et maromécaniques du processus d'usinage. Dans l'approche micromécanique, le matériau est supposé contenir deux phases en liaison parfaite, la fibre et la matrice. Les résultats montrent que les caractéristiques propres à chacun de ces constituants jouent un rôle déterminant dans la reproduction de la formation du copeau, des efforts de coupe et de l'endommagement induit par l'usinage. Dans l'approche macromécanique, le matériau est considéré comme homogène équivalent. Deux schémas numériques ont été choisis pour intégrer le concept de chute de rigidités dans la loi de comportement du matériau usiné. Un premier schéma implicite a été réalisé avec le code ABAQUS standard via la subroutine USDFLD pour suivre l'initiation et la progression du processus d'endommagement dans la structure composite. Un second schéma explicite a été adopté et implémenté via une subroutine VUMAT pour analyser l'effet des conditions de coupe sur le procédé d'usinage. les résultats en termes d'efforts de coupe, de mécanismes physiques régissant la formation du copeau et d'évolution de l'endommagement montrent une bonne concordance avec les essais expérimentaux. il a été montré dans cette étude que l'orientation des fibres et l'acuité de l'arête de coupe sont les principaux paramètres influençant l'usinage des matériaux composites à matrice polymère et fibres longues
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Le, Duc Anne. "Comportement et rupture de fibres cellulosiques lors de leur compoundage avec une matrice polymère." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2013. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00982245.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail de thèse, réalisé dans le cadre de la Chaire Industrielle Bioplastiques financée par Mines ParisTech et Arkema, l'Oreal, Nestle, PSA et Schneider Electric, est de fournir une étude systématique sur les relations entre les conditions opératoires du procédé de compoundage et la structure de biocomposites polypropylène/fibres lin et Tencel®. En particulier, le comportement et la rupture des fibres ont été étudiés de manière détaillée pendant la mise en œuvre à l'état fondu en mélangeur interne et par extrusion bivis.Les fibres ont été observées in-situ en écoulement dans la matrice grâce à un système rhéo-optique. Ainsi, il a été montré que la décohésion des faisceaux de lin est facilitée par un rapport de forme initial plus grand. La fragmentation des fibres résulte d'un phénomène de fatigue et est provoquée par l'accumulation des déformations et de l'énergie mécanique. Au niveau de leur point de rupture, les fibres de lin et de Tencel® se déchirent et fibrillent, alors que les fibres élémentaires de lin cassent près de leurs " genoux ". Des analyses de distributions de tailles des fibres après compoundage avec la matrice ont corroboré les observations rhéo-optiques. Lorsque les conditions de mélange sont sévères, chaque " genou " devient un point de rupture et la longueur finale des fibres de lin se retrouve être égale à la longueur moyenne entre les " genoux ". Les faisceaux de lin initialement plus courts ne se dissocient et ne se fragmentent que très peu. La rupture des fibres de lin est différente en fonction de leur taille initiale et ces fibres ne conduisent pas au même comportement rhéologique pour les composites. En revanche, pour les fibres unitaires Tencel®, la taille initiale n'a que très peu d'influence sur leurs dimensions finales, à condition que les fibres ne soient pas trop longues et trop difficiles à disperser. Le temps de mélange est apparu déterminant pour préserver le rapport de forme des fibres. La déformation cumulée s'est révélée être un meilleur paramètre que l'énergie mécanique spécifique pour décrire à la fois la rupture des fibres de lin et de Tencel®. Les propriétés mécaniques en traction uniaxiale ont enfin été caractérisées et mises en relation avec les conditions de mélange et les dimensions finales des fibres.
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Guilleminot, Johann. "Modélisation stochastique mésoscopique de milieux aléatoires : application à un polymère renforcé de fibres longues." Thesis, Lille 1, 2008. http://www.theses.fr/2008LIL10114/document.
Full textAbstract:
Pour certaines classes de matériaux de structure, la taille du Volume Elémentaire Représentatif peut être très supérieure à celle du domaine usuellement considéré pour une caractérisation expérimentale. Le tenseur d'èlasticité du milieu présente alors des fluctuations spatiales et statistiques qu'il convient de modéliser par un champ aléatoire. Le travail de thèse a consisté en la construction, l'identification expérimentale et la mise en œuvre d'un modèle probabiliste du champ aléatoire du tenseur d'élasticité à l'échelle mésoscopique. Pour ce faire, deux approches sont privilégiées La première est basée sur la construction d'un modèle probabiliste associé à la fraction volumique aléatoire mésoscopique, combiné à un schéma d'homogénéisation. Une analyse expérimentale par ultrasons est réalisée sur un matériau modèle et permet, à l'aide de la résolution numérique d'un problème inverse, d'obtenir les trajectoires du champ. L'identification des paramètres du modèle est ensuite effectuée en s'appuyant sur le Principe du Maximum de Vraisemblance. La seconde approche porte sur l'identification et la mise en œuvre d'un modéle probabiliste direct du champ aléatoire du tenseur d'élasticité, proposé dans la littérature. Les paramètres du modèle sont déterminés grâce à la caractérisation ultrasonore, via la résolution d'un problème d'optimisation. Les deux approches fournissent des estimations semblables pour les longueurs de corrélation spatiale du champ aléatoire et valident le choix de l'échelle d'analyse mésoscopique. Enfin, une analyse de convergence probabiliste permet de discuter de la taille du VER en fonction des longueurs de corrélation spatiale du champ mésoscopique<br>For sorne classes of materials, the size of the Representative Volume Element can be much larger than the one of the domain typically used in experimental testing. The elasticity tensor of such media then exhibits both spatial and statistical fluctuations and has to be modelled as a random field. This thesis is dedicated to the construction, experimental identification and use of a probabilistic model of the random elasticity tensor at mesoscale. For this purpose, two kinds of approaches are considered. The first one is based on the construction of a probabilistic model for the mesoscopic volume fraction, combined to a homogenization scheme. An ultrasound experimental analysis is performed on a model material and allows the experimental trajectories of the random field to be identified by solving an inverse problem. The identification of the parameters is carried out by using the Maximum Likelihood Principle. The second approach is focused on the identification and use of a probabilistic model for the elasticity tensor random field that was recently proposed in the literature. The parameters of the model are computed by combining the ultrasound results with an optimization problem. Both approaches yield similar predictions of the spatial correlation lengths of the mesoscopic random field and validate the choice of the scale for the mesoscopic analysis. Finally, a probabilistic convergence analysis is performed and allows one to discuss the size of the RVE in terms of the correlation lengths of the mesoscopic random field
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Tajalli, Seifi Payman. "Auto-structuration de nano-objets d'azo-polymère : du nanofilm à la nanosphère." Angers, 2011. http://www.theses.fr/2011ANGE0005.
Full textAbstract:
Les polymères contenant des azobenzene sont potentiellement prometteurs pour des applications dans divers domaines de l'optique et la photonique. Il a été observé que la surface libre de films polymère peut induire un transport de masse s'il est exposé à une lumière structurée. L'absorption de la lumière induit un mouvement moléculaire et conduit à des réseaux de surface en relief. Dans cette thèse nous avons tout d'abord étudié l'influence de l'épaisseur du film mince et des très basses températures (-200° C) sur la formation des reseaux auto-structurés. Nous présentons ensuite un nouveau type de fibres creuses "hollow core" dans lesquelles nous induisons un réseau. Les réseaux auto-structurés ont été écrits à l'aide d'un faisceau laser convenable avec une polarisation appropriée dans une fibre capilaire en verre dont la surface interne a été recouverte d'une mince couche d'azopolymère. Ce type de fibre (noté HCGF pour "Hollow Core Grating Fiber") pourrait trouver une application dans la sélection de longueur d'onde ou dans l'allongement de la durée d'impulsion. Enfin l'auto-structuration de nano-objets d'azopolymères sous forme d'azonanotubes et d'azonanosphères de l'azopolymère a été étudiée. Nous nous appuyons sur l'effet de la migration photoinduite observée dans les films minces d'azopolymère pour étudier la formation du réseau de surface à partir d'azo-nanotubes. La manipulation et le contrôle précis de l'ordre moléculaire est réalisée à l'echelle nanométrique. L'interaction entre un faisceau laser argon et des nanotubes azopolymère induit des structures de surface. Le processus d'auto-structuration observé dépend de la polarisation du faisceau laser. Par ailleurs, nous avons étudié des sphères nanométriques d'un azopolymère obtenues par micellisation à partir d'une solution. Nous avons observé une déformation photoinduite des nanosphères sous l'action de lumière blanche. L'effet de déformation photoinduite est limité à une très petite surface, ce qui indique un comportement différent de celui dans les couches minces. Il est également montré que, quelle que soit l'origine de la force qui est exercée sur les nanosphères, une énorme pression est transmise à l'intérieur des particules ou à la matière environnante, permettant ainsi d'induire et de contrôler efficacement le mouvement mécanique à l'echelle nanométrique via la lumière<br>In this thesis we studied self-structuration of azopolymer nano-objects, including azopolymer thin films, azo-nanotubes and azo-nanosphere. The influence of thin film thickness and very low temperatures on self-structured SRG formation will described and discusses extensively. Then we proposes a new type of hollow-core fiber called hollow-core grating fiber (HCGF). Inside hollow-core grating fiber (HCGF), the self-structured SRG patterns was written by lunching a suitable laser beam with proper polarization in a capillary glass fiber which inner surface has previously been coated with an azopolymer thin film. Such a grating acts as a wavelengths/angle. This type of fiber (HCGF) could find application for wavelength selection of pulse duration stretching. We exploit the photoinduced migration effect in azopolymer thin films to induce surface relief patterning of azo-nanotubes. Manipulation and precise control of the molecular order is achieved at the nanoscale. Interaction between a laser beam from an argon laser and the azopolymer nanotubes induces structures on the surface. The self-patterning process is observed to depend on the laser beam polarization. Furthermore nanometric spheres of an azopolymer are obtained by micellization from a solution. We observed photoinduced deformation of nanospheres under white light illumination. The photoinduced deformation effect is restricted to very small surface, which produces a different behaviour than in thin films. It was also shown that, whatever the origin of the force that is exerted onto the nanospheres, huge pressure will be transmitted to the interior of the particles or to the surrounding material, opening up the possibility with light to induce and control effectively mechanical motion at the nanoscale
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Gottardo, Laura. "Élaboration, traitement et propriétés des fibres SiBCN obtenues par voie PDC." Thesis, Lyon 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LYO10200.
Full textAbstract:
Les matériaux céramiques à base de bore dans le système quaternaire Si-B-C-N présentent des propriétés de grand intérêt grâce aux liaisons covalentes et à la faible mobilité des éléments bore et silicium dans leurs phases nitrure et carbure, ce qui amène une grande fiabilité mécanique et une bonne stabilité thermique. Ces dernières années, la voie « polymères précéramiques » est devenue la plus intéressante pour la préparation des ce type de céramiques avancées. En utilisant la thermolyse de polymères, une large variété de céramiques dérivées de polymères précéramiques peut être produite à partir de précurseurs moléculaires, en contrôlant la structure de l'unité monomérique, la polymérisation et la procédure de thermolyse. Notamment la thermolyse directe des polymères est une voie compatible avec plusieurs types de techniques de mise en forme, entre autres l'infiltration ou le filage, qui offrent la possibilité de réaliser structures et objets avec des formes complexes avec une approche simple et à faible coût. La première génération de fibres SiBCN a été obtenue à partir du polymère de type [B(C2H4SiCH3NCH3)3]n. Celle-ci présentait de bonnes propriétés mécaniques et une bonne stabilité thermique. Ce manuscrit présente une étude sur le développement de ce type de polymères, en particulier l'optimisation du filage et de la qualité de fibres à travers la modification des voies de synthèse et des traitements de thermolyse. De plus, une élaboration de nouveaux précurseurs moléculaires est développée afin de produire une nouvelle génération de fibres SiBCN<br>Boron-based ceramic materials in the quaternary Si-B-C-N system are of great interest because of their covalent bonding and the poor mobility of boron and silicon elements in their respective nitride and carbide which both provide mechanical reliability and high temperature stability. In recent years, the PDCs route became of increasing interest for the preparation of such advanced ceramics. Using the general polymer thermolysis route, a large variety of net-shaped polymerderived ceramics can be built up from molecular units and shaped by controlling the structure of the molecular units as well as the polymerization and thermolysis procedures. Interestingly, the direct polymer thermolysis route makes polymers compatible with many shaping techniques such as infiltration or melt-spinning offering the opportunity to realize complex shapes/structures in a simple and cost-efficient way.The first generation of such fibers obtained from a polymer type [B(C2H4SiCH3NCH3)3]n showed good mechanical properties and thermal stability. This document is about the development of such a polymer in order to optimize spinnability and fibers quality throught synthesis modification and thermolysis treatments. Moreover, design of new preceramic polymers is investigate to produce a new generation of SiBCN fibers
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Meslin, Frédéric. "Propriétés rhéologiques des composites fibres courtes à l'état fondu." Cachan, Ecole normale supérieure, 1997. http://www.theses.fr/1997DENS0020.
Full textAbstract:
Ce travail traite de l'étude des suspensions de particules axisymétriques et rigides dans une matrice fluide. Plus précisément, nous nous sommes intéressés au comportement rhéologique de ces matériaux. Le contexte industriel associe est la mise en forme des thermoplastiques renforces par des fibres courtes. Dans une partie théorique, nous proposons un modèle de comportement, issu d'une approche micromécanique, pour les suspensions de sphéroïdes rigides dans une matrice newtonienne : une loi reliant les contraintes et les taux de déformations macroscopiques, une équation pour décrire le mouvement des particules. Ce modèle de comportement est applicable au cas des solutions en régime semi-dilue. Dans une partie expérimentale, nous proposons d'identifier des paramètres rhéologiques du modèle de comportement. A cet effet, des mesures de viscosité en cisaillement sont présentées, ainsi qu'un nouvel écoulement. Ce dernier écoulement, dit écoulement en croix, doit permettre d'identifier le paramètre rhéologique caractérisant l'anisotropie des suspensions.
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Borchani, Karama. "Développement d'un composite à base d'un polymère biodégradable et de fibres extraites de la plante d'Alfa." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSES010/document.
Full textAbstract:
Cette étude constitue une contribution à la recherche de nouveau matériau composite originaire des ressources naturelles végétales. Elle vise alors à l’exploitation des fibres naturelles extraites de la plante d’Alfa avec une matrice biopolymère thermoplastique de type Mater-Bi® afin d’élaborer des biocomposites. Trois types de fibres courtes extraites de la plante d’Alfa sont préparés ; non traitées et traitées par un traitement alcalin à 1 et 5%. Les diverses techniques utilisées pour la caractérisation des fibres ont révélé une augmentation de la rugosité, du taux de cellulose, de l’indice de cristallinité ainsi de la stabilité thermique après le traitement alcalin. Les matériaux composites sont préparés par extrusion bivis suivi d’une opération d’injection en faisant varier le pourcentage des fibres de 0 à 25%. Les analyses thermiques des biocomposites ont montré un accroissement significatif de la vitesse de cristallisation suite à l'incorporation des fibres d’Alfa ainsi une amélioration de la stabilité thermique pour les matériaux à base de fibres traitées. La résistance à la traction et le module de Young des biocomposites ont augmenté alors que la ténacité et l’allongement à la rupture ont diminué avec l'augmentation du taux de fibres. Les micrographies MEB des surfaces fracturées indiquent une bonne adhésion entre la matrice et les fibres d’Alfa traitées ou non. L’étude de la cinétique de cristallisation des différents biocomposites a prouvé le fort effet nucléant des fibres d’Alfa traitées ou non<br>This study is a contribution to the search for new composite material from vegetable natural resources. It aims at the exploitation of natural fibers extracted from the Alfa plant with a bioplastic of the Mater-Bi® type in order to develop biocomposites. Three kinds of short fibers extracted from Alfa plant were prepared; untreated, 1% and 5% alkali treated. The various techniques used for fibers characterization showed an increase in the roughness, cellulose level, crystallinity index and thermal stability after the alkali treatment. The composite materials were prepared by twin screw extrusion flowed by an injection operation by varying the fiber contents of 0 to 25%. Thermal analysis showed significant increase of the crystallization rate with the incorporation of Alfa fibers and enhancement of thermal stability by alkali treatment. Modulus and tensile strength of biocomposites also improved whereas toughness and elongation at break decreased upon increasing the fibers fraction. Scanning electron microscopy (SEM) on fractured surfaces indicated good adhesion between the matrix and the treated or untreated Alfa fibers. The study of crystallization kinetics of biocomposites showed strong nucleating effect of treated or untreated Alfa fibers
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Zenia, Sofiane. "Modélisation numérique de l’usinage des matériaux composites à matrice polymère et fibres longues de carbone." Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0126/document.
Full textAbstract:
La mise en œuvre des matériaux composites, fait souvent appel à des procédés d’usinage conventionnel, comme l’opération de perçage utilisée lors de l’assemblage de structures par rivetage. Ces opérations peuvent générer dans la pièce usinée différents types d’endommagement: arrachement des fibres, rupture de la matrice, délaminage intralaminaire et interlaminaire, dégradation thermique de la matrice, ce qui peut provoquer une baisse des performances mécaniques de la structure. L’objectif de la thèse est de mettre en place un modèle numérique scientifiquement rigoureux pour analyser l’usinage des composites CFRP et prédire les mécanismes d’endommagement induits par l’outil coupant. Ce modèle basé sur une loi constitutive mésomécanique combine l’effet de la chute de rigidité dans le comportement du matériau, la plasticité, l’initiation et l’évolution de l’endommagement durant le processus d’usinage. Ensuite, deux modèles 2D et 3D adoptant un schéma explicite ont été implémentés via la sub-routine VUMAT dans Abaqus. Le délaminage interplis a été pris en considération à l’aide des éléments cohésifs disponibles dans le code ABAQUS/Explicit. Ce travail a permis de reproduire de manière réaliste les opérations de coupe orthogonale et de perçage des composites CFRP en termes de processus de formation du copeau, la prédiction des forces de coupe et celle de l’endommagement induit. Ces études ont montré que l’orientation des fibres et la profondeur de coupe sont les paramètres les plus influents en coupe orthogonale tandis que pour le perçage se sont les vitesses d’avance et la géométrie des outils<br>The machining of composite materials is often necessary for material removal operations by cutting tools such as drilling. These operations can generate a lot of damage in the machined workpiece (fiber fracture, matrix craking, intralaminar and interlaminar delamination and thermal degradation of the matrix), which can cause a decrease of mechanical performance of the structure. The PhD thesis objective is to set up a reliable accurate model to analyze the machining of CFRP composites and to predict the different damage modes induced by the cutting tool. This model is based on a mesomechanical constitutive law combining the stiffness degradation concept into the material behavior, the plasticity, the initiation and the evolution of the damage during the machining process. Two 2D and 3D models adopting an explicit scheme were implemented in Abaqus/Explicit analysis code through the user subroutine VUMAT. Furthermore, interlaminar delamination is taken into account using the cohesive elements available in the ABAQUS / Explicit code. This work allowed to realistic numerical simulation of orthogonal cutting and drilling operations of CFRP composites in terms of chip formation process, cutting forces prediction and induced damage. These studies have shown that the fiber orientation and the depth of cut were the most influential parameters in orthogonal cutting while for the drilling process, the feed rate and the tool geometry are the most important parameters
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Saba, Johan. "Electrodéposition de polymère conducteur électronique sur des fibres de carbone greffées de nanotubes de carbone." Thesis, Cachan, Ecole normale supérieure, 2012. http://www.theses.fr/2012DENS0073.
Full textAbstract:
Cette thèse s'inscrit dans le cadre du projet ANR « PROCOM » du programme Matériaux et Procédés dont le coordinateur est EADS IW. Elle a eu pour objectif la mise en place et le développement d’un procédé industrialisable consistant en la fabrication de renforts fibreux pour les composites de haute performance. Elle intègre des nouveaux concepts à nano/micro-échelles et un traitement de surface par voie électrochimique. Les travaux de cette thèse présentent la synthèse d’un polymère conducteur électronique, le polypyrrole, par voie électrochimique, effectuée à la surface de renforts hybrides qui sont des fibres de carbone greffées de nanotubes de carbone (NTCs). Dans un premier temps il s’agit d’optimiser la synthèse du polymère et d’observer l’influence des différents paramètres liés à l’électrochimie sur le taux de dopage et l’épaisseur du film polymère. Les paramètres étudiés étant le potentiel appliqué, le temps de polymérisation, la nature de l’électrolyte et le dopant. Puis il s’agit d’évaluer l’influence du dépôt de polymère sur trois paramètres très importants. Ces paramètres sont la conductivité électrique, les propriétés mécaniques et l’accrochage des NTCs à la surface de la fibre de carbone. Les propriétés électriques sont importantes car ces composites seront utilisés pour le fuselage d’aéronefs qui doivent pouvoir dissiper le courant en cas de foudre. Les bonnes propriétés électriques intrinsèques des NTCs ainsi que l’utilisation d’un polymère conducteur ont permis d’améliorer les propriétés conductrices du renfort. Le polymère joue également le rôle d’interface entre le renfort qui est la fibre hybride et la matrice dans le but d’améliorer les propriétés mécaniques du matériau final. Cependant pour améliorer l’interface différents pré-traitements ont été effectués, tels qu’un traitement thermique, une fonctionnalisation de surface par plasma et le greffage d’une couche d’accroche. Enfin, le polymère joue un rôle protecteur au niveau de la dissémination des NTCs dans l’atmosphère afin d’éviter tout risque sanitaire. Dans un deuxième temps, un système permettant l’électropolymérisation des fibres hybrides en continu a été mis au point en vue de la réalisation d’un procédé pilote par les partenaires industriels du projet<br>This thesis is part of the ANR project “PROCOM” from the Mat&Pro program whose coordinator is EADS IW. The aim of the project is the development of a process likely to be scaled up industrially to produce fibrous reinforcements for high performance composites. The project incorporates new concepts in nano / micro-scale and an electrochemical surface treatment. This PhD work presents the synthesis of an electronically conductive polymer (polypyrrole) by an electrochemical route, on the surface of hybrid reinforcements which are carbon fibers grafted by carbon nanotubes (CNTs). At first, the polymer synthesis has been optimized and the influence of different electrochemical parameters on the doping level and the thickness of the polymer layer was investigated. The parameters studied were the applied potential, the polymerization time, the nature of the electrolyte and the dopant. Then, the influence of polymer deposition on three very important parameters was considered. These parameters are the electrical conductivity, the mechanical properties and the adhesion of CNTs on the surface of the carbon fibers. The electrical properties are important because these composites are intended to be used for the fuselage of aircraft that must be able to dissipate the current from lightning. Good intrinsic electrical properties of CNTs and the use of a conductive polymer have improved the conductive properties of reinforcements. The polymer, which is at the interface between the reinforcing hybrid fibers and the matrix, is expected to improve the mechanical properties of the final material. However, to improve this interface different pre-treatments were carried out, such as heat treatment, plasma surface functionalization and incorporation of a grafting layer. Finally, the polymer plays a protective role in the dissemination of CNTs in the atmosphere in order to avoid any health risk. In a second step, a system for the electropolymerization of hybrid fibers in continuous was implemented with the aim of developing an industrially scalable process
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Massuyeau, Florian. "Études photophysiques d'un polymère conjugué nanostructuré : du film nanocomposite à la nanofibre." Nantes, 2008. http://www.theses.fr/2008NANT2115.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse comporte un volet Matériaux qui s’insère dans une thématique Nanomatériaux – Nanocomposites et un volet propriétés optiques relevant de la Nanophysique. Nous avons adressé les effets de nanostructuration d’un polymère conjugué semi-conducteur sur ses propriétés d’émission optique: le poly(p-phénylène vinylène) (PPV). Deux types de nanostructuration sont mis en œuvre: élaboration de films minces nanocomposites polymère – nanotubes de carbone (NTC); élaboration de nanofibres. Les films minces nanocomposites PPV/NTC sont préparés par drop-casting pour diverses concentrations de NTC et dilutions du précurseur du PPV. Leurs propriétés optiques se trouvent fortement modifiées par ces différents paramètres. L’effet sur la photoluminescence de l’interaction entre chaîne de polymère et NTC est discuté. Les nanofibres de PPV sont élaborées par une méthode d’imprégnation de membranes nanoporeuses. Selon les conditions de synthèse, deux types de morphologie sont obtenus: nanofils ou nanotubes. Des propriétés de photoluminescence très différentes selon la morphologie nanofil-nanotube sont mises en évidence. Ainsi, pour les nanotubes de PPV le rendement quantique d’émission est fortement renforcé et une nouvelle bande d’émission proche de 450 nm apparaît, présentant un déclin très lent. L’ensemble des résultats de photoluminescence est interprété et discuté à l’aide d’un travail théorique visant à décrire la structure moléculaire et supramoléculaire de ces nanostructures en terme de distribution de segments conjugués (effets intrachaîne/interchaîne, taille des segments). Il s’appuie sur un modèle phénoménologique et sur des calculs de chimie quantique moléculaire<br>This PhD. Thesis is aimed at the investigation of organic nanomaterials presenting original photophysical properties. We address the consequences of nanostructuration on the absorbing and emissive properties of poly(p-phenylene vinylene) (PPV), a prototypal semiconducting conjugated polymer for light emitting diode applications. On one hand we investigate quasi-two dimensional thin composite films of PPV loaded with carbon nanotubes (CNT). On the other hand, we achieve the synthesis of quasi-one dimensional PPV nanofibers exhibiting optical properties different from the bulk, which are possibly related to a near confinement regime of the photoexcited species. The PPV/NTC nanocomposite thin films are prepared by drop casting for several concentrations of PPV precursor polymer and for increasing CNT loads. The optical properties are strongly modified by these synthesis conditions. The interacting effects between polymer chains and CNT on the photoluminescence properties are discussed. The PPV nanofibers are elaborated by the wetting template method in nanoporous membranes. Depending on the synthesis conditions, we obtain either nanowires or nanotubes. These objects present different emissive characteristics. In PPV nanotubes, the quantum yield is increased and a new long-lived photoluminescence band is observed around 450 nm. We discuss the experimental results with two theoretical approaches: (i) molecular calculations of oligomers in order to find the most probable optical transition energies in short chains; (ii) a phenomenological model based on the distribution of conjugated segment lengths, allowing for a better understanding of both intrachain and interchain interactions
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Sbiai, Adil. "Matériaux composites à matrice époxyde chargée par des fibres de palmier dattier : effet de l’oxydation au tempo sur les fibres." Thesis, Lyon, INSA, 2011. http://www.theses.fr/2011ISAL0043/document.
Full textAbstract:
A travers cette thèse, nous avons pu valoriser les rejets agricoles du palmier dattier (Phoenix L. dactylifera) (fibres issues des folioles) par leur introduction comme renfort fibreux dans la préparation des biocomposites à matrice polyépoxyde (DGEBA/IPD). Le but de la première partie de la thèse était l’étude de la modification chimique des fibres de palmier par oxydation au 2,2, 6,6–tétraméthylpipéridine-1-oxyle (TEMPO). Le suivi cinétique et la topologie de la réaction, ainsi que la caractérisation des fibres à l’état brut et à l’état oxydé, ont été aussi étudiés. Un modèle cinétique original a été proposé ensuite rendant compte du caractère hétérogène de cette réaction chimique. La deuxième partie était consacrée à l’étude cinétique et rhéocinétique de la polymérisation du système DGEBA/IPD seul et en présence de fibres brutes et oxydées. Parallèlement, l’étude thermique de la polymérisation du réseau final a été également réalisée. La dernière partie avait comme but l’étude des propriétés mécaniques aux petites et grandes déformations de ces composites et mettre en évidence l’effet de l’oxydation des fibres sur ces propriétés. D’autre part, le suivi de mise en forme par RTM (moulage par transfert de résine) a montré un effet positif de l’oxydation sur le déroulement de l’injection. Une meilleure mouillabilité du mat des fibres oxydées par la résine est à l’origine de l’amélioration du procédé<br>To increase in value the agricultural waste products of the date palm tree -phoenix dactylifera l-, especially the fibers from the leaflets, their use as filler in polyepoxide matrix (dgeba / ipd) was investigated to prepare new bio-based composites. Our goal in the first part is to study the chemical modification of palm fiber by oxidation mediated by 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl (tempo). The kinetic and the topology of the reaction, as well as the characterization of fibres in rough and oxidized state, were also studied. An original kinetic model was proposed taking into account the heterogeneous character of this chemical reaction. The second part was devoted to study the kinetics and rheokinetic of the polymerization of dgeba / ipd with and without modified and unmodified fibers. This enabled to show the effect of the introduction of the date palm tree fibers (oxidized and non oxidized) on the composite formation. The thermal properties of the prepared composites were also investigated in this part of work. In the last part of this work, the mechanical properties of these composites were investigated and enabled to highlight the effect of the fibers oxidation on these properties. In addition, the effect of oxidation on the course of the injection during the rtm process (moulding by transfer of resin) was investigated. A positive effect of the oxidation of the fibers on the course of the injection was obtained and was attributed to the higher wettability of oxidized fibres by the resin
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Dupenne, David. "Conception d'un revêtement conducteur extrinsèque polymère/fils submicroniques d'argent : application à la métallisation de substrat thermodurcissable chargé fibres de carbone à finalité spatiale." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30336/document.
Full textAbstract:
Ces travaux décrivent la réalisation et l'étude d'un procédé original permettant la métallisation de surface de substrats à matrice polymère chargés fibres de carbone (CFRP) par l'intermédiaire d'un revêtement polymère conducteur pour des applications de blindage électromagnétique. Ce revêtement conducteur est constitué d'une matrice polyuréthane (PU) contenant des fils submicroniques d'argent (AgNWs) obtenus par un procédé polyol. L'étude de la mobilité moléculaire de la matrice PU et de l'influence des AgNWs sur les propriétés physiques de la matrice ont été effectuées. Le revêtement PU/AgNWs présente un très faible seuil de percolation volumique et surfacique inférieur à 1 % en volume. Au-delà de ce seuil de percolation, la conductivité de surface est suffisante pour permettre l'électrodéposition. Les paramètres optimaux de l'électrodéposition ont été déterminés. Un dépôt homogène et uniforme est obtenu pour des revêtements faiblement chargés (4 %vol). La couche métallique conserve son adhérence, malgré les grandes variations thermiques, en adaptant les contraintes de dilatation. L'efficacité de blindage a été mesurée de 1 à 26 gigahertz<br>This work describes the achievement and the study of an original process to permit the surface metallization of carbon fiber reinforced polymer (CFRP) substrates filled with carbon fibers through a conductive polymer coating for electromagnetic shielding applications. This conductive coating consists of a polyurethane (PU) matrix containing silver nanowires (AgNWs) obtained by a polyol process. The study of the molecular mobility of PU matrix and the influence of AgNWs on the physical properties of the matrix were carried out. The PU/AgNWs coating exhibits a very low volume and surface percolation threshold less than 1 % by volume. Above this percolation threshold, the surface conductivity allows metal electroplating. Optimal electrodeposition parameters were determined. A homogeneous and uniform deposition is obtained on the low-filled coatings (4 %vol). The metallic layer adheres to substrate for large thermal variations, by adapting the stresses of the thermal expansion. The EM shielding efficiency was measured from 1 to 26 gigahertz
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Sbiai, Adil. "Matériaux composites à matrice époxyde chargée par des fibres de palmier dattier : effet de l'oxydation au tempo sur les fibres." Phd thesis, INSA de Lyon, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00738814.
Full textAbstract:
A travers cette thèse, nous avons pu valoriser les rejets agricoles du palmier dattier (Phoenix L. dactylifera) (fibres issues des folioles) par leur introduction comme renfort fibreux dans la préparation des biocomposites à matrice polyépoxyde (DGEBA/IPD). Le but de la première partie de la thèse était l'étude de la modification chimique des fibres de palmier par oxydation au 2,2, 6,6-tétraméthylpipéridine-1-oxyle (TEMPO). Le suivi cinétique et la topologie de la réaction, ainsi que la caractérisation des fibres à l'état brut et à l'état oxydé, ont été aussi étudiés. Un modèle cinétique original a été proposé ensuite rendant compte du caractère hétérogène de cette réaction chimique. La deuxième partie était consacrée à l'étude cinétique et rhéocinétique de la polymérisation du système DGEBA/IPD seul et en présence de fibres brutes et oxydées. Parallèlement, l'étude thermique de la polymérisation du réseau final a été également réalisée. La dernière partie avait comme but l'étude des propriétés mécaniques aux petites et grandes déformations de ces composites et mettre en évidence l'effet de l'oxydation des fibres sur ces propriétés. D'autre part, le suivi de mise en forme par RTM (moulage par transfert de résine) a montré un effet positif de l'oxydation sur le déroulement de l'injection. Une meilleure mouillabilité du mat des fibres oxydées par la résine est à l'origine de l'amélioration du procédé.
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Viard, Antoine. "Structure, élaboration, propriétés et modification de surface de fibres creuses non-oxydes à partir de polymères pré-céramiques pour des applications membranaires." Thesis, Montpellier, 2016. http://www.theses.fr/2016MONTT243.
Full textAbstract:
Les matériaux céramiques se sont énormément développés durant le dernier siècle et ne cessent d'attirer l'attention pour diverses applications. Cela tient aux propriétés nombreuses et variées qu'elles peuvent présentées. Un avantage certain de ce type de matériaux réside dans leurs stabilités mécanique, thermique et chimique, ce qui en fait des candidats de choix pour des applications dans des environnements sévères. Ceci est notamment observable dans le domaine des membranes. En effet, malgré leurs coût réduit, les membranes polymères, constituant l'essentiel des membranes utilisées à ce jour, sont très sensibles à l'environnement dans lequel elles sont utilisées et nécessitent d'être renouvelées régulièrement. Cela justifie la recherche d'alternatives, comme par exemple les céramiques plus résistantes. Différentes mises en forme sont possibles pour la formation de membranes, mais parmi celles-ci, les formes en tubes ont suscité un engouement certain en raison des avantages en termes de rapport surface/volume et de la résistance au transport de masse moindre. La majorité des céramiques utilisées et commercialisées reposent sur des compositions chimiques à base d'oxydes. Il apparaît cependant que ces matériaux trouvent leurs limites en termes de vieillissement et de stabilité à très haute température. Un autre type de céramiques, les céramiques non-oxydes à base de silicium, présentent des propriétés très intéressantes, pouvant potentiellement répondre à ces problématiques. De tels matériaux sont produits par la voie PDC (Polymer Derived Ceramic), notamment en raison de l'impossibilité de procéder autrement pour la majorité d'entre eux. Cette méthode consiste à synthétiser des polymères pré-céramiques pouvant être convertis en céramiques par un traitement thermique adéquat. Cela permet notamment un très bon contrôle de la structure chimique de la céramique finale, et donc une grande versatilité. Parmi ces matériaux, le système quaternaire Si-B-C-N a particulièrement attiré l'attention en raison de ses propriétés thermostructurales couplées à sa stabilité chimique singulière. Les travaux de thèses présents se sont donc focalisés sur l'utilisation de cette céramique. Un autre avantage de la voie des polymères pré-céramiques réside dans les mises en forme rendues possibles par l'utilisation de polymères. Cette méthode a déjà été utilisée abondamment pour produire des fibres céramiques avec des diamètres de l'ordre de la dizaine de microns, notamment par le recours à la technique de filage en fondu (melt-spinning en anglais). L'objectif principal de cette thèse est la production de fibres creuses et de capillaires céramiques SiBCN en se basant sur cette méthode de mise en forme. Le but est la formation de supports membranaires très stables à un coût relativement faible comparé aux procédés généralement utilisés pour la mise en forme de céramiques, impliquant souvent un traitement de frittage à très haute température. Ces supports offriront à terme des applications en séparation de gaz ou en traitement de l'eau. Plus exactement, le chapitre 1 concerne l'état de l'art et permet de présenter le contexte de ces travaux, ainsi que leur intérêt. Le chapitre 2 présente les techniques de synthèses mises en œuvre et les matériaux utilisés. Le chapitre 3 est consacré à la production de fibres creuses céramiques SiBCN en présentant notamment une étude complète de la structure chimique du polymère utilisé, ainsi que l'évolution de la microstructure de la céramique résultante à haute température. Le chapitre 4 a pour objet la formation de capillaires céramiques SiBCN. Ici aussi, le précurseur utilisé est caractérisé en détail, de même que la céramique issue de sa pyrolyse. Le dernier chapitre consiste en une ouverture et propose différentes méthodes de modification de surface des fibres creuses et des capillaires élaborés dans les chapitres 3 et 4<br>New ceramic materials have progressively emerged during the last century and continuously drew attention for diverse applications. This comes from the numerous and various properties they can exhibit. A great advantage of this type of materials is their mechanical, thermal and chemical stabilities, that makes ceramics of great interest for applications in harsh environments. This trend is especially perceptible in the field of membranes. In fact, despite their moderate cost, polymer membranes, which are mostly used, are very sensitive to the environment in which they are used and require to be replaced regularly. This justifies the search for alternatives and for more resistant materials like ceramics. Various shaping are possible to build a membrane, but among these, shapings in form of tubes have aroused particular enthusiasm because of their advantages in terms of surface/volume ratio and of lower mass transport resistance. Most of used and commercialized ceramics are based on oxide chemical compositions. This constitutes a drawback concerning the aging of the membranes and their stability at very high temperatures. Another type of ceramics, non oxide silicon based ceramics, exhibits very interesting properties which could eventually palliate these problems. In general, such materials are produced through the PDC route (Polymer Derived Ceramic route), especially because of the impossibility to proceed by more conventional methods for many of them. The principle of this bottom-up method is to synthesize preceramic polymers which can be converted into ceramics through an appropriate heat treatment. This enables a very good control of the chemical structure of the final ceramics and so a great versatility. Among these materials, the quaternary system Si-B-C-N has aroused big interest because of its extraordinary thermostructural properties coupled to chemical inertness. Thus, the present work has been focused on the preparation and application of this ceramic. Another advantage of the PDC route can be found in the possible shaping arising from the polymeric nature of the precursors. This method has been widely used for the production of thin ceramic fibers by using the melt-spinning process. The main objective of this thesis is the design of SiBCN ceramic hollow fibers and capillaries based on this shaping method. The aim is the preparation of very stable membrane supports at relatively low costs compared to conventional processes used to shape ceramic materials, often involving a sintering treatment at a very high temperature. These supports could be used in gas separation and water treatment applications. More precisely, chapter 1 presents a state of the art and allows to give the context and the motivations of this work. Chapter 2 discusses on the synthesis techniques and on the used methods. Chapter 3 is dedicated to the production of SiBCN ceramic hollow fibers by studying in details the precursors chemical structure used for this purpose before investigating its ceramic conversion and the evolution of the microstructure of the resulting ceramic. Chapter 4 is dealing with the production of SiBCN ceramic capillaries. The precursor used is characterized as well as the resulting ceramic. The last chapter gives some perspectives by proposing different methods of surface modifications of the hollow fibers and the capillaries presented in chapters 3 and 4
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Emirkhanian, Rita. "Propriétés électrochimiques et mécaniques de fibres de polyaniline : Limites d'utilisation comme actionneurs." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2005. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/remirkhanian.pdf.
Full textAbstract:
La polyaniline appartient à la famille des polymères conducteurs intrinsèques. Elle possède de très bonnes propriétés électriques et électrochimiques. Il s'agit d'un polymère électroactif. C'est donc un candidat pour la fabrication d'actionneurs électrochimiomécaniques pseudo musculaires. De nombreux dispositifs ont été mis au point et étudiés. Dans ce travail, il est question de mettre au point des actionneurs à base de fibres de polyaniline et à durée de vie illimitée, en faisant intervenir de nouveaux paramètres de travail : un dopant organique (AMPSA) et un électrolyte liquide ionique (BMIM (PF6)). Des études réalisées par voltamétrie cyclique ont montré que ces systèmes présentent une grande stabilité de réponse électrochimique. Cependant, un phénomène de relaxation mécanique ayant lieu avec le temps, il s'est avéré aussi nécessaire d'étudier les propriétés mécaniques et viscoélastiques des fibres afin de comprendre et tenter de résoudre ce problème<br>Polyaniline belongs to the family of the intrinsic conducting polymers. It was very good electrical and electrochemical properties. It is an electroactif polymer. So, it is a candidate for the fabrication of pseudo muscular electrochemiomechanical actuators. Several devices have been developped and studied. In this work, actuators based on polyaniline fibers and presenting an unlimited lifetime are developped, by using new parameters of work : an organic dopant (AMPSA) and an ionic electrolyte (BMIM (PF6)). Studies realised by cyclic voltametry have showed that those systems present a very stable electrochemical response. However, a mechanical relaxation phenomenon occurs with time. So, it turned out necessary to study the mechanical and viscoelactic properties of the fibers in order to understand and try to solve this problem
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Loïc, Jégou. "Caractérisation rapide des propriétés en fatigue d'un polymère renforcé par des fibres courtes, pour une application automobile." Phd thesis, Université de Bretagne occidentale - Brest, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00824220.
Full textAbstract:
L'utilisation de polymères thermoplastiques renforcés par des fibres de verre courtes (SGFRT) est en constante progression dans le domaine automobile car ils offrent de nombreux avantages : gains de masse, intégration de fonctions combinée à des géométries complexes et gain de productivité du fait de cadences élevées. Le Polyamide renforcé à 50% en masse, par des fibres de verre courtes, propose un très bon compromis technico-économique pour des applications sous capot moteur, y compris pour des composants structuraux. Ces applications nécessitent un dimensionnement à la fatigue fiable et optimisé. Les campagnes de caractérisation classiques se heurtent à la fois à la sensibilité thermomécanique à la fréquence de sollicitation et à la multiplicité des facteurs influents (process, environnement, multi-axialité, cumul, ...). Nous avons donc mis au point un protocole de caractérisation rapide à base d'essais d'auto-échauffement : cette technique, accompagnée d'un critère énergétique, permet un gain de temps considérable pour l'évaluation des différentes courbes d'endurance. Elle permet l'obtention d'une courbe d'endurance déterministe en moins de 2 jours et offre ainsi la possibilité d'étudier différents paramètres influents (géométrie, reprise en humidité, orientation des fibres, longueur des fibres, ligne de soudure ...). Son application à la caractérisation d'éprouvettes de structures et d'une structure industrielle a également illustré la pertinence de cette approche.
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Jégou, Loïc. "Caractérisation rapide des propriétés en fatigue d'un polymère renforcé par des fibres courtes, pour une application automobile." Phd thesis, Université de Bretagne occidentale - Brest, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00858142.
Full textAbstract:
L'industrie automobile est confrontée à la problématique de dimensionnement en fatigue de pièces structurelles en polymères thermoplastiques. En effet, de nombreux facteurs liés à l'environnement ou aux conditions de service influencent la tenue en fatigue. Les campagnes d'essais en fatigue classiquement menées sont longues (1 mois pour une condition donnée). L'objectif de cette thèse est d'accélérer la caractérisation en fatigue de ce type de matériau en utilisant des essais d'auto-échauffement. Une première analyse empirique est démontrée possible et permet d'estimer l'endurance limitée à 106 cycles. L'analyse des indicateurs mécaniques et de l'évolution de la microstructure (MEB et Micro-tomographie rayon X) durant les paliers de chargements confirme l'existence d'un seuil correspondant à cette endurance limitée. Dans un second temps, une méthode est proposée en associant un critère énergétique à la courbe d'auto-échauffement complète afin de prédire en moins de 2 jours une courbe de Wöhler déterministe. Ce critère est confronté à l'étude de facteur influent telle la géométrie de l'échantillon ou la reprise en eau du matériau. Une courbe unifiée reliant l'énergie dissipée par cycle au nombre de cycles à la rupture est proposée. Enfin, la méthode est appliquée avec succès à l'étude de structures.
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Jégou, Loïc. "Caractérisation rapide des propriétés en fatigue d’un polymère renforcé par des fibres courtes, pour une application automobile." Thesis, Brest, 2012. http://www.theses.fr/2012BRES0052/document.
Full textAbstract:
L’industrie automobile est confrontée à la problématique de dimensionnement en fatigue de pièces structurelles en polymères thermoplastiques. En effet, de nombreux facteurs liés à l’environnement ou aux conditions de service influencent la tenue en fatigue. Les campagnes d’essais en fatigue classiquement menées sont longues (1 mois pour une condition donnée). L’objectif de cette thèse est d’accélérer la caractérisation en fatigue de ce type de matériau en utilisant des essais d’auto-échauffement. Une première analyse empirique est démontrée possible et permet d’estimer l’endurance limitée à 106 cycles. L’analyse des indicateurs mécaniques et de l’évolution de la microstructure (MEB et Micro-tomographie rayon X) durant les paliers de chargements confirme l’existence d’un seuil correspondant à cette endurance limitée. Dans un second temps, une méthode est proposée en associant un critère énergétique à la courbe d’auto-échauffement complète afin de prédire en moins de 2 jours une courbe de Wöhler déterministe. Ce critère est confronté à l’étude de facteur influent telle la géométrie de l’échantillon ou la reprise en eau du matériau. Une courbe unifiée reliant l’énergie dissipée par cycle au nombre de cycles à la rupture est proposée. Enfin, la méthode est appliquée avec succès à l’étude de structures<br>Designing short fibers reinforced thermoplastics (SFRP) components is now a major concern for the automotive industry. This task is difficult because of the numerous factors affecting the fatigue lifetime coupled to long fatigue campaigns (usually a month for a given experimental condition).The objective of this thesis is to apply a heat built-up protocol on a SFRP used for structural automotive applications (PA66GF50, a polyamide filled with 50% of glass fiber in mass) to predict quickly the fatigue properties from temperature measurements. A heat build-up protocol developed for metallic materials has been used to speed up the fatigue characterization of PA66GF50. The life time estimation given by a first rough analysis is compared successfully to the fatigue curve obtained from a classical campaign. To understand what is caught from the thermal measurements, the evolution of the microstructure throughout the heat build-up test was investigated by X-ray micro-tomography and SEM and compared to the evolution of the mechanical features. In order to provide a relation between the full heat build-up curve and the Wohler curve, the dissipated energy is then evaluated from the thermal measurements and the parameters of an energetic fatigue criterion are identified from the results obtained from one single sample. The fatigue curve predicted from the heat build-up curve and obtained in 2 days, is compared to the one obtained from a classical fatigue campaign and the agreement is very good. The energy based criterion as well as the identification of the dissipation sources from the temperature measurements are finally challenged by an experimental campaign achieved on a sample with a different geometry and different water content. Dissipated energy curve seems unified results. Finally, the method is applied to the study of the lifetime of structures
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Miaudet, Pierre. "Structure et propriétés de fibres de nanotubes de carbone à haute énergie de rupture." Bordeaux 1, 2007. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00583652.
Full textAbstract:
Cette thèse rapporte l’étude de fibres composites nanotubes de carbone/polymère qui présentent des propriétés originales, dont notamment une très forte énergie de rupture potentiellement utile pour de futures applications balistiques. En effet, leur capacité d’absorption d’énergie est la plus importante jamais observée pour un matériau. Cette propriété est liée à la structure composite des fibres, qui est plus proche de celle des fibres naturelles comme la soie d’araignée, que de celle des fibres synthétiques hautes performances usuelles. La thèse présente des études de l’influence de modifications structurales sur les propriétés mécaniques, électriques et thermomécaniques des fibres, qui ont mis en évidence de nouvelles propriétés, comme des effets mémoire de forme et de température. Nous espérons que les résultats fondamentaux obtenus dans ce travail aideront au développement de diverses applications, notamment dans le domaine des textiles et matériaux de protection balistique<br>This thesis deals with the study of polymer/carbon nanotube composite fibers with original properties. They particularly exhibit a very high toughness, potentially useful for future ballistic applications. Indeed, their ability to absorb energy is the most important ever observed for a material. This property is linked with composite structure of the fibers, which is closer from the natural fibers one like spider silk, than from usual high performance synthetic fibers one. This manuscript presents studies about the influence of structural modifications on mechanical, electrical and thermo‐mechanical properties of the fibers, which highlighted new properties, such as shape and temperature memory effect. We hope that the fundamental results obtained in this work will help for the development of several and various applications, particularly in the field of textiles and protection materials
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Parat, Vincent. "Nouvelle connectique optique par système photo-polymérisable." Thesis, Besançon, 2013. http://www.theses.fr/2013BESA2041.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse a pour objectif de développer une nouvelle technologie afin de fournir une solution bas coût et simple d’utilisation pour les raccordements de fibres optiques entre elles. Cette technologie fibre-fibre pourra être étendue à des raccordements fibre-composant d’optique intégrée.Cette nouvelle technique est basée sur la photo-polymérisation d’une solution chimique, utilisée pour reconstruire une structure d’indice guidante entre les deux éléments de guides optiques à connecter. Pour mettre au point cette technologie nous nous sommes concentrés sur la réalisation d’un raccordement de deux fibres optiques.Après une analyse des technologies existantes et des causes de pertes lors des raccordements entre deux fibres optiques, nous détaillons les différentes solutions de photo-polymères employés. Nous abordons le fonctionnement de la polymérisation radicalaire, ainsi que la composition des solutions utilisées, puis nous présentons les performances attendues. Pour cela nous utilisons un environnement de simulation FDTD (Finite Différence Time Domaine), ce qui nous permet de mettre en évidence que cette technique de raccordement a le potentiel d’être équivalente aux techniques employées dans les télécoms de nos jours. Toujours dans l’objectif d’étudier ce nouveau type de connexion, et d’en optimiser les performances, nous avons mis en place une méthode d’analyse de la répartition de l’indice de réfraction au cœur même des connexions polymère. Pour cela nous employons une méthode de tomographie interférométrique, que nous avons adapté à la mesure de fibre et de petits objets en extrémité de fibre. Cette nouvelle technique d’analyse, développée en partenariat avec le département mécatronique de l’Université de Varsovie, permet de reconstruire une cartographie en trois dimensions de la répartition de l’indice de réfraction. Nous avons ainsi pu analyser des connexions polymères réalisées avec différentes solutions photochimiques, et observer les défauts d’homogénéité d'indice. Ceci dans le but de reproduire le plus parfaitement possible la structure d’indice des fibres optiques, et par là même réduire au maximum les pertes optiques au niveau de la connexion. A l’aide de ces analyses, nous sommes arrivés à l’application final de cette technique pour le marché des Télécommunication optiques : Nous avons ainsi réaliser des prototypes de raccordement de deux fibres optiques, ainsi que de tous les outils nécessaires à leur réalisation sur le terrain, et avons démontré que leur performances étaient équivalente aux produits aujourd’hui présent sur le marché<br>The aim of this thesis is to develop a new technology providing a low cost and “easy to use “solution for interconnections of optical fibers. This fiber-optic technology can be extended to connections between fiber and integrated optical component. This new technique is based on photo-polymerization of a chemical solution used to rebuild a guiding index structure between two elements of optical waveguides. With the aim to study this new type of connection, and optimize it’s performances, we have implemented a method for analysing the distribution of the refractive index within the polymer connexions. For this we use an interferometric tomography method, that we adapted to measure the fiber and small items at fiber end. This new analysis technique, developed in partnership with the Department of Mechatronics of Warsaw University, allows to reconstruct a three-dimensional mapping of the refractive index distribution. We are able to analyse polymers connections made with different photochemical solutions and observe defects in the index homogeneity. This is done in order to replicate as possible the index structure of optical fibers, and thereby minimize optical losses at connection. Using these analysis, we set to the final application of this technique, at the optical Telecommunications market: we have developed prototypes of splicing between two optical fibers, as well as designed all necessary tools for their implementation in the field, and we have demonstrated that their performance is equivalent to products now available on the market
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Gehring, Florian. "Étude du comportement mécanique et de l'endommagement de composites thermoplastiques renforcés de fibres courtes de chanvre : approche expérimentale et modélisation." Thesis, Université de Lorraine, 2013. http://www.theses.fr/2013LORR0107/document.
Full textAbstract:
Afin de limiter l'utilisation des ressources fossiles, les composites à fibres naturelles semblent être une alternative prometteuse aux composites à fibres synthétiques. Ainsi cette thèse se propose d'étudier un composite thermoplastique renforcé par des fibres courtes d'origine végétale (polypropylène/chanvre). En effet, la température de mise en forme du PP permet l'incorporation de renforts naturels. De plus la culture du chanvre est relativement aisée en Lorraine. Ces composites ont été élaborés via compoundage - moulage par injection. Ce travail s'appuie sur une démarche de caractérisation du comportement thermomécanique de ces composites dans le domaine quasi-statique en prêtant particulièrement attention à l'influence de la vitesse de déformation, de la fraction volumique de chanvre et de la température. L'endommagement a été mis en évidence par des essais de type charge-décharge-maintien et par un suivi in-situ par thermographie infrarouge. Cette étude a montré une rupture « quasi-fragile » par fissuration de la matrice quelque soit le taux de renfort. Une étude statistique complète de la microstructure en terme de distribution d'orientation et de répartition spatiale des fibres a été conduite par tomographie aux rayons X et a permis de développer un algorithme de génération automatique d'un modèle éléments-finis intégrant les distributions d'orientation et de répartition ainsi que les facteurs géométriques des fibres (L,Ø). Cet algorithme permet de rendre compte, dans la modélisation, de l'interaction complexe entre les fibres supposées élastiques isotropes. Enfin, la modélisation par éléments-finis du comportement du composite PPC est entreprise. Le comportement élastique avec endommagement progressif de la matrice est obtenu suivant un formalisme micromécanique dans lequel celle-ci est considérée comme un solide élastique isotrope affaibli par des microfissures de forme penny-shapped. Ce comportement est implémenté sur abaqus via une routine Fortran. Cette démarche offre de bonnes capacités de prédiction et ouvre des perspectives d'optimisation de ce matériau<br>Natural fibres are expected to have the ability to replace synthetics fibres as reinforcement for thermoplastics. A short plant fibres reinforced thermoplastics (polypropylene/hemp) is therefore studied in this PhD thesis. The processing temperature of PP allows the use of natural fibres. Moreover the hemp growing is easy in Lorraine. The testing specimens were made by compounding and injection moulding. Experimental characterization of the quasi-static thermomechanical behaviour of hemp composite was carried out with particular emphasis on the effect on strain rate, fibre loading and temperature. The damage is pointed out by load-unload-holding tests and in-situ infrared thermography recorder and revealed a « quasi-brittle » failure by matrix cracking regardless the hemp fibre loading. A complete statistical study in terms of spatial and orientation distribution of fibre was conducted by X-ray tomography and enables the development of an algorithm which generate a finite element model including the spatial reinforcement distribution and orientation distribution as well as geometrical features of fibres (L,Ø) Through this algorithm, the complicated interactions between isotropic elastic fibres are taken into account in the finite element modelling. Finally, finite element modelling of composite behaviour is intended. The elastic - progressive damage behaviour of the matrix is obtained in accordance to the micromechanism frame, in which PP is considered as a solid isotropic body weakened by penny-shaped cracks. This behaviour was implemented through a Fortran routine in abaqus software. This approach shows good prediction capabilities and gives opportunities to optimize this composite material
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Laurencin, Tanguy. "Étude de la rhéologie des suspensions de fibres non-newtoniennes par imagerie et simulation numérique 3D à l'échelle des fibres." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAI013/document.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur la mise en forme des matériaux composites à matrice polymère renforcée par des fibres courtes dont les performances physiques et mécaniques sont directement reliées à la distribution spatiale et à l’orientation des renforts employés. Il se focalise sur l’étude des mécanismes de déformation se produisant au cours de l’écoulement de ces systèmes qui se comportent comme des suspensions de fibres non-newtoniennes. Le problème est abordé par une procédure originale combinant images 3D acquises en temps réel et simulations numériques avancées, réalisées à l’échelle des fibres. Dans le premier cas, des suspensions modèles avec fluide suspensif non-newtonien ont été déformées en compression dans des conditions confinées dans un microtomographe à rayons X synchrotron. Cette technique a permis l’acquisition en temps réel de clichés 3D à forte résolution spatiale de l’écoulement des suspensions. Dans le deuxième cas, un code de calculs éléments finis 3D a été utilisé, celui-ci étant capable de décrire finement des objets immergés dans des fluides non-newtoniens, par des level-sets et des techniques de remaillage anisotrope. La pertinence des simulations numériques dans les régimes de concentration dilués à semi-dilués a été jaugée par une comparaison expériences-simulations avancée.De là, dans le régime de concentration dilué, nous montrons que le confinement de l’écoulement et le comportement rhéofluidifiant du fluide suspensif ont une influence mineure sur la cinématique des fibres, si ces dernières sont suffisamment éloignées des plateaux de compression. Si ce prérequis n’est pas respecté, l’effet du confinement devient important. Des modifications au modèle heuristique d’haltère de la littérature ont été proposées pour corriger la cinématique de fibres. Dans le régime semi-dilué, des déviations de la cinématique de fibres sont également observées au cœur des suspensions. Ces déviations sont principalement liées aux interactions hydrodynamiques entre fibres suffisamment voisines. La cinématique des fibres prédite par le modèle de Jeffery et les approximations de champ affine sont mises en défaut. Dans le régime concentré, si l’évolution de l’orientation globale de la suspension est étonnamment bien décrite par l’équation de Jeffery, de très importantes fluctuations des champs de translation et de rotation des fibres sont observées à l’échelle des fibres. Celles-ci sont induites par les nombreux contacts entre fibres qui peuvent par ailleurs être correctement prédits par le modèle de tube<br>This study focuses on the processing of short fibre-reinforced polymer composites. The physical and mechanical properties of these materials are mainly affected by the position and orientation distribution of fibres induced during their forming. Thus, we analysed the flow-induced micro-mechanisms that arose at the fibre scale during the forming stage of these complex systems which behave as non-Newtonian fibre suspensions. For that purpose, an original approach was developed by combining 3D imaging technique and direct numerical simulation, both performed at the fibre scale. Hence, several model fibre suspensions with a non-Newtonian suspending fluid and with a concentration regime that ranged from dilute to concentrated were prepared . They were subjected to confined lubricated compression loadings using a rheometer mounted on a synchrotron X-ray microtomograph. Thanks to very short scanning times, 3D images of the evolving fibrous microstructures at high spatial resolution were recorded in real-time. These experiments were also simulated using a dedicated Finite Element library enabling an accurate description of fibre kinematics in complex suspending fluids thanks to high performance computation, level sets and adaptive anisotropic meshing. The efficiency of the numerical simulation from the dilute to semi-dilute concentration regimes was assessed through experimental and numerical comparisons.Then, we showed that the confinement effect and the non-Newtonian rheology of the suspending fluid had a weak effect on the fibre kinematics, if the fibres were sufficiently far from the compression platens, typically the fibre-platen distance should be larger than twice the fibre diameter. Otherwise, confinement effects occurred. Some extensions of the dumbbell model were proposed to correct the fibre kinematics in this flow conditions. In semi-dilute concentration, deviations of the fibre kinematics compared to the Jeffery’s predictions were also observed and related to hydrodynamic interactions between fibres. In this case, the predictions of Jeffery’s model and the related assumption of affine fibre motions are less relevant. In the concentrated regime, even if the overall orientation of fibre suspension could be astonishingly well described by using the Jeffery’s model, strong fluctuations on each fibre motion and rotation were observed. These deviations were induced by the numerous fibre-fibre contacts, which could be correctly predicted by the tube model
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Yavuz, Hande. "Dépôt par plasma à pression atmosphérique et caractérisation des nanostructrures obtenues." Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00685122.
Full textAbstract:
L'incorporation de fibres de carbone greffées avec des nanotubes de carbone (CNTs-CF) dansune matrice polymère permet d'obtenir des matériaux avec des propriétés mécaniques, des propriétés de conductivité électrique et de conductivité thermique notamment améliorées. Ces matériaux sont des candidats idéaux pour être intégrés dans des applications fonctionnelles et même structurales dans les domaines de l'industrie aéronautique, de l'industrie automobile, de la défense et de l'industrie des produits pour le sport. L'objectif (des travaux menés au cours) de cette thèse de Doctorat est d'établir une technique efficace de production de matériaux composites possédant des propriétés multifonctionnelles. Nous étudions l'adaptation d'une technique de dépôt de polymère par plasma sur la surface de fibres de carbone (CFs) puis sur la surface de CNT-CFs. Le dépôt de polymère par plasma sur la surface CNT-CFs est ici recherché non pour des raisons de sécurité, certainement avantageuses, mais pour conférer les propriétés des nanotubes de carbone à l'ensemble du matériau composite. Dans le premier chapitre, nous proposons un tour d'horizon des 2 sujets majeurs de notre étude : (1) les matériaux composites et leurs applications (2) les applications des plasmas pour procédés de traitement des matériaux. Dans le deuxième chapitre, nous présentons la procédure expérimentale du traitement plasma des fibres, ainsi que le schéma détaillé du mécanisme permettant de manipuler les échantillons. Nous précisons aussi les procédures suivies pour la caractérisation chimique, électrique et mécanique des fibres et des matériaux composites. Dans le troisième chapitre, nous évaluons les effets des variations de 2 et de 3 paramètres (par exemple la puissance plasma utilisée, la durée d'exposition et la nature des précurseurs) sur la résistivité électrique des fibres de carbone (CFs) et des fibres de carbone greffées de nanotubes de carbone (CNTs-CF) par la méthodologie des surfaces de réponse. D'après cette étude pour l'optimisation du procédé, nous étudions les principaux facteurs et les interactions entre les différents paramètres. Nous montrons les variables (ou facteurs) qui ont la plus grande influence sur la résistivité électrique sur les 2 types de fibres de carbone. Dans le quatrième chapitre, nous traitons des études de caractérisations des fibres de carbone par XPS (composition chimique), MEB (microstructure), AFM (topologie, rugosité) et TGA (stabilité thermique, cinétique de dégradation). Il s'agit de fournir une meilleure compréhension des structures obtenues sur de telles fibres dans des domaines allant du macroscopique jusqu'au niveau de l'atome. Nous analysons aussi des échantillons avant traitement pour comparer les différences morphologiques et chimiques avec les échantillons traités par plasma. Finalement, dans le cinqième chapitre, nous étudions les proprieties mécaniques et électriques des échantillons de matériaux composites élaborés à partir de fibres non-traitées et des fibres traitées par dépôt plasma de polypyrrole (sur CFs et CNTs-CF). A partir des essais mécaniques et des mesures électriques, nous concluons sur les améliorations apportées par le traitement plasma.
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Bernard, Samuel. "Elaboration de fibres longues de nitrure de bore à partir d'un polyborazine : étude de la conversion polymère - céramique." Lyon 1, 2002. http://www.theses.fr/2002LYO10186.
Full textAbstract:
Le nitrure de bore hexagonal possède une structure anisotrope similaire à celle du carbone graphite. Il présente une grande stabilité thermique (sous atmosphère inerte jusqu'à 2500ʿC), une bonne stabilité chimique (vis-à-vis de l'oxydation jusqu'à 1000ʿC) et un caractère isolant. Ce matériau pourrait donc être utilisé comme renfort fibreux et remplacer avantageusement les fibres de carbone pour des applications hautes températures sous atmosphère oxydante. La voie "polymère pré-céramique" est une méthode bien adaptée à l'élaboration de fibres BN et, parmi les précurseurs polymères, les poly[(alkylamino)borazines] présentent les qualités requises pour une bonne mise en forme par extrusion à chaud puis étirage. Nous avons donc choisi cette famille de précurseurs et plus particulièrement le poly[2,4,6-tri(méthylamino)borazine] (polyMAB) en raison de son fort rendement céramique. Il est obtenu par chauffage en masse du 2,4,6-tri(méthylamino)borazine (MAB) sous argon. Cette thermolyse s'accompagne de la libération de méthylamine et d'un faible dégagement d'ammoniac qui correspondent à trois types de mécanisme incluant des réactions de polycondensation et probablement des réactions d'ouverture des cycles borazines. Ces réactions conduisent à la formation d'un oligomère ramifié dont la température de transition vitreuse (Tg) doit être comprise entre 75 et 96ʿC pour qu'il présente (1) les propriétés rhéologiques adaptées à une filabilité optimale (monofilaments et multifilaments) et (2) un rendement céramique suffisamment important pour une bonne tenue des fibres "polyMAB" au cours de la pyrolyse. La pyrolyse peut être décomposée en quatre étapes. La première étape sous ammoniac jusqu'à 400ʿC conduit à la réticulation du précurseur oligomère par libération de méthylamine. Le polyMAB se transforme progressivement en un réseau polymère tri-dimensionnel dense qui permet l'obtention d'une fibre infusible. La deuxième étape sous ammoniac jusqu'à 1000ʿC consiste en une minéralisation par libération continue de méthylamine impliquant la conversion en une fibre BNH (BN hydrogéné) exempte de carbone. La troisième étape sous azote jusqu'à 1400ʿC consiste en une céramisation par libération d'ammoniac. Une fibre BN amorphe est élaborée à 1400ʿC. Elle subit alors une cristallisation sous azote lors de la quatrième étape entre 1400ʿC et 2000ʿC qui conduit à une fibre BN de hautes performances mécaniques, le nitrure de bore étant de structure "méso-hexagonale".
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Gabet, Yann. "Étude et optimisation des interfaces fibre-matrice polymère de composites structuraux à base thermoplastique." Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSE1244/document.
Full textAbstract:
Ces travaux de thèse portent sur l’étude et l’optimisation des propriétés interfaciales verre/PA 6-6 pour la conception de matériaux composites de structure. Une méthode visant à nettoyer et réactiver la surface du verre a dans un premier temps été développée. Elle permet de travailler avec des substrats de type fibres ou substrats modèles (plaques de verre) et d’obtenir des surfaces « contrôlées » avant l’application de nouveaux revêtements. La maîtrise de l’interface entre renfort et matrice nécessite l’optimisation de l’ensimage, dont les principaux constituants sont des agents filmogènes et des agents de couplage. Au cours de ce travail, nous avons donc étudié les propriétés thermiques, mécaniques et de surface des nouveaux revêtements appliqués sur les substrats de verre. Différents agents filmogènes, sélectionnés pour être compatibles avec les conditions de mise en oeuvre du PA 6-6, ainsi que deux agents de couplages usuels ont été étudiés. Par le choix d’une large gamme de familles d’agents filmogènes, nous avons montré que l’utilisation d’un agent filmogène de composition chimique proche de celle de la matrice permet d’atteindre de meilleures propriétés interfaciales. L’augmentation de la rugosité de surface du revêtement contribue également à cette amélioration. Le greffage des agents de couplage sur le verre s’est révélé bien plus efficace avec un traitement thermique à 150°C qu’à 110°C et un effet de synergie a pu être observé lors de leur association avec un agent filmogène. L’utilisation d’agents filmogènes à haute résistance thermique a permis d’obtenir des propriétés interfaciales très intéressantes, renforcées pour certains systèmes par l’ajout de nanoparticules. Enfin, afin d’accéder à une estimation de la ténacité de l’interface, un test de DCB en mode I a été adapté à notre problématique. Les résultats obtenus ont été complémentaires à ceux obtenus par les tests du plot et de la microgoutte<br>This work is devoted to the study and optimisation of glass/PA 6-6 interfacial properties for the conception of structural composite materials. A method to clean and reactivate glass surface was first developed. It allowed us to work with glass fibres and model substrates (glass plates), aiming to get controlled surfaces before the application of new coatings. Controlling the interface between the reinforcement and the matrix requires the optimisation of the sizing, which is mainly composed of film formers and coupling agents. This study consisted in the characterisation of thermal, mechanical and surface properties of the new coatings applied to the glass substrates. Different film former bases, selected for their compatibility with the processing conditions of PA 6-6, and two usual coupling agents were studied. This work allowed to identify different parameters that play a role in the improvement of interfacial properties. By working with a wide range of film formers, we could show that the use of a film former with close chemical composition from the matrix allows to reach better interfacial properties. Increasing the surface roughness of coatings also participates in this improvement. The grafting of coupling agents was more efficient after 150°C thermal treatment than 110°C, and a synergistic effect was obtained by their association to a film former. The use of film formers with high thermal resistance provided very interesting interfacial properties, also improved, for some, by the addition of silica nanoparticles. Finally, DCB mode I mechanical test was adapted to our system, allowing to estimate the fracture toughness of the glass/PA 6-6 interface which is a complementary result to the estimation of the adhesion force measured by pull-off and pull-out tests
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Bertin, Maxime. "Fatigue thermodynamique de multicouches polymère/composite." Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2011. http://www.theses.fr/2011ESMA0001.
Full textAbstract:
Le remplissage rapide de réservoirs d'hydrogène sous pression conduit à une augmentation simultanée de la température du gaz et des contraintes. Un banc de fatigue thermomécanique instrumenté a été développé afin de simuler ce remplissage rapide sur des éprouvettes multicouches polymère/composite. La validation thermique de ce banc a montré que le liner en polyuréthane constitue une bonne barrière thermique. Une étude sur un multicouche avec différentes séquences d'empilement a permis de montrer l'influence néfaste de la température et d'un palier de maintien à la charge maximale sur sa durée de vie ainsi que l'effet bénéfique de l'alternance des plis du composite. Un drapage "représentatif" des conditions de service du réservoir a été optimisé par calcul analytique et par éléments finis afin d'atteindre les mêmes niveaux de contraintes maximales dans l'éprouvette sollicitée sur le banc de fatigue thermomécanique que ceux atteints dans le réservoir. Pour ce drapage, les résultats ont montré que la fatigue thermomécanique conduit à des durées de vie plus faibles qu'en fatigue mécanique à 1Hz. L'observation d'échantillons sollicités en fatigue thermomécanique montre une localisation des endommagements dans la partie la plus chauffée du composite. De plus, cette sollicitation conduit préférentiellement à des délaminages comparée aux résultats obtenus en fatigue mécanique à 1Hz. Des mesures de champs de déplacement par corrélation d'images ont mis en évidence des concentrations de cisaillement localisées entre certains plis du drapage "représentatif" ainsi qu'un comportement viscoélastique accentué en présence de cyclage thermique, qui seraient à l'origine des endommagements constatés<br>Fast filling of hydrogen pressure vessels leads to a simultaneous increase of gas temperature and stresses. An instrumented thermomechanical fatigue test bench has been developed to simulate fast filling on flat coupons made of polymer/composite multilayers. Thermal validation of this test bench shows that polyurethane is an efficient insulating material. Study of multilayers with different stacking sequences has shown a harmful influence of temperature and of a constant stress level stage on multilayer behaviour and that alternation of different orientation layers in the composite part is beneficial for the multilayer. A stacking sequence "representative" of vessel life service has been optimized by analytical and finites elements calculations to reach the same maximum stress levels in flat coupon tested on test bench than maximum stress levels reached in pressure vessel. Thermomechanical fatigue on this stacking sequence leads to lower fatigue life than 1Hz mechanical fatigue. Observation on flat coupons submitted to thermomechanical fatigue tests shows damage localization in the most heated part of the composite. Moreover, thermomechanical fatigue tests lead preferentially to delimitations comparatively to results obtained with 1Hz mechanical fatigue tests. Displacements fields measured in "representative" flat coupon by digital image correlation method show high shear strain localization between different plies and a significant viscoelastic behaviour of composite part, reinforced by thermal cycling, which could explain observed damage
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Nguyen, Phi Long. "Experimental and numerical study on thermo-mechanical behaviour of carbon fibre reinforced polymer and structures reinforced with CFRP." Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSE1130/document.
Full textAbstract:
Le polymère renforcé de fibres de carbone (CFRP) est l'une des solutions courantes pour réparer/renforcer/ fortifier/ rétrofiter les structures en génie civil en raison de ses avantages dans les propriétésmécaniques, la durabilité et la maniabilité. Cependant, des problèmes d'incendie récents ont soulevédes inquiétudes quant à la performance au feu du CFRP et des structures renforcées par CFRP. Dansla littérature, il existe plusieurs études sur l'évolution de la performance mécanique de CFRP et desstructures renforcées par CFRP pendant ou après l'exposition à différents niveaux de température quisont proches des températures obtenus durant un feu. Cependant, les résultats sont dispersés en raisonde la diversité des matériaux utilisés, de la différence dans les protocoles d'essai et de la limitation del'installation d'essai pour une utilisation à température élevée. Des études analytiques et numériquessont également menées avec une étude paramétrique pour observer, améliorer et proposer desrecommandations pour les directives de conception. Cependant, le manque de données expérimentalesa une influence significative sur applicabilité des résultats disponibles.Cette recherche caractérise les comportements des CFRP et de la structure renforcée avec du matériauCFRP dans trois conditions distinctes concernant la température élevée et la charge mécanique quisont proches des différents cas d'application au feu. Les méthodes expérimentales et numériques sontutilisées pour mener cette recherche afin d'étudier plus en détail l'état de chaque matériau au cours desétudes de cas. En particulier, l'essai résiduel est utilisé pour étudier la performance mécanique desspécimens refroidis après exposition à température élevée en respectant l'évaluation du comportementrésiduel des structures renforcées en CFRP en situation post-incendie à des fins de réparation /renforcement. Deux essais thermomécaniques sont utilisés pour étudier la performance mécanique deséchantillons à différentes températures élevées et leur performance thermique à différents étatsmécaniques en respectant la situation d'incendie pour la prédiction et la conception. Les deux dernierscas portent sur l'influence de l'ordre de chargement sur les résultats pour confirmer la validité desdonnées mécaniques expérimentales obtenues à différentes températures lors de l'évaluation de laperformance au feu de la structure renforcée par CFRP où les effets mécaniques et puis les effetsthermiques sont combinés.Dans la première partie expérimentale, 86 essais sur deux types de CFRP (un préfabriqué en usine etun fabriqué manuellement en laboratoire) ont été étudiés dans la plage de température de 20°C à712°C. La performance du matériau CFRP est généralement réduite lorsque la température augmente.Les résistances thermomécaniques et résiduelles du P-CFRP diminuent graduellement de 20°C à700°C, tandis que le module de Young varie de moins de 10% de 20°C à 400°C et ensuite diminuesignificativement à 600°C. La performance thermomécanique identifiée de CFRP a été inférieure quesa performance résiduelle, en particulier à une température supérieure à 400°C. En outre, latempérature élevée et la charge mécanique sont expérimentalement pertinentes et l'ordre dechargement a donc un faible effet sur les performances du matériau dans des conditionsthermomécaniques. Un nouveau modèle analytique, proposé pour l'évolution de la résistance ultimethermomécanique en fonction de la température, a montré sa capacité à s'adapter à deux CFRP étudiéset à ceux testés dans des conditions thermomécaniques similaires dans la littérature [etc...]<br>Carbon fibre reinforced polymer (CFRP) is one of common solutions in repairing / reinforcing/strengthening/ retrofitting structures in civil engineering due to its advantages in mechanicalproperties, durability and workability. However, recent issues have raised concerns for fireperformance of CFRP and CFRP reinforced structures. Throughout the literature, there are severalinvestigations on the evolution of mechanical performance of CFRP and CFRP reinforced structuresduring or after exposing to different levels of temperature which are close to temperatures obtainedduring a fire. However, the results are scatter due to the diversity of materials used, the difference intest protocols, and limitation in test facility for elevated temperature use. Analytical and numericalstudies are also conducted with parametric investigation to observe, improve, and proposerecommendations for design guideline. Additionally, missing gap in experimental data has asignificant influence on the applicability of the available results.This research characterizes the behaviours of CFRPs and of concrete structure reinforced with CFRPmaterial under three separated conditions concerning elevated temperature and mechanical loadingthat are close to different cases of fire application. The experimental and numerical methods used inthis research are to further investigate the status of each material during the case studies. Particularly,residual test is used to study the mechanical performance of specimens cooled after exposing toelevated temperature respecting the evaluation of the remained behaviour of CFRP reinforcedstructures at post-fire situation for repairing/ retrofitting purpose. Two thermo-mechanical tests areused to study the mechanical performance of specimens at different elevated temperatures and theirthermal performance at different mechanical statuses respecting the fire situation for predicting anddesigning purpose. The two final cases focus on the influence of loading order on the results toconfirm the validity of experimental mechanical data obtained at different temperatures whenapplying for evaluating the fire performance of CFRP reinforced structure where mechanical effectsand then temperature effects are combined.In the first experimental part, 86 tests on two types of CFRP (one pre-fabricated in factory and onemanually fabricated in laboratory) were studied in the temperature range from 20°C to 712°C. Theperformance of CFRP material is generally reduced as the temperature increases. The thermomechanicaland residual ultimate strengths of P-CFRP gradually decrease from 20°C to 700°C, whileits Young’s modulus varies less than 10% from 20°C to 400°C and then significantly decreases at600°C. The identified thermo-mechanical performance of CFRP was lower than its residualperformance, especially at temperature beyond 400°C. Furthermore, the elevated temperature andmechanical load are experimentally shown to be relevant and thus the loading order has a small effecton the material performance under thermo-mechanical conditions. A new analytical model, proposedfor the evolution of thermo-mechanical ultimate strength in function of temperature, has shown theability to fit with two studied CFRPs and with those tested under similar thermo-mechanical conditionin the literature [etc...]
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Le, Thai Hung. "Rhéologie et microstructures des matériaux composites à matrice polymère thermodurcissable chargée minéralement et renforcée par des fibres de verre." Phd thesis, Grenoble 1, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00369701.
Full textAbstract:
Dans ce travail, on analyse la rhéologie et les microstructures des matériaux composites à matrice polymère thermodurcissable renforcée par des fibres de verre tels que les Bulk Moulding Compounds et Sheet Moulding Compounds (SMC). Dans un premier temps, la rhéologie des BMC est analysée sur des rhéomètres spécifiques en compressions simple et en déformation plane. Les résultats expérimentaux soulignent les influences de la vitesse de déformation, du type de charge, du taux de fibres et de la température sur la rhéologie des BMC. Des modèles viscoélastiques non linéaires 1D et 3D sont alors proposés pour reproduire la réponse de ce matériau. Dans un deuxième temps, les microstructures de plaques de SMC comprimées industriellement sont analysées par microtomographie à rayons X, en utilisant le mode de contraste de phases. Les influences des conditions de moulage sur les porosités résiduelles, les migrations de matrice, l'intégrité, la flexion, l'écrasement et l'orientation des mèches de fibres de verre sont mises en exergue et permettent d'(in)valider les hypothèses des modèles rhéologiques de la littérature.
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Mouney, Catherine. "Contribution à l'étude de la structure des matériaux composites polymère-fibres courtes de carbone et des mécanismes de conduction." Bordeaux 1, 1987. http://www.theses.fr/1987BOR10626.
Full text
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Ramanitra, Andrianavalona Hary. "Etude et réalisation d'atténuateurs optiques variables fibrés à base de cristal liquide dispersé dans du polymère." Rennes 1, 2004. http://www.theses.fr/2004REN10017.
Full textAbstract:
L'objet de la thèse est l'étude théorique, la fabrication et la caractérisation des composants atténuateur optique variable (VOA) à base de cristal liquide dispersé dans du polymère (PDLC), destinés aux réseaux WDM (wavelength division multiplexing). Un modèle de diffusion par des sphères anisotropes a été développé afin d'étudier les propriétés électromagnétiques du VOA. Expérimentalement, on a fabriqué des composants en utilisant deux architectures différentes : VOA splice et VOA cellule. Au cours de cette étude, il s'est avéré que le VOA cellule est plus performant que le VOA splice. Toutefois, sans parler de l'intérêt économique, le VOA splice est plus compact avec un simple processus de fabrication tandis que les modes opératoires du VOA cellule sont assez délicats. Dans ce point de vue, une étude plus approfondie sur le VOA splice serait très intéressante.
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Fogel, Mathieu. "Mise en œuvre de composites structuraux conducteurs par pulvérisation de dispersions NTC : résine époxy sur nappes fibres de carbone." Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30074/document.
Full textAbstract:
Ce travail présente un procédé innovant de mise en œuvre des composites basé sur le dépôt par pulvérisation des dispersions NTC / époxy a été développé. Une mise en œuvre avec succès de composites à renforts fibres de carbone chargés en nanotubes a montré l'adéquation de ce procédé afin de créer un matériau multi-échelles, où l'insertion de nanotubes de carbone en tant que charge conductrice confère au composite à renforts macroscopiques (fibre de carbone) une nouvelle dimension nanoscopique (nanotubes de carbone). En second lieu, les propriétés électriques et mécaniques des composites à renforts fibres de carbone dopés en nanotubes de carbones ont été étudiés. Une influence des NTC sur la conductivité électrique des composites est mise en lumière, contribuant à l'homogénéisation de la conductivité électrique dans le stratifié. Répondant à notre problématique initiale, cette augmentation légère mais sensible permet l'intégration et l'homogénéisation de la fonction conductivité électrique au sein d'un matériau composite multifonctionnel. À l'opposé, peu d'influence des NTC sur les propriétés mécaniques de composites n'a pu être observé dans ce travail de thèse<br>The main goal of this work was to create multiscale Carbon Fiber-Reinforced Polymers by inserting carbon nanotubes in the matrix of the composite material to improve and homogenize the through-thickness electrical conductivity. Multiscale composites manufacturing was proposed through addition of carbon nanotubes to a standard composite conferring a nano-dimension to the material. A spray deposition technique of CNT / epoxy mixtures was developed. CNT-doped CFRP material in which the matrix came exclusively from the spraying process were successfully produced. An influence of carbon nanotubes on the transverse (Z direction) and orthogonal (Y direction) electrical conductivity could be obtained. A slight but noticeable increase of the conductivity was achieved. More than the inherent values reached, the electrical conductivity was homogenized throughout the whole laminate. This achievement could be one step in order to solve the issue of "edge-glow" on aeronautical structures
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Le, Goff Ronan. "Étude et modélisation des transferts thermiques lors de la solidification de pièces injectées en polymère semi-cristallin chargé de fibres." Nantes, 2006. http://www.theses.fr/2006NANT2069.
Full textAbstract:
Un des enjeux majeurs de la simulation du procédé d’injection est la prédiction des retraits et des déformations dans la phase de maintien et dans la phase de refroidissement des pièces. Ce travail de thèse s’est inscrit dans ce contexte avec pour objectif de mieux comprendre les phénomènes thermiques régissant la solidification de pièces injectées en polymère semi-cristallin chargé de fibres de verre. En effet, la cristallisation de ce type de matériaux est une réaction exothermique et ce changement d’état influence fortement les propriétés thermiques des matériaux ainsi que les conditions aux parois. Dans cette optique, la caractérisation et la modélisation des propriétés thermiques des matériaux étudiés ont été effectuées. La conductivité thermique a fait l’objet d’une analyse approfondie à travers la validation d’un modèle de prédiction prenant en compte l’anisotropie induite par l’orientation des fibres. Une étude expérimentale a également permis de valider les modèles thermiques de cristallisation et de transfert. Enfin, l’effet de la cristallisation sur les transferts de chaleur a été mis en évidence, d’une part dans des conditions de refroidissement rapide sans cisaillement et, d’autre part dans des conditions industrielles. Les conditions d’interface ont été analysées notamment grâce notamment à l’évaluation d’une résistance thermique de contact<br>A major issue of the injection process simulation is the prediction of shrinkage and warpage during the packing and cooling stage. In this context, this work contributes to a better understanding of the thermal phenomena that occur during the injection and the solidification of semi-crystalline polymer fiber-filled parts. Indeed, crystallization of that category of material is an exothermic reaction et the phase change modifies thermal properties and boundary conditions. The characterization and the modeling of the thermal properties of the materials have been carried out. We focus on the thermal conductivity through the validation of on prediction model taking into account the fiber orientation. An experimental study also permits to validate thermal a model of coupling between crystallization and heat transfer. Then, the influence of the crystallization on heat transfer has been emphasized, on one hand for high cooling without shear, in the second hand in industrial injection conditions. Interface conditions have been analyzed especially thanks to the evaluation of a thermal contact resistance
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Gentilleau, Benoit. "Modélisation et validation expérimentale du comportement thermomécanique de multicouches polymère-composite bobine." Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/74/36/32/PDF/manuscrit_dA_finitif_B-Gentilleau.pdf.
Full textAbstract:
Le but de ce travail de recherche est d'étudier le comportement thermomécanique des matériaux constituant un réservoir de stockage d'hydrogène de type IV : un composite, assurant la tenue, est bobiné autour du liner polyuréthane qui assure l'étanchéité du réservoir et l'isolation thermique ; aux extrémités, des embases en acier inoxydable sont utilisées pour permettre le raccord du réservoir. Dans ce type de réservoir, lors du remplissage, il y a une augmentation significative de la température de l'hydrogène, entraînant un échauffement progressif de la structure et la présence de gradients de température. Le but de cette étude est principalement de caractériser le comportement d'une telle structure sous chargement thermomécanique complexe. Dans un premier temps, des essais de caractérisation mécanique et thermique ont été réalisés sur toute la plage de température d'utilisation du réservoir afin d'obtenir les données nécessaires à la réalisation d'un modèle numérique thermomécanique. Ensuite , une loi de comportement du composite pouvant être facilement transférable à une structure complexe telle que le réservoir et prenant en compte la non-linéarité, l'endommagement matriciel, la perte de rigidité progressive en cisaillement, ainsi que la thermo-dépendance des paramètres matériaux, est développée. Puis, des essais sur des éprouvettes technologiques représentatives d'un réservoir ont permis de mieux comprendre les mécanismes pouvant apparaître dans le réservoir et de valider le modèle développé. Enfin, une étude numérique d'un réservoir et de l'influence couplée de la température et de l'endommagement matriciel sur le comportement de cette structure a été réalisée<br>The purpose of this research is to study the thermomechanical behavior of the constituent materials of a type IV hydrogen storage tank: a composite, ensuring the strength, is wound around the polyurethane liner that ensures sealing of the tank and thermal insulation; at the extremities, stainless steel parts are used to allow the process connection. In this type of tank, during filling, there is a significant increase in hydrogen temperature, resulting in a gradual heating of the structure and the presence of temperature gradients. The purpose of this study is primarily to characterize the behavior of such a structure when subjects to complex thermomechanical loading. Initially, mechanical and thermal characterization tests have been made over the service life range of temperature of the tank to obtain the necessary data for the realization of a thermomechanical numerical model. Then, a behavior law of the composite, easily transferrable to a complex structure such as the whole tank and taking into account the non-linearity, the matrix damage, the progressive loss of shear modulus, and the thermo-dependence of the materials parameters, is developed. The, tests on technological representative specimens have been performed to better understand the mechanisms that can appear in the tank and to validate the model. Finally, a numerical study of a tank was performed. The coupled influence of temperature and damage matrix on the behavior of this structure is analyzed
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Aubanel, Laurent. "Etude des modifications superficielles engendrées sur un polymère par un rayonnement laser." Lyon 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LYO10344.
Full textAbstract:
Au cours de ce travail, nous avons etudie les modifications superficielles engendrees sur un polymere par un rayonnement laser. Dans une partie bibliographique, nous avons mis en evidence les differents types de modifications obtenus a partir des traitements de surface usuels, et nous avons montre que les lasers a excimere sont les plus adequats pour traiter les polymeres, les lasers infrarouge etant en general reserves aux travaux de decoupe ou soudure des materiaux metalliques. Contrairement aux nombreuses etudes visant a graver des polymeres utilises en micro-electronique, nous avons oriente nos travaux sur la fonctionnalisation de materiaux de grande consommation (polyethylene et polypropylene) ayant un faible coefficient d'absorption dans l'ultraviolet. L'important n'est plus d'avoir une densite d'energie tres importante, mais de traiter la surface a l'aide d'un faisceau ayant une tres bonne repartition en energie. Pour une fourchette de parametres de traitement tres etroite, la mouillabilite de ces materiaux est augmentee et le calcul des composantes de l'energie de surface indiquent la formation de fonctions non dispersives. Des mesures esca mettent effectivement en evidence la presence de fonctions hydroxyle, carbonyle et carboxyle. La spectroscopie uv permet egalement de suivre les modifications de surface en fonction des parametres de traitement. Nous avons propose des mecanismes de modifications du pe et pp se produisant lors de l'interaction laser/matiere et nous avons montre que suite au traitement, les proprietes d'adherence des deux polyolefines vis a vis d'un adhesif epoxyde sont ameliorees. A partir de ces resultats, nous avons egalement mis en evidence l'amelioration des proprietes d'adherence d'un materiau composite epoxy/carbone. A faible fluence, elle est due a l'elimination d'une couche de pollution et a un legere oxydation de surface. A plus forte fluence, l'ablation de la couche superficielle de resine favorise l'accrochage mecanique de l'adhesif sur les fibres de carbone et les contraintes de cisaillement passent de 5 a 29 mpa.
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Brière, Frédéric. "Conception d'une glissière de sécurité rigide en béton à armature en polymère renforcé de fibres de verre essai d'impact par pendule." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2003. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1246.
Full textAbstract:
Dans le cadre de ces recherches, des glissières rigides en béton armé, de niveaux de performance NP-2 et NP-3 tels que définis par le nouveau Code canadien sur le calcul des ponts routiers CAN/CSA - S6-00 ont été soumises à des essais de résistances statique et dynamique. Les résultats des essais statiques ont été présentés dans le cadre d'un rapport réalisé pour le Ministère des transports du Québec. Ces essais ont permis de valider un nouveau design d'ancrage des glissières aux dalles des tabliers de pont en utilisant des barres d'armature en polymère renforcé de fibres de verre (PRFV). Ils ont démontré que les glissières à armature composite se comportaient de manière similaire à celles à armature d'acier, sous chargement statique. Pour compléter la recherche, les travaux en vue de permettre la tenue d'un essai dynamique ont été entrepris sur un site extérieur en 2001".--Résumé abrégé par UMI.
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Klimkeit, Bert. "Etude expérimentale et modélisation du comportement en fatigue multiaxiale d'un polymère renforcé pour application automobile." Phd thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aéronautique, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00464186.
Full textAbstract:
Cette thèse contribue à la compréhension du comportement en fatigue des thermoplastiques renforcés par des fibres de verre courtes. Deux différents matériaux sont étudiés : Un mélange de polybutylène téréphtalate et polyéthylène téréphtalate (PBT+PET GF30) et un polyamide 66 (PA66 GF35). Les enjeux scientifiques de la thèse concernent les chargements multiaxiaux, l'influence de la contrainte moyenne et l'orientation de fibres sur la tenue en fatigue. En outre, les mécanismes de rupture sont abordés au travers de techniques dédiées et ciblées ce qui a permis de proposer un scénario de rupture en fatigue pour le PBT+PET GF30. L'enjeu industriel est de développer un outil de dimensionnement en fatigue. Afin de répondre à ces objectifs, des essais de fatigue sont effectués dans le domaine de la durée de vie limitée (103-106 cycles) et à amplitude constante pour les rapports de charge de R=0,1 et R=-1. L'effet de l'orientation de fibres est étudié sur la base d'essais à différentes orientations en traction ainsi qu'en cisaillement sur des éprouvettes plates. Des chargements multiaxiaux sont appliqués à des éprouvettes tubulaires afin d'évaluer la tenue en fatigue multiaxiale. Dans le but de réduire le nombre d'essais d'identification tout en conservant les effets à décrire (triaxialité, rapport de charge et orientation), un nouveau critère est proposé. L'effet de l'orientation des fibres est simulé en utilisant l'approche de Mori Tanaka afin de calculer les contraintes moyennées. Le critère est implanté dans une chaîne de calcul allant de la mise en œuvre jusqu'à la durée de vie et il est validé sur deux matériaux et une large base de donnée expérimentale.
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Farahmandpour, Chia. "Modélisation et simulation du comportement des bétons confinés." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066550/document.
Full textAbstract:
Les techniques de renforcement de structures en béton armé (BA) par collage de polymères renforcés de fibres (PRF) trouvent un important champ d'applications dans le renforcement des poteaux en BA. Le chemisage par PRF confine le noyau du poteau et permet d'augmenter sa résistance et sa ductilité. Bien que de nombreux travaux expérimentaux aient été consacrés à l'étude de l'effet de confinement du PRF sur le comportement des poteaux en BA, la réalisation d'une simulation réaliste de la réponse structurelle de tels éléments présente de nombreuses difficultés liées aux modèles de comportement peu appropriés à reproduire précisément la réponse mécanique du béton confiné. Dans cette recherche, un modèle de comportement élasto-plastique endommageable est développé pour reproduire la réponse mécanique du béton sollicité suivant un chemin triaxial de contraintes. Ce modèle prend en compte différents mécanismes de comportement du béton tels que les déformations irréversibles, l'endommagement dû à la microfissuration, la sensibilité au confinement et les caractéristiques de dilatation. Un processus d'identification des paramètres du modèle est proposé sur la base d'essais classiques. La validation de ce modèle est ensuite démontrée en comparant des résultats de simulations à des données expérimentales de la littérature sur des bétons confinés activement puis des bétons confinés par des PRF présentant une large gamme de rigidité. Le modèle proposé est également comparé à différentes modélisations de la littérature. Les capacités du modèle sont illustrées et analysées sur des applications tridimensionnelles de poteaux en BA de taille réelle, non confinés et confinés par PRF<br>For the past two decades, externally bonded Fiber Reinforced Polymers (FRP) has gained much popularity for seismic rehabilitation of reinforced concrete (RC) columns. In this technique, FRP wrap installed on the surface of a column acts as lateral confinement and enhance the strength and deformation capacity of the concrete element. Although many experimental works have been devoted to the study of confining effect of FRP on the behavior of RC columns, the numerical simulation of FRP-jacketed RC columns remains a challenging issue due to the lack of appropriate constitutive model for confined concrete. In this study, a damage plastic model is developed to predict the behavior of concrete under triaxial stress states. The proposed model takes into account different material behavior such as irreversible strain, damage due to microcracking, confinement sensitivity and dilation characteristic. A straightforward identification process of all model’s parameters is then presented. The identification process is applied to different normal strength concrete. The validity of the model is then demonstrated through confrontation of experimental data with simulations considering active confined concrete and FRP confined concrete with a wide range of confinement stiffness. The proposed constitutive model is also compared with other models from the literature and the distinguishing features of this new model are discussed. Furthermore, the capacity of the model in the three-dimensional finite element analysis of full-scale RC columns is demonstrate and discussed
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Hallonet, Anne. "Développement et caractérisation d'un matériau composite à base de fibres de lin : application au renforcement de structures en béton par collage externe." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSE1111/document.
Full textAbstract:
Afin de prolonger leur durée de vie et d'assurer la sécurité des usagers, les structures en béton peuvent nécessiter un renforcement au cours de leur durée de service. La technique de renforcement par collage externe, en surface, de composites renforcés de fibres de carbone, de verre ou d'aramide à l'aide de résines durcissant à température ambiante est largement employée pour son efficacité et sa facilité de mise oeuvre. Toutefois l'utilisation à la fois de fibres synthétiques et de matrices polymères produit un impact écologique non négligeable. L'objectif de ce travail de recherche est d'examiner la possibilité d'utiliser des fibres de lin pour le renforcement externe de structures en béton. Les propriétés mécaniques spécifiques et le bilan environnemental avantageux des fibres de lin en font une alternative intéressante aux fibres de verre. Cependant leur origine naturelle conduit à une plus grande variabilité des propriétés, à un comportement en traction non linéaire et une sensibilité accrue à l'humidité. Les principaux objectifs du travail de thèse portent ainsi sur la sélection des matériaux et la mise en oeuvre les plus adaptés, sur l'évaluation des performances du matériau et de son adhérence au support béton et sur une évaluation de la durabilité des propriétés du système. Dans une première partie expérimentale deux méthodes de mise en oeuvre du renfort à fibres de lin (stratification au contact et collage de lamelles rigides) sont développées et caractérisées. Des observations tomographies X confirment la bonne imprégnation des fibres et la cohésion des composites. Les essais de traction révèlent un comportement en traction bilinéaire comme décrit dans la littérature, avec des propriétés d'effort par largeur de bande comparables aux composites de renfort à fibres de verre. La caractérisation des interfaces composite/béton menée par tests de cisaillement à double recouvrement confirme une bonne adhérence qui se traduit par une rupture cohésive dans le substrat béton. La nature des fibres ne semble pas influencer le comportement de l'interface. Les systèmes de renforcement à fibres de lin sont donc capables de reprendre des efforts transmis par cisaillement de façon comparable aux matériaux de renfort à fibres de verre. Dans une deuxième partie des essais exploratoires de durabilité ont ensuite été menés pour vérifier la pérennité des propriétés de ces deux composites de renfort dans un environnement de service. Un vieillissement accéléré artificiel en enceinte climatique est mis en place tandis que des composites à fibres de lin stratifié au contact sont exposés pendant un an à l'environnement extérieur. Un second vieillissement hygrothermique à 70°C est mené pendant 4 semaines. Les dégradations des propriétés des composites à fibres de lin sont comparables à celles de certains composites de renfort à fibres de verre. Malgré la nature hydrophile des fibres de lin, les premiers essais ne montrent pas de dégradations des propriétés qui rendraient le composite impropre à une utilisation comme renfort extérieur de structures en béton<br>To extend their life and ensure the safety of users, concrete structures may need strengthening during their service life. The technique of strengthening by external bonding of composites carbon, glass or aramid composites using polymer that are cured at room temperature is widely used for its effectiveness and ease of implementation. Yet the uses of both synthetic fibers and polymer matrices have a significant environmental impact. The objective of this research is to examine the possibility of using flax fibers for the external strengthening of concrete structures. Their high specific mechanical properties and positive environmental balance make them an interesting alternative to the glass fibers. However, they also present a larger variability in properties, a non-linear tensile behavior and high sensitivity to humidity. The main objectives of this thesis involve the selection of the materials and the most suitable implementation, the evaluation of the materials’ performances and adherence to concrete support and a sustainability assessment of those properties. In a first experimental section, two methods of implementation of the flax fiber reinforcement are developed and characterized: by wet lay-up and by bonding of pre-hardened. Tomography observations confirm the good fiber impregnation and cohesion of the composites. The tensile tests show a bilinear tensile behavior as described in the literature, with stress per width at failure comparable to glass fibres strengthening systems. The characterization of composite/concrete interfaces is conducted by double overlap shear tests and confirms a good adhesion which results in concrete failure before the failure of the reinforcement system. The nature of the fibers does not appear to influence the shear behavior of the interface. For glass or flax wet lay-up systems, failure can occur with failure of the composite. Flax fiber reinforcement systems can take up the forces transmitted by shear in a manner comparable to glass composites. In the second part, sustainability tests were conducted to ensure the sustainability of the properties of these two composite reinforcements in a service environment. An artificial accelerated aging test in a climatic chamber is set up while wet lay-up flax fiber composites are exposed to the external environment during a year. A second hydrothermal aging test is conducted for 4 weeks at 70°C. The degradations of the properties of the flax composites are comparable to those of some glass reinforcement composites. Despite the hydrophilic nature of the flax fibers the first tests show no degradation of properties that would make the composite unsuitable for an external reinforcement of concrete structures