Academic literature on the topic 'Matières plastiques en plomberie – Détérioration'

Ce travail s'est focalisé sur les interactions entre l'eau et les canalisations en poly(chlorure de vinyle) chloré employées pour la distribution d'eau chaude et froide sanitaire (ECFS). Les interactions considérées sont l'absorption d'eau par le PVCC et la migration d'espèces solubles. Elles sont étudiées pour les principales caractéristiques de fonctionnement des réseaux d'ECFS (température, renouvellement de l'eau, mode de contact, etc. ). Le PVCC s'avère être réactif avec l'eau alors que les relations structures-propriétés et l'utilisation courante ne laissent pas présager un tel phénomène. En effet, immergé dans une eau chaude, le PVCC est le siège d'un vieillissement chimique se traduisant par un endommagement osmotique faisant intervenir la production de chlorures dont l'origine est le polymère. Il en résulte, par exemple à 80 degrés C, une absorption d'eau de l'ordre de 4 % après 7000 heures d'essais. La cinétique d'absorption est probablement à relier à la formation d'espèces chlorées participant à la propagation des fissures. Les principaux facteurs accélérant ce processus sont le contact par immersion et la température. L'étude cinétique de la migration montre que certaines espèces cibles : organoétains, composés organiques volatils (chloroforme, éthyl-hexanol, etc. ) et ions calcium et chlorure migrent du PVCC vers l'eau au moins jusqu'à 1000 heures. Parmi les conditions d'expositions étudiées, la température et le renouvellement de l'eau sont les facteurs aggravant de la migration. L'endommagement favorise la migration par deux voies. D'une part, le chlorure d'hydrogène réagit avec le stabilisant organostannique et le carbonate de calcium formant des espèces plus mobiles et plus solubles dans l'eau. D'autre part, la diffusivité est augmentée principalement dans la zone proche de la surface. Par conséquent, les conditions d'exposition favorables à l'endommagement sont, en première approche, également propices à la migration. Les COV, peu influencés par le vieillissement, migrent selon une cinétique pseudo-Fickienne.

Ce memoire traite des phenomenes de vieillissement electrique des isolants polymeres sous contrainte alternative. Les materiaux etudies sont utilises dans l'isolation des cables haute-tension destines au transport de l'energie electrique (polyethylene). Notre travail consiste en la conception et la realisation d'un dispositif de mesure de la charge injectee en pointe d'electrode sous tension alternative sinusoidale. La sensibilite de la mesure est de l'ordre de 0,003 pc. Le principe de fonctionnement du dispositif est base sur la compensation de la charge capacitive et des pertes de l'echantillon, avec l'hypothese de la linearite des effets dielectriques avec la tension. L'ensemble experimental est pilote par micro-ordinateur. La configuration geometrique adoptee est une double-pointe asymetrique dans laquelle le rayon de courbure de l'electrode pointe est de quelques m. Celle-ci permet de simuler des defauts dans les isolants ou il y a amplification importante du champ electrique. De plus, elle permet de minimiser la capacite des echantillons (0,1 pf) necessaire pour rendre possible la detection de la charge injectee. Les resultats obtenus confirment l'existence d'une forte injection de charge dans les materiaux etudies a partir d'un champ de l'ordre de 1 mv/cm, dit champ critique d'injection. Le dispositif permet l'observation de micro-decharges d'amplitudes inferieures a 0,1 pc lorsque s'amorce la transition a l'arborescence electrique. Celles-ci sont confirmees par detection optique a l'aide d'un photomultiplicateur. La correlation entre les temps d'incubation de l'arborescence determines sous tension alternative et les champs critiques determines a l'aide du detecteur mis au point est etudiee

Cette étude s’inscrit dans le cadre du développement de système d’actionneur tout-électrique dédié à l’industrie aéronautique. Nous nous sommes intéressés à la conception et l’étude d’une solution multimatériaux de protection environnementale pour des composants électroniques appelés modules de puissance. Nous avons identifié, au travers d’une étude technologique, trois fonctions de protection principales remplies par trois matériaux polymères. Nous nous sommes dans un premier temps intéressés à la définition d’un matériau thermoplastique jouant le rôle d’enveloppe externe du composant électronique. Après un travail de sélection, nous avons étudié l’évolution du comportement physico-chimique des matériaux retenus en environnement de type aéronautique. Cette étude a été réalisée par le biais d’études croisées de rhéologie et spectroscopie (IRTF, RMN). Dans une deuxième partie, nous nous sommes intéressés à l’étude de la mise en oeuvre de gel silicone remplissant un rôle d’isolant diélectrique des systèmes électroniques. Dans le cadre de cette étude, nous avons proposé un protocole d’étude de la réticulation du matériau par le suivi de l’évolution de ses propriétés rhéologiques lors de la mise en oeuvre. Le troisième et dernier volet de cette étude a permis de définir un joint d’étanchéité pour ces modules de puissance. Nous nous sommes ainsi intéressés d’une part au choix de l’adhésif silicone mais aussi à son procédé de mise en oeuvre par le biais d’études mêlant rhéologie et calorimétrie. D’autre part, nous avons défini les traitements de surface associés aux différentes interfaces impliquées dans ce collage (anodisation phosphorique de l’aluminium et activation de surface par traitement plasma). Les phénomènes de vieillissement de ces interfaces à été appréhendés par la mise en oeuvre d’un test d’adhérence appelé test couronne, conçu pour localiser les contraintes à l’interface
This study was related to Today’s development of airborne all-electrical actuators. We designed and studied a novel solution of environmental protection for power electronic component known as power modules. Through a technological study, we identified three main functions that are fulfilled by three different polymer materials. We first focus on the design of the electronic component thermoplastics outside shell. After a material selection work, we studied the physical and chemical behaviour evolution of the selected polymers after ageing in conditions close to the future aeronautical application. We used a cross-testing method, mixing rheological and spectral (FTIR and MNR) analyses. In the second part of this study, we dealt with the manufacturing process of the electronic device dielectrical silicone. For this particular framework, we developed a scientific methodology to investigate the cross-linking reaction and that consisted in characterising the evolution of the rheological properties along the material processing. The last issue was related to the design and study of a sealing solution for the power module. We start this assignment by on one hand selecting the suitable silicone adhesive and also defining its appropriate manufacturing process using a combination of rheological and calorimetrical studies. On the other hand, we defined the optimal conditions of a surface treatment used to improve the adherence of the materials. The ageing phenomena specific of the interfaces were characterised using adherence test know as “crown test” and that was designed to concentrate stress on the interface itself

L'industrie pétrolière porte un intérêt majeur à l'emploi de matériaux polymères, particulièrement pour la réalisation de pipelines. Ce défi technologique reste constant dans la mesure où des gaz (CH4, CO2, H2S) contenus dans les hydrocarbures ont une grande potentialité de dissolution dans les polymères semi cristallins (polyoléfines, polyamides ou fluorés) sous conditions d'usage sévères en termes de températures (333-403 K) et pressions élevées (0. 1-100MPa). Une rupture de l'équilibre thermodynamique conduit à des gradients de concentration en gaz et de température dans la structure polymérique. Le mécanisme d'endommagement appelé "blistering" qui en résulte peut être véritablement catastrophique pour le matériau, parce qu'irréversible et conduire à la perte de sa fonction d'étanchéité. L'approche amont proposée repose sur l'étude des équilibres d'interactions gaz/ polymères par détermination de grandeurs thermodynamiques relatives aux polymères sous la triple contrainte thermique, barométrique et chimique d'un fluide supercritique (FSC). La quantification de la solubilité de gaz dans les polymères, par couplage du détecteur à fil vibrant à la méthode pVT, relie de façon simple la concentration au changement de volume du polymère. L'estimation du changement volumique du polymère utilise l'équation d'état de Sanchez-Lacombe. Les données ont été corrélées avec le mode dual. La détermination des grandeurs thermo-physiques du polymère en présence de gaz, en particulier le coefficient d'expansion thermique isobare, est accessible pour une méthode couplée calorimétrie-pVT. Une analyse qualitative et quantitative des interactions de sorption/ désorption selon le mode de détection différentiel utilise les modes de balayage en pression et en volume. Enfin, la variation de volume du polymère due à la sorption de gaz est possible par une technique de confinement, et est examinée par mesures en dilatation libre

Le but de nos travaux est de mettre au point un milieu solide inerte à base de Vermiculite (matériau 100% minéral) qui permette une meilleure répétabilité que les tests en compost mais aussi de simuler la biodégradation dans le compost et d'établir des bilans carbone complets. L'amidon a été utilisé dans un premier temps comme polymère biodégradable " modèle ". Nous avons pu montrer que la dégradation de l'amidon dans un milieu solide inerte activé est en tous points similaire à celle observée dans le compost. Nous avons ensuite établi un bilan carbone par diverses techniques d'extraction et d'analyse courantes avec une précision satisfaisante. Dans un second temps, plusieurs protocoles d'extraction des sous-produits de dégradation ont été mis au point pour le bilan carbone de la dégradation du PLA. Une méthode satisfaisante basée sur l'hydrolyse du polymère dans la soude et le dosage de l'acide lactique libéré, nous a permis de suivre la disparition du polymère du milieu. Ainsi nous avons suivi l'évolution des différents termes du bilan carbone dans le temps, biomasse, produits solubles dans l'eau, polymère non dégradé et carbone minéralisé en CO2. Une méthode différente a été adoptée pour le bilan carbone de la biodégradation du PHB. Ces travaux ont permis de mettre en évidence les points clefs sur lesquels les futures expériences devront porter pour permettre une généralisation des méthodes d'estimation du bilan carbone en milieu solide inerte
The purpose of our research was to set up a vermiculite based inert solid medium which allows us to enhance reproductibility of biodegradation tests in compost, to simulate degradation of materials in compost and to establish carbon balance. In a first step, wheat starch has been used as a model biodegradable polymer and we have shown that degradation of this product in an inert solid medium was similar to the degradation in compost. A carbon balance has been established with a satisfactory accuracy. In a second step, we have applied the method to the degradation of synthetic biodegradable polymer such as PLA of PHB. A carbon extraction protocol based on PLA hydrolysis in NaOH has been proposed and we have followed the evolution of the various terms of the PLA degradation carbon balance, Biomass, carbon dioxide, soluble by-products and remaining polymer. A different protocol has been proposed of PHB based on biomass oxidation but it still needs some improvement. This work constitutes a first approach in polymer inert solid media degradation tests and it highlights the fundamental steps which further work should be focused on

L’objectif de ce travail a été d’étudier le risque d’apparition de défauts sensoriels (composés organiques volatils ou COV, odeurs) lors de la fabrication et l’utilisation d’un emballage alimentaire rigide thermoformé, à base de polylactide. Pour ce faire, le PLA a été d’abord mis en forme par extrusion cast avec trois profils de température, suivi d’un thermoformage. Les changements subis par le polymère entre son état de granulés, feuille extrudée et finalement de produit thermoformé, ont été suivis par une double série d’analyses : (i) évaluation de l’état de dégradation du PLA, par des méthodes physico-chimiques, thermiques et mécaniques, et (ii) analyse des composés volatils émis, à l’aide d’une méthodologie de suivi associant le piégeage de ces molécules par HS-SPME et leur identification en spectrométrie de masse. Cette étude physico-chimique a été également complétée par une étude sensorielle en olfactométrie, afin de montrer l’impact sensoriel des ces molécules sur l’odeur du PLA. Par ailleurs, l’aptitude du matériau au contact alimentaire a été déterminée, à l’aide de tests de la réglementation européenne. Il a été montré que même de très faibles niveaux de dégradation, quasi-indétectables par des méthodes physico-chimiques, entraînent des émissions de COV à potentiel odorant, principalement des lactides, acétaldéhyde et 2,3-pentanedione. La nature et la quantité de COV dépendent, pour un PLA donné, de son état de dégradation induit tout au long de son cycle de vie, mais aussi de son passé thermique et historique de mise en forme
The work aimed at studying the formation risk of olfactive defects [Volatile Organic Compounds (VOC) or odour emission] along the process and use of PLA-based rigid thermoformed food packaging. Consequently, the polymer was first extruded into sheets, and then thermoformed. Modification of the polymer from pellets, extruded sheets, to thermoformed trays was assessed according to two complementary approaches: (i) evaluation of PLA degradation by different physico-chemical, thermal and mechanical analyses; (ii) analysis of the emitted VOC by HS-SPME trapping method and identification by gas chromatography-mass spectrometry. This approach was additionally completed by gas chromatography-olfactometry analysis, in order to confirm the sensorial effect of the volatile compounds on PLA odour. Moreover, PLA trays were tested according to EU normalized tests to prove that it can be used as a Food Contact Material This work showed that even a low level of degradation, which is almost undetectable by physico-chemical analyses, could lead to emission of potentially odorous VOCs, mainly lactides, acetaldehyde and 2,3-pentanedione. For a given PLA, the nature and the quantity of VOCs depend on the degradation level induced along the entire life-cycle of the polymer, but also on the thermal and processing history

La durabilite de composites unidirectionnels verre/epoxy soumis a un vieillissement hygrothermique est etudiee par deux approches complementaires: une approche basee sur l'analyse viscoelastique lineaire (faibles deformations) ayant pour but de preciser la nature des interactions eau/polymere; une approche basee sur la fatigue statique (flexion trois pannes) visant a mettre en evidence l'influence du vieillissement sur la creation des premiers defauts et la propagation de l'endommagement. L'analyse et la modelisation des cinetiques de sorption d'eau mettent en evidence des phenomenes de diffusion moleculaire dans la matrice, associes au remplissage de microcavites induites hygrothermiquement. La modelisation theologique permet l'identification des processus reversibles de plastification et des mecanismes irreversibles de degradation hydrolitique. L'analyse detaillee des mecanismes d'endommagement conduit a l'etablissement de diagrammes d'endurance considerant l'existence de plusieurs domaines dont l'evolution au cours du vieillissement prend en compte les pertes de proprietes des elements constitutifs du composite (plastification de la matrice, alteration du renfort, decohesion des zones interfaciales)