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Gulla-Cazenave, Jean. Étude de l'influence des paramètres d'élaboration par infusion de résine liquide sur l'endommagement et le comportement à l'impact de matériaux composites à structure sandwich

Gulla-Cazenave, Jean (2018). Étude de l'influence des paramètres d'élaboration par infusion de résine liquide sur l'endommagement et le comportement à l'impact de matériaux composites à structure sandwich.

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Résumé en francais

Lors d'une étude précédente, des prototypes destinés à transporter des matériels militaires lourds (600kg) par hélicoptère ont été produits. Reposant sur l'utilisation de matériaux composites à structure sandwich, ces structures ont convaincu par leur légèreté et leur résistance à la charge, mais ont montré des faiblesses lors de la sollicitation en impact basse énergie / basse vitesse. Lors de cette thèse, nous avons cherché à optimiser la résistance des structures sandwich à ce type d'endommagements en étudiant l'influence des paramètres d'élaboration par un procédé de mise-en-oeuvre industriel. Une étude bibliographique a permis la mise en évidence des paramètres critiques de faisabilité du projet. Le choix du procédé de fabrication a été arrêté à l'infusion de résine liquide, technique couramment utilisée dans l'industrie est facilement utilisable par des petites et moyennes structures. L'état de l'art a également révélé des pistes d'amélioration des structures sandwich via les conditions de fabrication. Un procédé particulier a du être mis en place afin de fabriquer des structures composites sandwich en une seule étape. Avec cette méthode, quatre jeux de paramètres ont été retenus pour l'étude : les températures de fabrication, la nature de la matrice, l'état de surface de l'âme, ainsi que la présence (ou non) d'additifs nano-dimensionnés dans la matrice. Diverses combinaisons de ces paramètres ont été utilisées pour fabriquer des panneaux sandwich ensuite découpés en échantillons afin d'être testés en impact à l'aide d'une tour de chute. Une première série de tests a permis de déterminer les conditions d'impact représentative des cas réellement rencontrés, les techniques permettant l'identification et la caractérisation des endommagements, ainsi que l'observation des comportements pendant l'impact. A partir des observations pendant et après l'impact, nous avons pu constater trois comportements et quatre types d'endommagements, sur l'ensemble des échantillons testés. Ces comportements et endommagements ont pu être reliées aux paramètres d'élaboration sélectionnés. Une combinaison de paramètres de fabrication a particulièrement retenu notre attention et ces derniers ont été analysés afin de comprendre les mécanismes mis en jeu lors de la fabrication. La résistance résiduelle des structures après impact a été évaluée en soumettant les échantillons à une série d'impacts répétés. Quatre comportements ont été observés, correspondant aux quatre endommagements initialement identifiés. Le choix d'une structure optimale a pu être confirmé.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Gong, Xiaojing
Cantarel, Arthur
Ecole doctorale:Mécanique, énergétique, génie civil, procédés (MEGeP)
laboratoire/Unité de recherche :Institut Clément Ader (ICA-Toulouse)
Mots-clés libres :Infusion de résine liquide - Composites à structures sandwich - Impact basse vitesse/basse énergie - Optimisation des paramètres d'élaboration
Sujets :Sciences des matériaux
Déposé le :14 May 2019 10:20