Browsing by Author "Kaced, Ahmed"

Now showing 1 - 1 of 1
  • Thumbnail Image
    Item
    Caractérisation mécanique et tolérance à l’endommagement des matériaux composites à renfort verre et matrice organique
    (Université Mouloud Mammeri, 2016) Kaced, Ahmed
    Les matériaux composites trouvent de plus en plus d’applications dans la réalisation de pièces structurales de dimensions diverses dans de nombreux secteurs industriels tels que l’aéronautique, la construction automobile, le nucléaire, le génie biomédical… en effet dans ces domaines d’application le remplacement des matériaux métalliques par les composites est motivé par l’allégement des structures à propriétés mécaniques égales. En raison du coût généralement élevé de ces matériaux, un effort particulier est fait en direction d’une réduction des couts de fabrication afin d’optimiser les processus d’élaboration et les propriétés d’usage. Un autre point important est le comportement à long terme de ces matériaux. Un effort important a été fait ces dernières années pour prolonger la durée de vie des structures en matériaux composites et prévoir le cas échéant leur rupture. D’une façon générale, la durabilité de ces matériaux fortement hétérogènes et d’une grande complexité structurale n’est pas encore maitrisée alors qu’elle est au coeur des problèmes de sécurité des grandes structures technologiques notamment aéronautique, spatiale et nucléaire. Plus particulièrement dans les cas ou les pièces sont soumises à des conditions d’utilisation impliquant des charges importantes sur de longues durées, une connaissance précise du comportement en fluage devient essentielle pour une conception et une durée de vie optimale. Dans ce but, il est essentiel d’avoir la meilleure connaissance possible de ces matériaux, en terme de microstructure et de propriétés mécaniques de manière à pouvoir suivre ces propriétés sous sollicitations afin d’identifier les mécanismes d’endommagement mis en jeux, leur initiation et leur développement jusqu'à rupture. Pour ce faire, des modèles de comportement mécanique intégrant la microstructure et l’endommagement sont développés et présentent une grande utilité pour l’étude de ce phénomène. Cependant peu de travaux sont consacrés à l’aspect prédictif en termes de durée de vie. Parallèlement aux efforts de modélisation, de nombreux essais mécaniques sont menés sur les matériaux de structures pour évaluer les propriétés mécaniques, étudier la résistance des matériaux et valider les modèles. La encore les essais sont peu utilisés notamment en terme de prédiction de la rupture. Notre contribution se situe dans ce cadre. Nous nous sommes fixé dans ce travail comme but d’obtenir une description la plus précise possible du comportement en fluage afin de mieux comprendre les processus qui mènent à la rupture. A travers une analyse de la déformation et de la contrainte, le comportement de matériaux composites à matrice organique renforcée avec des fibres de verre a été étudié expérimentalement, depuis la mise en charge jusqu'à la rupture. Les propriétés essentielles du comportement, notamment à rupture ont été mises en évidences et les possibilités de prédire la rupture ont été explorées. Le premier chapitre est consacré à une synthèse bibliographique, il comporte une présentation générale des matériaux composites. Il expose des généralités et des méthodes utilisées pour l’élaboration des matériaux qui font l’objet de la présente étude. Le deuxième chapitre concerne le comportement des matériaux composites. Nous avons cité quelques détaills sur le comportement élastique linéaire des matériaux composites ainsi que leurs lois de comportement ensuite nous avons donné l’importance aux phénomènes de rupture pour expliquer les mécanismes d’endommagement qui provoquent la rupture des pièces mécaniques en services. Cette rupture arrive généralement suite à une dégradation des caractéristiques mécaniques sous l’effet des charges statiques ou dynamiques qu’on appelle aussi fatigue. Le milieu de travail des pièces mécanique n’est pas à exclure des phénomènes responsables de cette dégradation car la température et l’humidité sont souvent a l’origine du vieillissement physico-chimique. Le troisième chapitre est consacré au phénomène de fluage des pièces mécanique soumises pour des charges statiques et travaillant pour des longues durées. Malheureusement la durée de vie d’une pièce est limitée à cause de l’endommagement ce phénomène qui explique le développement des défauts à l’échelle microscopique, mesoscopique et macroscopique jusqu'à la rupture totale. La modélisation des endommagements nécessite un ou plusieurs modèles d’analyse, ce qui fait l’objet de la fin de ce chapitre. Enfin le quatrième et dernier chapitre aborde la prévision du comportement à long terme : une approche basée sur le principe de superposition Temps-Température-Contrainte sera appliquée et complétée par une analyse plus physique inspirée du modèle microstructural de findley