Le vendredi 30 novembre 2018, Amélie CUYNET, doctorante en sciences pour l’ingénieur au Systèmes et Matériaux pour la Mécatronique (SYMME), soutiendra sa thèse « Étude du comportement mécanique à l’impact et en post impact de matériaux composites à fibres végétales ».
La soutenance se tiendra à 14h, salle B120, à Polytech Annecy-Chambéry, 5 chemin de Bellevue, sur le campus d’Annecy.
Résumé de la thèse
Le travail de cette thèse concerne le comportement à l’impact basse vitesse et en post-impact de composites lin/époxy. L’étude porte sur des échantillons obtenus à partir d’un procédé d’infusion sous vide d’un assemblage de renforts tissés sergé 2/2 composés de 4, 6 ou 8 plis. Différents essais d’impact ont été réalisés au moyen d’une tour de chute instrumentée de capteurs (force et accéléromètre) et de deux caméras numériques rapides. Ces dernières filment la face opposée à l’impact de l’échantillon et une technique de stéréo-corrélation d’images numériques a été mise en oeuvre afin d’analyser finement le comportement du composite lors de l’impact. Les séquences d’images acquises ont également été post-traitées pour la détection et le suivi des fissures, en particulier à la déflexion maximale. Par ailleurs, des essais de flexion et de fatigue ont été menés sur les échantillons impactés afin de caractériser leurs propriétés résiduelles postimpact et de les comparer aux résultats obtenus sur des échantillons sains. Un lot d’échantillons a subi des sollicitations précédant l’impact telles que de la fatigue et du vieillissement hydrique ou naturel afin d’analyser le comportement postimpact du matériau à différentes étapes de son cycle de vie. Les résultats de l’étude mettent en évidence que (i) le matériau avec 6 plis peut constituer un bon compromis entre un gain de masse et des propriétés à l’impact et post-impact intéressantes. Ses propriétés résiduelles normalisées après un impact de 10 J sont par exemple du même ordre que celles du 8 plis. (ii) En fonction de l’énergie d’impact, un comportement du matériau en trois stades menant à la perforation a été mis en évidence. Même pour une faible énergie sans endommagement macroscopique visible en surface, les matériaux subissent une perte de propriétés : la contrainte à rupture et le module en flexion diminuent respectivement de 21% et 10% pour le 8 plis à 5 J. Les propriétés se stabilisent ensuite avant de diminuer à nouveau lorsque le niveau d’énergie se rapproche de l’énergie de perforation. (iii) La mise en place de scénarios représentatifs du cycle de vie du matériau a montré que le vieillissement hydrique conduit à une baisse des propriétés mécaniques des matériaux, particulièrement significative pour la raideur dynamique et le module de flexion. Ce vieillissement agressif modifie aussi leur comportement à l’impact. Le vieillissement naturel n’a quant à lui pas montré d’influence notable.