, trouve la dégradation par hygrothermie, et, d'autre part, la -fissuration due-à une sollicitationmécanique

, Il est -alors intéressant de -caractériser la cinétique-d'endommagement à -l'échelle microscopique. C'est-ce qui fait-l'objet de la section suivante

, Caractérisation mécanique des SMC pré-endommagé par hygrothermie à l'échelle microscopique

, Une fois la -fissuration amorcée, la-propagation des -microfissures est-irrémédiable et entraîne la ruine-du matériau. Elle-procède par un -mécanisme osmotique-généré par-la présence de solutés-dans les cavités. La -description de la cinétique-et des mécanismes-de propagation restant-tout de même -succincte. La question qui-se pose -ainsi : Est-ce que le-vieillissementhygrothermique modifie--le mécanisme d'endommagement-mécanique ? Si oui

, Afin de-répondre à ces-questions, nous avons-choisi de mener une-étude expérimentale de l'influence -du temps d'immersion -sur les mécanismes de-défaillance suite à une immersion

, Les propriétés -mécaniques des composites -sont généralement-liées à la -défaillance qui se produise à l'échelle -microscopique. Par conséquent,-l'étude des mécanismes-locaux d'endommagement est-importante si -on cherche à -maîtriser, voire-améliorer, les -propriétés et-la fiabilité des -matériaux

, Dans cette -section, nous -cherchons à étudier-le lien entre l'humidité, l'endommagement hygrothermique-et l'endommagement-mécanique. En effet, comme-nous l'avons précisé plus haut, notre-objectif est de savoir-dans quelle mesure le -vieillissement humide -modifie le mode et

, Pour cela, des-essais in situ en -flexion trois points-ont été réalisés dans-l'enceinte du microscope

, Étant donné que la contrainte maximale se situe en regard du point de flexion, la zone d'observation-correspond à toute la -surface de l'épaisseur -se situant dessous

, Cette-apparition des microfissures-autour du renfort-permet la pénétration de-l'eau durant le-vieillissement étendant,-par conséquent, le taux-d'absorption

, ont-traité l'effet de l'humidité-sur les -mécanismes d'endommagement in-situ. Ils -ont montré que la -génération de microfissures-à l'interface-fibre/matrice crée des chemins -préférentiels de pénétration des molécules

, 16-(g), (k) montrent -que la décohésion-interfaciale entre la fibre -et la matrice s'amplifie et commenceà être évidente avec-l'augmentation du temps-du vieillissement. Ainsi, l'adhésion-à l'interface devient -de plus en plus-faible ce qui favorise l'initiation-précoce des fissures, Conformément -à ce qui a été -remarqué dans-la Figure IV. 13-(c), les Figure IV

, Par la suite, une -propagation de microfissures -commence liant celles-autours des interfaces voisines-à travers un craquellement -de la matrice. Enfin, lorsque les fissures-atteignent une taille-critique, une propagation -rapide de ces dernières se produit et conduit à la rupture comme, D'autres nouvelles-microfissures commencent à apparaître -provoquant la genèse -de nouvelles zones -endommagées, vol.22

. Ainsi, on-peut conclure que-trois mécanismes se produisent-simultanément

, Une dégradation de-l'interface fibre/matrice

, Une dégradation -de la matrice

. L'ouverture,

, Par conséquent, on -peut définir deux-indicateurs de l'endommagement-local : le premier est lié-à l'évolution de la densité -des fibres soumises à la-dégradation de l'interface-et le second est lié à la -surface globale ouverte -des micros-fissures

, Une analyse-des images -acquises lors des essais in-situ a permis d'étudier l'évolutions-des densités de -fibres endommagées (df) et de-la surface totale endommagée (dS) dans -la zone de traction pour le-matériau non vieilli et vieilli -à 50 °C

, Un exemple des étapes de -ces traitements par le logiciel « Image J » sont -illustrées par la figure -suivante. Toutes-les autres figures-ont subi le même-traitement d'image

, NR) était indépendante des conditions de vieillissement et Laribi a démontré qu'elle était indépendante de la microstructure. Par ailleurs, Laribi propose une méthodologie permettant d'obtenir les courbes de Wöhler en fonction de la microstructure à, Ainsi, nous avons démontré que la relation, vol.1

C. De-notre, nous avons démontré que la connaissance du seuil ( , ) et de cette même relation (D1,NR) permettrait d'obtenir les courbes de Wöhler pour n'importe quelles conditions de vieillissement

, le modèle micromécanique utilisée par Laribi devrait donc intégrer comme donnée d'entrée les conditions de vieillissement ( , ) à travers ,d'une part, la concentration en eau et ,d'autre part, la cinétique d'absorption (directement liée à la température)

, Enfin, il s'agit dans notre étude de construire des courbes de Wöhler ne nécessitant qu'un nombre limité d'essais et de proposer une méthodologie pragmatique pour le calcul de structure

, Ainsi, la durée du cycle d'optimisation de la matière, la caractérisation et le prédimensionnement seront raccourcis

, Or, toute notre approche concerne le vieillissement en immersion

, Parmi-les différents enjeux-que représente l'étude de la -durabilité des pièces-CMO, ce travail -s'est focalisé sur-l'étude de l'effet-du milieu humide sur la -réponse des composites-SMC. Ce matériau, à base d'une-matrice polyesterinsaturée hautement-chargée par des-particules de craies-et renforcée par des-fibres de verres courtes, La compréhension-des mécanismes de -vieillissement des matériaux-est capitale pour dimensionner-les structures automobiles

, Cette problématique -a été -abordée méthodiquement en proposant-tout d'abord de comprendre-les mécanismes et les-cinétiques d'absorption d'eau-puis les mécanismes moteurs -de l'endommagement. En second-lieu, on-a étudié leurs impacts-à différentes échelles-afin d'identifier l'évolution-des paramètres

, Les vieillissements-hygrothermiques mis-en place consistent -en une immersion dans de l'eau distillée-portée à 25°C, vol.50, pp.70-90

, La première étape du -travail a consisté à déterminer-comment et-à quelle-vitesse le matériau -absorbe de l'eau, puis-les mécanismes mis -en jeu au cours de-la sorption, Les conclusions et -les discussions sur-ces résultats ont déjà été-développées au terme du chapitre III. Nous -rappelons ici les-résultats majeurs

C. La--cinétique-d'absorption--est--de-type--langmuir-et--est-basé-sur-le-principe-de and . Kibler--quelle-que, Étant-donné la -complexité des mécanismes-de dégradation, la déviation du comportement-Fickien traduit une dégradation -non homogène qui a eu-lieu. Au début, la cinétique -de diffusion est semblable -aux temps courts (augmentationlinéaire), jusqu'à atteindre-un niveau de « pseudo-saturation ». Ensuite, il y a-reprise etaugmentation continue de-l'absorption d'eau. Nous-avons pu montrer-par des analysesphysico-chimiques -et thermomécaniques que-la cinétique initiale de-dégradation de lastructure est due à la propagation -de l'eau « libre ». Cette phase-d'eau est associée à lapénétration des premières-molécules d'eau-dans les volumes -libres (essentiellement-les microporosités et les volumes libres), par -capillarité. Le processus-de «remplissage» par lesagglomérats libres est très-rapide, -car il est le « moteur » de-la diffusion

, locale -qui fait décoller les particules -de craie et affaiblir -la zone interfaciale-fibre/matrice et ,par-conséquent, conduit à l'amorçage des -décohésions. On arrive-alors-à un « réel -plateau de -saturation

, Cependant, la -seconde phase-d'eau qui-pénètre plus -lentement que la première -et par un mécanisme-différent correspond à-la phase-d'eau à forte interaction avec le -polymère

, Pour les -faibles températures, des mécanismes-d'endommagement par-fissuration principalement-de faible taille -caractéristique ont-été observés. En revanche-pour les milieux sévères, on a pu-noter des microfissures de -grandes tailles, principalement -une rupture de l'interface fibre/matrice et inter-mèches. Cette -différence de mécanismes--entraine une--évolution de l'endommagement macroscopique-distinct. Cette dernière-a été estimée parmesure de la densité des

, L'ensemble de -ces analyses a donc-conduit à proposer un -scenario permettant de décrire la -cinétique du-vieillissement -hygrothermique et les phénomène-associés notamment -d'endommagement. ? diffusion rapide-dans la première

, ? une diffusion lente-dans la deuxième phase

, A -l'échelle macroscopique, on-note des réponses-bien distinctes. Du fait-d'un endommagement hygrothermique-important aux hautes températures, une-diminution importante-de la déformation et -de la contrainte à -rupture accompagnéed'une courte-phase d'endommagement -ont été-enregistrées. Tandis que pour les-faibles températures (milieux -moins sévères), on -note une longue -phase de propagation del'endommagement. L'évolution-macroscopique de -l'endommagement a été -ici estimée essentiellement, Dans un deuxième temps, le comportement-mécanique et les modes -d'endommagement lors des-sollicitations en traction -quasi-statique et en-fatigue sont étudiés. Les quatre températures-ont été considérées, p.215

, L'initiation-de l'endommagement par-décohésion fibre-/-matrice a été tout d'abord observée-lors des essais de flexion 3-points in-situ au Microscope-pourdifférents états (vierge et vieillis). Son évolution -a été, ensuite, étudiée en -fonction du déplacement appliqué. On-note que la cinétique -de dégradation -n'est pas -affectée significativement. Par contre, c'est-le seuil d'endommagement--qui diminue--fortement avec la, Les mécanismes -d'endommagement entrainant-la ruine du matériau ont ensuite -été étudiés à l'échelle microscopique

, Ces informations indiquent -que l'endommagement-du composite -survient par des mécanismes-de vieillissement-essentiellement-de type physique lié à-la diffusion et à l'absorption d'eau. Par-conséquent, la variable--caractéristique--directement liées aux propriétés -mécaniques pour -un état de -vieillissement -donné

, L'étape finale a consisté à la mise -en place puis-la validation d'un--modèle de comportement -qui s'appuie sur-l'analyse des résultats obtenus-par les étapes précédentes

, Ce--modèle--englobe la prise--en compte des--phénomènes de vieillissement--et d'endommagement macroscopique

, L'outil-numérique et la -démarche mise en -place a permis de proposer -un modèle prédictifpermettant de suivre en-continu au cours du vieillissement-l'évolution des propriétés mécaniques-jusqu'à la saturation-à différentes températures, p.216

, En effet, nousavons identifié -expérimentalement l'effet -néfaste de l'humidité en-immersion sur les propriétés-élastiques, résiduelles-et à la rupture. Nous-avons aussi -montré que la cinétique d'absorption-joue un rôle primordial-sur la dégradation -hygrothermique. Il apparait -donc évident-que pour évaluer-plus précisément les-pertes de performances, la-prise en compte de l'humidité -et de la température -sous environnement réel est-nécessaire. Pour cela, des essais de -vieillissement sous différents -taux d'humidité relatives-devront compléter notre base dedonnée de sorte à -proposer un modèle-cinétique adapté au -cas réel d'utilisation. La modélisation de -l'endommagement proposée-dans cette étude -est décrite sur des éprouvettes -présentant une microstructure -particulière. Cependant, à-l'échelle de la structure, de-nombreuses microstructures sont -présentes. La modélisation-de la dégradation hygrothermique -et mécanique de-l'interface fibre/matrice-et de la-matrice doit-prendre en compte-l'état physico-chimique -moyen, notamment la -concentration en eau, ainsi-que les conditions-cinétiques d'absorption. Ainsi, -le modèle appliqué -par Laribi (2018) pourrait évoluer -à travers l'introduction -de critères locaux -d'endommagement données-en fonction de ces -deux paramètres. Une fois, ce-type de critères intégrés, Perspectives En l'état actuel de nos travaux, nous-pouvons identifier -plusieurs axes-de développement future -possible. Pour pouvoir-estimer de manière-fiable la durée de vie-des SMC en environnement réel, il est-nécessaire de s'intéresser-davantage à l'effet-de l'humidité relative

, Une action-intéressante serait alors -de valider le modèle-mis en-place sur des matériaux-et des structures -différentes. Des essais-pourraient tout -d'abord être-menés sur des matériaux-différemment sensibles-à l'humidité. Il serait-ensuite pertinent, p.217

, robustesse-du modèle sur-des structures plus -complexes, également sous -d'autres modes de sollicitations-tels que les-sollicitations-dynamiques (chocs, crash)

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