Renforcement des matrices polymères et des matériaux composites par des nanoparticules

• Main Author: Vivet, Alexandre
• Language: fra
• Published: Université de Caen 2012
• Subjects: [PHYS:MECA:MEMA] Physics/Mechanics/Mechanics of materials; [PHYS:MECA:MEMA] Physique/Mécanique/Mécanique des matériaux; [SPI:MECA:MEMA] Engineering Sciences/Mechanics/Mechanics of materials; [SPI:MECA:MEMA] Sciences de l'ingénieur/Mécanique/Mécanique des matériaux; nanoparticule; composite; modélisation de microstructure; renforcement mécanique
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00778185; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/77/81/85/PDF/HDR_VIVET.pdf

Le fil conducteur de mon activité de recherche est l'étude des interactions entre le procédé de mise en œuvre, la microstructure et les propriétés des matériaux. Depuis 2004, je me suis concentré sur l'incorporation de nanoparticules inorganiques dans des matrices polymères et des matériaux composites composés d'une matrice et d'un renfort fibreux. Plusieurs mots-clés reviennent régulièrement tout le long de ce mémoire. Ils sont l'ossature de mon travail : * mesure de la morphologie et de la dispersion effectives des nanoparticules après mélange dans une matrice. Elles sont rarement prises en compte. En général on se contente de la taille des particules élémentaires sans tenir compte des phénomènes d'agrégation et d'agglomération durant la mise en œuvre. Les techniques d'analyse d'image peuvent apporter des informations micro et nano-scopiques pertinentes pour expliquer des comportements macroscopiques jugés au premier abord aberrants ; * modélisation des microstructures. L'augmentation des moyens de calcul permet d'envisager des simulations à grande échelle par dynamique moléculaire mais elles sont encore très couteuses. L'utilisation de la mécanique des milieux continus, à une échelle bien en-deçà des hypothèses fondatrices, est une solution alternative et pertinente du point de vue du ratio qualité/temps de calcul ; * comportement sous sollicitations mécaniques. Le but final de ces nouveaux matériaux est l'allègement des structures. Il est donc essentiel de connaître et d'être capable de prévoir leurs comportements sous sollicitations afin d'alimenter correctement les concepteurs de systèmes et de produits intégrant ces matériaux. Les essais mécaniques à l'échelle macroscopique restent aujourd'hui le meilleur moyen de déterminer ces lois de comportement. A ceci s'ajoute le développement d'essais mécaniques originaux nécessaires pour étudier ces matériaux aux structures et propriétés nouvelles.