Etude du couplage diffusion – états mécaniques – endommagement dans les composites à matrice polymère

Abstract

Ce travail s’inscrit dans le cadre de la modélisation de l’effet induit par la présence d’endommagement sur le comportement hygro-mécanique d'un composite à matrice polymérique. Le milieu endommagé dans notre cas est la matrice du composite, où l'endommagement est sous forme d’une cavité ou porosité à géométrie bien définie. L'objectif est de quantifier l'effet de l'endommagement sur le comportement hygro-mécanique tout en considérant sa géométrie et sa position dans le milieu endommagé. Dans un premier temps nous avons abordé l’effet induit par la présence d’endommagement sur le comportement mécanique. Pour cela une approche analytique est proposée. Le formalisme de cette approche est établis en se basant sur les notions de la mécanique de rupture et le concept de complaisance. L’effet est quantifié directement sur les constantes élastiques et particulièrement sur le module de Young. Le but est de déterminer pour un taux d'endommagement donné, les constantes élastiques et particulièrement le module de Young effectif de la matrice endommagée. Dans un second temps une modélisation de l'effet d'endommagement sur le comportement diffusif est proposée. Cette modélisation repose sur une approche thermodynamique. Nous avons commencé par le cas de la matrice non renforcé ensuite, cette approche est étendue au cas d'un composite à fibre imperméable et finalement le cas d'un composite à fibre perméable est considéré.