Apport de la nanoindentation et de la microscopie à force atomique pour la compréhension des propriétés élastiques d’un polymère semi-cristallin aux différentes échelles microstructurales / Jérémy GRONDIN  

Titre : Apport de la nanoindentation et de la microscopie à force atomique pour la compréhension des propriétés élastiques d’un polymère semi-cristallin aux différentes échelles microstructurales Type de document : thèse Auteurs : Jérémy GRONDIN, Auteur ; Sylvie CASTAGNET, Directeur de thèse ; Christophe TROMAS, Directeur de thèse ; Olga SMERDOVA, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - PMM, Commanditaire ; Fabien AMIOT, Rapporteur ; Fabrice DETREZ, Rapporteur ; Christian GAUTHIER, Examinateur ; Olivier ARNOULD, Examinateur ; Julie PEPIN, Examinateur Importance : 227 p. Note générale : NNT 2024ESMA0023 Remerciements Table des matières Introduction générale Annexes Résumé Mots clés Catégories : Elasticité Indentation des matériaux Microscopie à force atomique Microstructure (physique) Nanoindentation Polymères cristallins Polypropylène Sphérolites Résumé : ÉLÉMENTS BIBLIOGRAPHIQUES Structure et morphologie des polymères semi-cristallins Comportement mécanique multi-échelle des polymères semi-cristallins Application des techniques d'indentation multi-échelles aux polymères Modélisation mécanique des polymères semi-cristallins et transition d'échelles Conclusions MATÉRIELS ET MÉTHODES Caractérisations macroscopiques de la microstructure Techniques d'imagerie à différentes échelles Caractérisation des propriétés élastiques par différentes techniques d'indentation ANALYSES MICROSTRUCTURALES : DU SPHÉROLITE AUX LAMELLES Préparation des échantillons et caractérisation de la microstructure par DSC et WAXS Caractérisation de la microstructure sphérolitique Caractérisation de la nanostructure lamellaire Synthèse et conclusion INVESTIGATION DES HÉTÉROGÉNÉITÉS DE MODULE ÉLASTIQUE INTRA-SPHÉROLITIQUES PAR NANOINDENTATION Présentation des sphérolites étudiés Description du protocole expérimental Cartographies de module d'élasticité à l'échelle des branches du sphérolite Conclusions CARACTÉRISATION MÉCANIQUE À L'ÉCHELLE DE LA NANOSTRUCTURE LAMELLAIRE : APPROCHE PAR AFM EN MODE MÉCANIQUE PARTIE A - MISE EN PLACE DES MÉTHODES EXPÉRIMENTALES Choix des sondes utilisées pour les cartographies de module Étalonnage du rayon de la pointe Choix de la méthode d'analyse des courbes obtenues PARTIE B - CARTOGRAPHIES DE MODULE D'ÉLASTICITÉ À L'ÉCHELLE DE LA NANOSTRUCTURE LAMELLAIRE Cartographies de modules d'élasticité à l'échelle de la nanostructure lamellaire mécanique Évolution de la forme de pointe au cours du temps Relations entre nanostructure lamellaire et propriétés élastiques locales Bilan et discussion des résultats obtenus REMONTÉE D'ÉCHELLES : VERS L'ÉCHELLE MACROSCOPIQUE Mesures statistiques d'indentation multi-échelles Tentative de transition d'échelles en indentation sphérique Reconsidération des liens avec la microstructure Synthèse et perspectives des essais d'indentation multi-échelles CONCLUSION GÉNÉRALE ET PERSPECTIVES En ligne : https://theses.hal.science/tel-05436833

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Development of a Cyclic Indentation Method for the Characterisation of Material Gradients in Polymers and Polymer Composites Due to Thermal Aging / Marina PECORA  

Titre : Development of a Cyclic Indentation Method for the Characterisation of Material Gradients in Polymers and Polymer Composites Due to Thermal Aging Titre original : Développement d'un essai cyclique d'indentation pour la caractérisation des gradients de propriétés dus au vieillissement thermique dans les matériaux polymères et composites Type de document : thèse Auteurs : Marina PECORA, Auteur ; Marco GIGLIOTTI, Directeur de thèse ; Olga SMERDOVA, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - PMM, Commanditaire ; Christian GAUTHIER, Rapporteur ; Clàudio Saul LOPES, Rapporteur ; Xavier COLIN, Examinateur ; Eric LE BOURHIS, Examinateur ; Matteo MINERVINO, Examinateur Importance : 221 p. Note générale : NNT 2018ESMA0011 Acknowledgements Contents Introduction Extended Abstract in French List of Figures List of Tables Bibliography Abstract Keywords Catégories : Composites polymères Indentation des matériaux Matériaux:Effets des hautes températures Microstructure (physique) Polymères:Déterioration Résines époxydes Thermoplastiques Résumé : LITERATURE REVIEW The Instrumented Indentation Test Cyclic Behaviour of Polymers Cyclic Indentation Tests Thermal Aging of Polymers and Composites Conclusions SETTING UP OF AN INSTRUMENTED INDENTATION EXPERIMENT FOR POLYMERS Polymer Materials Presentation of the Equipment Area Function Calibration Verification of Instrument Compliance Thermal Drift Measurement and Correction Roughness Effect and Sample preparation Misalignment Between Indenter and Sample Surface Instrumented Indentation Tests on Polymers Investigation of Material Pile-Up Conclusions DEVELOPEMENT OF A CYCLIC INDENTATION METHOD FOR CHARACTERIZING THE TIME-DEPENDENT BEHAVIOUR OF POLYMERS Cyclic Indentation Test for Polymers Study of the Time-Dependent Response of HDPE Through Several Time Decades Conclusions APPLICATION OF CYCLIC INDENTATION TO STUDY THE EFFECTS OF THERMAL AGING ON THE LOCAL TIME-DEPENDENT BEHAVIOUR OF PR520 EPOXY RESIN Material, Aging Conditions and Sample Preparation Cyclic Behaviour of Virgin Epoxy Resin Study of the Effect of Thermal Aging on Local Mechanical Properties of PR520 Through Cyclic Indentation Conclusions LOCAL TIME-DEPENDENT PROPERTIES OF PR520 EPOXY RESIN MATRIX OF 3D INTERLOCK CARBON FIBER REINFORCED COMPOSITES Material and resin pockets Constraint Effect on In-Situ Measurements Statistical Analysis of the Local Properties of Composite materials Heterogeneity of Polymer Matrix in the Composite Neat Vs. In-Situ Properties of PR520 Epoxy Resin Characterization of the Gradient of Local Mechanical Properties in Aged Composites Conclusions CONCLUSIONS AND PERSPECTIVES En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02024619

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Vieillissement thermique d’un joint silicone réticulé à température ambiante : Rôle du confinement / Florian FEYNE  

Titre : Vieillissement thermique d’un joint silicone réticulé à température ambiante : Rôle du confinement Type de document : thèse Auteurs : Florian FEYNE, Auteur ; Eric LE BOURHIS, Directeur de thèse ; Florian LACROIX, Directeur de thèse ; Olga SMERDOVA, Directeur de thèse ; Institut PPRIME UPR CNRS 3346 - PMM, Commanditaire ; Bruno FAYOLLE, Rapporteur ; Yann MARCO, Rapporteur ; Jean-Benoît LE CAM, Examinateur ; Julie PEPIN, Examinateur ; Laurence AUTISSIER, Examinateur Année de publication : 2024 Importance : 204 p. Note générale : NNT 2024ESMA0015 Remerciements Table des matières Liste des figures Liste des tableaux Introduction générale Bibliographie Annexes Résumé Mots clés Catégories : Durcissement par vieillissement Durée de vie (ingénierie) Élastomères:Effets de la température Joints d'étanchéité Nanoindentation Polymères:Déterioration Silicones Viscoélasticité Vulcanisation Résumé : ÉTAT DE L'ART Réseaux et réticulation des PDMS Dégradation et vieillissement thermique des PDMS Comportement mécanique des PDMS en traction Indentation instrumentée Conclusion de l'état de l'art MATÉRIAU ET MÉTHODES Matériau Méthodes expérimentales de caractérisation Vieillissements thermiques Conclusion du chapitre CARACTÉRISATION MULTI-ÉCHELLE STRUCTURELLE ET M2CANIQUE DE L'ÉLASTOMÈRE VIERGE Structures macromoléculaires et liaisons chimiques du LR3 et PDMS-OH DU VIEILLISSEMENT À L'AIR LIBRE Comportement mécanique Recherche d'un mécanisme de vieillissement Discussions sur la cinétique du vieillissement Proposition du mécanisme de vieillissement à l'air libre Conclusion du chapitre ÉTUDE DU VIEILLISSEMENT CONFINÉ Comportement mécanique du LR3 au sein du sandwich vieilli partiellement confiné Comportement mécanique du LR3 au sein du sandwich vieilli complètement confiné Étude multi-physique du LR3 vieilli de manière confinée sous formes de plaques Proposition de mécanisme de vieillissement Conclusion du chapitre CONCLUSIONS GÉNÉRALES ET PERSPECTIVES En ligne : https://theses.hal.science/tel-05436831

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