Etude du comportement mécanique des matériaux composites destinés à l'aéronautique

CHAPITRE III

Résultats et discussion

CHAPITRE III Résultats et discussion

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III.1. Introduction

Nous allons présenter dans ce chapitre les résultats obtenus lors de notre expérimentation, pour but de caractériser les stratifiés des deux types des composites élaborés. Nous commençons d'abord par la caractérisation de la matrice seule, puis par la suite trois essais mécaniques de traction, de flexion et de la fatigue ont été réalisés sur les composites, et faisant aussi une caractérisation par la méthode des ultrasons. Finalement on a validé nos résultats expérimentaux à l'aide du logiciel de simulation Abaqus.

III.2. Caractérisation de la matrice

III.2.1. Caractérisation physique

III.2.1.1. Analyse thermique (ATD, ATG)

^{40 60 80 100 120 140 160 180 200}

^ATD

^ATG

¹⁰⁰

⁹⁸

⁹⁶

^-0.20

^-0.25

^-0.30

^-0.35

^-0.40

^-0.45

Figure III.1 : Diagramme de l'ATD et l'ATG de la résine Epocast

^{Température(°C)}

Interprétation :

D'après l'allure des courbes d'ATD/ATG (Figure III.1), on remarque que la résine d'Epocast est stable pendant le chauffage dans la température ambiante jusqu'à une valeur de 110 ° C ou le point de la transition vitreuse, et la décomposition rapide se produit après cette valeur critique.

Donc la température d'utilisation ou de service doit être inférieur à 110 °C.

Résine thermodurcissable : qualifie un matériau qui durcit de façon irréversible au-dessus d'une certaine température.^[1]

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III.2.2. Caractérisation mécanique

III.2.2.1. Essai de traction

On s'intéresse aux propriétés mécaniques de la matrice. Pour cela, nous avons élaboré des éprouvettes de traction sous forme haltère (Figure II.19). Nous avons utilisé trois éprouvettes pour les essais qui sont effectués sur une machine universelle MTS au sein du laboratoire a (CNERIB), pilotée par un logiciel qui mesure la déformation en variant la charge de la contrainte appliquée jusqu'à rupture de l'éprouvette (Figure III.2) en précisant la vitesse de déplacement à une valeur de 2 mm/min.

^{70 60 50 40 30 20 10}

^{0.0 0.5 1.0 1.5 2.0}

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^Déformation (%)

Figure III.2 : Rupture en traction de résine ^0

Figure III.3 : Courbe d'essai de traction de résine

Les courbes d'essais de traction des 3 éprouvettes de la résine présentes des valeurs proches ce qui signifie l'homogénéité de notre matrice préparée. La valeur de la contrainte max c'est-à-dire au point de rupture est donné par un calcul de moyenne des trois essais (60.31 MPa) et pour E= 3.47 GPa, avec une déformation moyenne de 1.81%.

Les résistances en traction, et le module d'Young sont très bonnes pour une matière polymère. [5]

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Tableau III.1 : Propriétés mécaniques par l'essai de traction de la matrice Epocast.

Paramètre	Module de Young GPa	Contrainte max MPa	Déformation pour ómax (%)
Matrice Epocast 50 - A1
Essai 01	3.49	63.69	1.97
Essai 02	3.44	58.95	1.75
Essai 03	3.47	58.30	1.72
Moyenne	3.47	60.31	1.81

· Pour la suite de nos essais, nous avons choisi la résine époxy comme matrice associée aux fibres pour être en adéquation avec la règlementation aéronautique internationale car c'est l'unique qui est autorisée par l'organisation de l'aviation civile internationale [2].