Roberval


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Thèse : Elaboration et étude du comportement de composites à renfort carbone et à matrice nano-chargée

Description du sujet de thèse :

Le grand intérêt porté aux composites à résine nano chargée s’explique par l’énorme potentiel de ces matériaux et l’importante valeur ajoutée en terme de fonctionnalisations (conductivité électrique des résine, blindage électromagnétique, conductivité thermique (Flahaut et al, 2000). La modification des composites classiques par l’ajout des nano-charges est un large domaine de recherche tributaire des matrices utilisées (thermodurcissables, thermoplastiques), ou encore de la nature des charges rajoutées (métalliques, céramiques, organique). L’obtention des propriétés physiques désirées y est donc fortement dépendante.
Outre les propriétés physique, les propriétés mécaniques sont également impactées par l’ajout des nano matériaux (Gojny et al, 2006, M. Hassar 2013) . La littérature est controversée sur le sujet. Certaines études montrent une amélioration des propriétés et d’autres une dégradation. Néanmoins elle s’accorde sur le fait que la forme, la nature et le pourcentage des nano charges impactent directement les propriétés mécaniques.
La thématique de recherche sur les composites à résine nano chargée au sein de l’équipe composite du laboratoire Roberval est à cheval entre l’axe mise en œuvre des composites et mécanique et mécanismes d’endommagement des composites. Elle a débuté par les travaux de thèse M Hassar et se poursuit avec les travaux du projet Acother (financement Industrilab et piloté par K.Khellil) dont la finalité est plus industrielle utilisant des charges micrométriques et le stage de Master de M K. HAMDI.
L’objectif de cette thèse est plus fondamental. La recherche qui y sera menée s’appuiera sur des nano perles de carbone pure à plus de 95% qui seront fournit par la société NANOMED au CANADA et qui détient le brevet de fabrication (2005) de ces nano charges. La forme sphérique parfaite des nano perles et des dimensions contrôlables (de l’ordre de 100 nm) associées à une très faible volatilité et un relatif faible coût de production positionne les nano perles de carbone comme des concurrents direct des nano tubes de carbone. La thèse s’articulera autour de deux volets principaux :

  • Élaboration des résines nano chargée. Compréhension de l’interaction physico-chimique entre les nano charges et la résine. Recherche du pourcentage optimal pour la percolation. Évaluation des performances physiques et mécaniques. Injection de la résine nano chargée sur des préformes sèches en carbone. Mesure des paramètres de perméabilité : effet de la présence des nano charges.
  • Etude du comportement mécanique des composites à résine nano chargée. Influence de la présence des charges. Évaluation des performances physiques des composites obtenus.

Pour en savoir plus :