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Description

Niveau: Supérieur, Doctorat, Bac+8
n° attribué par la bibliothèque :… … … … … … … … … … THESE présentée pour obtenir le grade de DOCTEUR de l'UNIVERSITE LOUIS PASTEUR STRASBOURG I Ecole Doctorale de Physique, Chimie-Physique, Mathématiques Discipline : PHYSIQUE DES MATERIAUX par Ibrahim DEMIRCI MECANIQUE DE L'ENDOMMAGEMENT PAR RAYURE DE POLYMERES Soutenue publiquement le 24-11-2004 MEMBRES DU JURY G. HADZIIOANNOU Professeur à l'Université Louis Pasteur, Strasbourg Rapporteur interne M.C. BAIETTO Directeur de Recherche CNRS, INSA de Lyon Rapporteur externe A. CHATEAUMINOIS Chargé de Recherche CNRS, ESPCI, Paris Rapporteur externe L. SCODELLARO Ingénieur de Recherche Essilor, Paris Examinateur C. GAUTHIER Maître de Conférences HDR à l'Université Louis pasteur, Strasbourg R. SCHIRRER Directeur de Recherche CNRS, Institut Charles Sadron

• physique des polymères solides de l'institut


• dimension du contact


• resultats numeriques


• acquis sur la rayure des polymeres massifs


• rayure

Sujets

• Schnell
• Louis Pasteur University
• Mécanique
• Izquierdo
• Essilor

Informations

• Publié par: profil-zyak-2012
• Nombre de lectures: 101
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 7 Mo

Extrait

n° attribué par la bibliothèque :… … … … … … … … … …
THESE
présentée pour obtenir le grade de
DOCTEUR
de l’UNIVERSITE LOUIS PASTEUR STRASBOURG I
Ecole Doctorale de Physique, Chimie-Physique, Mathématiques
Discipline : PHYSIQUE DES MATERIAUX
par Ibrahim DEMIRCI
MECANIQUE DE L’ENDOMMAGEMENT PAR
RAYURE DE POLYMERES
Soutenue publiquement le 24-11-2004
MEMBRES DU JURY
G. HADZIIOANNOU Professeur à l’Université Louis Pasteur, Strasbourg Rapporteur interne
M.C. BAIETTO Directeur de Recherche CNRS, INSA de Lyon Rapporteur externe
A. CHATEAUMINOIS Chargé de Recherche CNRS, ESPCI, Paris Rapporteur externe
L. SCODELLARO Ingénieur de Recherche Essilor, Paris Examinateur
C. GAUTHIER Maître de Conférences HDR à l’Université Louis pasteur, Strasbourg
R. SCHIRRER Directeur de Recherche CNRS, Institut Charles SadronREMERCIMENTS
Mes trois années de doctorat se sont déroulés au sein du groupe Mécanique et Physique des
Polymères Solides de l’Institut Charles Sadron (CNRS – UPR 22) à Strasbourg.
Je tiens tout d’abord à remercier Christian Gauthier et Robert Schirrer mes directeurs de thèse,
d’une part pour m’avoir accueilli dans leur équipe, et d’autre part, pour m’avoir permis de
travailler sur un sujet des plus intéressant. Je tiens aussi à les remercier pour leur disponibilité,
leurs suggestions, leurs conseils et pour nos nombreuses discussions qui ont permis de mener
à bien nos recherches.
Mes remerciements vont également à Marie Christine Baietto, Antoine Chateauminois et
Georges Hadziioannou qui ont accepté d’être rapporteur de ce travail. C’est une tâche des plus
lourdes, demandant un réel investissement, qu’ils ont accepté avec enthousiasme. Je remercie
aussi Laurence Scodellaro pour sa participation au jury en tant qu’examinateur.
Je tiens à remercier tous ceux qui ont collaboré à l’accomplissement de ce travail, en
particulier à Christophe Fond pour sa disponibilité et son aide pour les éléments finis, Damien
Favier pour sa disponibilité et son aide précieuse pour la partie expérimentale du travail.
Je remercie également ma famille qui m’a soutenue tout au long de mes études, et plus
particulièrement mon frère Umit qui m’a beaucoup aidé.
Je remercie également mes amis Metzger Gilles, Faessel Philippe, Faessel Martial, Lotz
Fabrice, Roux François et Wolf Johanne pour les bons moments et toutes les soirées que j’ai
passées avec eux. Je les remercie également de m’avoir permis de m’évader du laboratoire.
Un grand merci à mes collègues de laboratoire qui ont contribué à créer une atmosphère
conviviale, détendue et joviale. Plus particulièrement, je tiens à remercier Sigolène Lecuyer,
Philippe Beckrich, Albert Izquierdo et Benoît Schnell avec qui j’ai passé de très bons
moments et de très bonnes soirées.
Enfin je remercie tous ceux qui de près ou de loin m’ont permis de mener ce travail à son
terme.TABLE DES MATIERES
NOMENCLATURE .............................................................................................................1
INTRODUCTION ................................................................................................................3
CHAPITRE A : SYNTHESE DES TRAVAUX ET DES RESULTATS ............................6
INTRODUCTION ................................................................................................................7
1. PRE REQUIS...............................................................................................................7
2. RESULTATS SUR MATERIAUX NON REVETUS .................................................9
2.1. ENDOMMAGEMENTS OBSERVES ............................................................................9
2.1.1. PMMA........................................................................................................9
2.1.2. CR39...........................................................................................................9
2.1.3. Polycarbonate............................................................................................10
2.2. RESULTATS NUMERIQUES...................................................................................11
2.2.1. Modèle numérique.....................................................................................11
2.2.2. PMMA......................................................................................................12
2.2.2 Plasticité....................................................................................................12
2.2.2.2 Endommagement.......................................................................................13
2.2.3. CR39.........................................................................................................14
2.2.3 Plasticité........14
2.2.3.2 Endommagement15
2.2.4. Polycarbonate.16
3. RESULTATS SUR MATERIAUX REVETUS ........................................................16
3.1. RESULTATS EXPERIMENTAUX.............................................................................16
3.1.1. Principe d’action d’un vernis anti-rayure...................................................16
3.1.2. Tenue d’un vernis anti-rayure....................................................................17
3.2. RESULTATS NUMERIQUES...................................................................................19
3.2.1. Lois simples..............................................................................................19
3.2.2. Lois "réalistes"..........................................................................................20
CONCLUSION...................................................................................................................21
PERSPECTIVES................................................................................................................22
REFERERENCES BIBLIOGRAPHIQUES DU CHAPITRE A......................................24
CHAPITRE B : MECANIQUES DES SURFACES..........................................................26
INTRODUCTION ..............................................................................................................27
1. ESSA D’INDENTATION........................................................................................27
2. ESSAI DE GLISSEMENT RAYURE ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ..... 28
3. NIVEAU DE DEFORMATION ................................................................................28
I
.1
.1 4. VITESSE DE DEFORMATION ...............................................................................30
5. DURETE ....................................................................................................................30
6. MECANIQUE DU CONTACT NORMAL.... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ..... 31
6.1. CONTACT ELASTIQUE.........................................................................................31
6.2. CONTACT PLASTIQUE .........................................................................................32
7. CONTACT TANGENTIEL......................................................................................33
8. ESSAI D’INDENTATION ET RAYURE APPLIQUES AU BICOUCHE..............34
8.1. ESSAI D’INDENTATION........................................................................................34
8.1.1. Module d’élast icité ....................................................................................... 35
8.1 .2 . Du re té ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............ .......... 36
8.1.3. Propriété du revêtement ................................................................................39
8.1.3.1 Modèles établis à partir de la fissuration du revêtement ............................39
8.1.3.2 Modèles établis à partir de l’écaillage du revêtement ................................41
8.1.4. Estimation des propriétés de l’interface ........................................................44
8.2. ESSAI DE GLISSEMENT RAYURE...........................................................................47
8.2.2. Endommagement sous glissement avec frottement .......................................47
8.2 .3 . R ay ure .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. ........ 48
8.2.3.1 Modèles d’endommagement établis à partir de l’écaillage du revêtement..48
CONCLUSION...................................................................................................................52
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES DU CHAPITRE B ...........................................53
CHAPITRE C : OUTILS EXPERIMENTAUX ET MATERIAUX ETUDIES...............56
INTRODUCTION ..............................................................................................................57
1. DISPOSITIF EXPERIMENTAL..............................................................................57
1.1. ESSAI DE GLISSEMENT-