N° d'ordre Année

Céline Gros

Description

Niveau: Supérieur, Doctorat, Bac+8

• mémoire

N° d'ordre : 2440 Année 2006 THESE présentée pour obtenir le titre de Docteur de l'Institut National Polytechnique de Toulouse ÉCOLE DOCTORALE MATERIAUX – STRUCTURE - MECANIQUE Spécialité : SCIENCE ET GENIE DES MATERIAUX présentée par Céline GROS Durabilité de joints adhésifs silicone sous conditions environnementales sévères : application au packaging en électronique de puissance Soutenue le 20 Décembre 2006 devant le jury composé de : M. Alain LAMURE Président M. Martin SHANAHAN Rapporteur M. Claude Verdier Rapporteur M. François DE BUYL Examinateur M. Michel MERMET-GUYENNET Examinateur M. Pierre SOLOMALALA Examinateur Mme Valérie NASSIET Examinateur M. Jacques-Alain PETIT Examinateur Cette thèse a été préparée au sein de l'équipe Interfaces et Matériaux Fonctionnels du Laboratoire de Génie de Production de l'Ecole Nationale d'Ingénieurs de TARBES (47, avenue d'Azereix- BP 1629 – 65016 TARBES Cédex)

• modélisation rhéologique des expériences de fluage et de relaxation


• matériaux hors application industrielle


• conséquences de l'absorption d'eau


• pré vieillissement thermique


• influence de la température


• modélisation du comportement des matériaux constitutifs


• théorie de la liaison chimique


• théorie de flory-huggins


• adhésifs silicone

Sujets

• Mémoire
• Larajasse
• Institut national polytechnique de Toulouse
• François
• Shanahan
• Verdier
• Nassiet

Informations

• Publié par: profil-feym-2012
• Nombre de lectures: 64
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 3 Mo

Extrait

N° d’ordre : 2440 Année 2006






THESE


présentée pour obtenir
le titre de


Docteur de l’Institut National Polytechnique
de Toulouse


ÉCOLE DOCTORALE MATERIAUX – STRUCTURE - MECANIQUE

Spécialité : SCIENCE ET GENIE DES MATERIAUX



présentée par

Céline GROS



Durabilité de joints adhésifs silicone
sous conditions environnementales sévères :
application au packaging en électronique de puissance


Soutenue le 20 Décembre 2006 devant le jury composé de :


M. Alain LAMURE Président
M. Martin SHANAHAN Rapporteur
M. Claude Verdier
M. François DE BUYL Examinateur
M. Michel MERMET-GUYENNET
M. Pierre SOLOMALALA Examinateur
Mme Valérie NASSIET
M. Jacques-Alain PETIT Examinateur

Cette thèse a été préparée au sein de l’équipe Interfaces et Matériaux Fonctionnels du Laboratoire de Génie de
Production de l’Ecole Nationale d’Ingénieurs de TARBES (47, avenue d’Azereix- BP 1629 – 65016 TARBES
Cédex)
Remerciements


REMERCIEMENTS :

Les remerciements sont un exercice difficile. Je vais toutefois tenter de citer ceux qui
ont contribués de près ou de loin à l’avancée du travail marathon qu’est une thèse (et pardon à
ceux que j’aurais oublié).

Je remercie tout d’abord Alain Lamure pour avoir accepté la présidence du jury. Il a
d’abord été mon professeur à l’école de chimie, puis mon tuteur de stage et enfin président de
ce jury de thèse ; il semble donc que nous soyons appelés à travailler ensemble.

Je remercie Messieurs Martin Shanahan et Claude Verdier de m’avoir fait l’honneur de
juger ce travail en temps que rapporteur et ce malgré leurs emplois du temps très chargés. J’ai
apprécié au plus haut point leurs questions pertinentes et l’ensemble de leurs remarques sur le
mémoire.

Merci à Jacques Alain Petit, directeur de l’équipe Interfaces et Matériaux Fonctionnels
de m’avoir accueillie au sein de son laboratoire et d’avoir accepté de porter un jugement
critique sur ce travail.

En parallèle, je remercie Michel Mermet-Guyennet à qui l’on doit l’initiative de cette
thèse.

Je tiens à remercier ma directrice de thèse Valérie Nassiet pour m’avoir accordé très
largement sa confiance pour ces travaux de recherche. En effet, entre les discussions et les
orientations indispensables, j’ai eu la chance de pouvoir gérer mes travaux de façon très libre.
Je pense d’ailleurs que, outre les compétences techniques, mon grand apprentissage pendant
ces trois ans aura été l’autonomie. Je la remercie très chaleureusement (mais ça elle le sait
déjà) pour toutes ces conversations (qui n’ont pas toujours concerné la thèse !), ces fous rires
(qui parfois ont concerné la thèse !) et cette complicité qui, pour sûr, fait que c’est un plaisir
sans cesse renouvelé de travailler toutes les deux. Enfin, je la remercie pour m’avoir toujours
considérée comme son égal.

La partie calculs éléments finis a pris une véritable place dans ces travaux grâce à Pierre
Solomalala. Il m’a aussi rappelé qu’il ne faut jamais baisser les bras, et qu’on finit par y
arriver. Merci Pierre de m’avoir montré que quand même « tout est bien qui finit bien ».


- 1 -
Remerciements


Si une thèse ne peut se réaliser hors d'un environnement scientifique, le cadre humain
est tout aussi indispensable. A ce titre, j'exprime toute ma reconnaissance aux membres de
l'équipe PEARL pour leur soutien qui n'a jamais fait défaut. Que PEARL reste le cadre de
travail idéal qu’il est aujourd’hui.
Je remercie tout particulièrement J.M Ceccon pour toute son aide. Bien sûr, il dira que
c’est son travail mais rappelons quand même que pas une des éprouvettes testées (ou alors
vraiment très peu) ou de montages réalisés au laboratoire n’auraient vu le jour sans son aide.

Un grand merci à Bouchra Hassoune-Rhabbour pour son soutien technique et
scientifique lors de l’utilisation du test couronne, outil performant pour l’étude de la durabilité
d’assemblages collés à base d’adhésifs silicone.

Durant ces trois années, j’ai eu la chance de partager mon bureau avec Toufik Djilali.
La manière dont ces trois années se sont déroulées lui doit beaucoup. J’espère avoir presque
été aussi présente pour lui qu’il l’a été pour moi (de toute façon aussi présente c’est
impossible !). Peut être un jour, aurai-je la chance d’être moi aussi le « Toufik Djilali » de
quelqu’un… En tout cas, Toufik courage et bonne chance pour ta soutenance et sois sûr qu’on
est soulagé quand le mémoire est enfin terminé.

Enfin, un IMMENSE merci à Bruno pour son soutient indéfectible durant ces trois
années.



- 2 -
Table des matières



Table des matières
INTRODUCTION…………………………………………………………………...……………...…..11
CHAPITRE 1 : SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE ...................................................................................... 18
1. GENERALITES SUR L’ADHESION ................................................................................................................. 18
1.1. Adhésion et adhérence : deux notions distinctes............................................................................... 18
1.2. Théories sur l'adhésion ..................................................................................................................... 19
1.3. Théorie de la liaison chimique.......................................................................................................... 22
1.3.1. Forces à longue distance............................................................................................................................ 22
1.3.2. Forces à courte distance...................... 23
1.4. Mouillabilité et adhésion................................................................................................................... 24
2. GENERALITES SUR LA DURABILITE............................................................................................................. 25
2.1. Action de l'eau sur les adhésifs ......................................................................................................... 25
2.1.1. Diffusion de l’eau dans un adhésif ............................................................................................................ 25
2.1.2. Conséquences de l'absorption d'eau.............. 26
2.2. Facteurs influe nçant la durée de vie de joints collés. ...................................................................... 28
2.2.1. Influence de la température ....................................................................................................................... 28
2.2.2. Rôle de l'environnement:.................... 32
2.2.3. Influence de la combinaison de divers paramètres sur la durabilité........................................................... 33
2.3. Etude prédictive de la durabilité:......... 34
2.3.1. Approche thermodynamique: stabilité intrinsèque de l'interface. .............................................................. 34
2.3.2. Approche expérimentale: prédiction de la durée de vie? ........................................................................... 36
3. RESISTANCE A LA FRACTURE DES ELASTOMERES....................................................................................... 39
4. VIEILLISSEMENT PHYSIQUE........................................................................................................................ 47
4.1. Vieillissement physique par relaxation structurale........................................................................... 47
4.2. par migration de solvant............................................................................. 51
4.2.1. Théorie de Flory-Huggins: Mise en solution de polymères linéaires......................................................... 53
4.2.2. Détermination des paramètres de solubilité δ............................................................................................ 53
4.2.3. Phénomène de gonflement dans les élastomères [Treloar, 1975] .............................................................. 55
5. BIBLIOGRAPHIE.......................................................................................................................................... 57
CHAPITRE 2 : MATERIAUX ET PROTOCOLES EXPERIMENTAUX.......................