10 Décembre – Soutenance de thèse de Maxime WETTA
09 h ENSAM, amphi La Rochefoucauld Liancourt
Sujet : Apports à l'étude de la rupture de matériaux polymères cellulaires rigides : Application aux adhésifs structuraux épais et cellulaires pour l'automobile
J’ai le plaisir de vous inviter à ma soutenance de thèse qui aura lieu le 10 décembre 2024 à 9h00 en amphithéâtre LRL à l'ENSAM campus de Talence.
Cette thèse préparée au sein du laboratoire I2M est intitulée :
“ Apports à l'étude de la rupture de matériaux polymères cellulaires rigides : Application aux adhésifs structuraux épais et cellulaires pour l'automobile”.
et encadrée par :
M. Jean-Benoit KOPP, Arts et Métiers, Directeur
Mme Louise LE BARBENCHON, CNRS, Co-encadrante
M. Philippe VIOT, Arts et Métiers, Co-encadrant
La soutenance sera publique, et se déroulera devant le jury composé de :
M. Matteo CICCOTTI | ESPCI Paris PSL | Rapporteur |
M. Julien RÉTHORÉ | Centrale Nantes | Rapporteur |
M. Stéphane MOREL | Université de Bordeaux | Examinateur |
M. Aurélien DOITRAND | INSA Lyon | Examinateur |
M. Lucien LAIARINANDRASANA | MINES Paristech | Examinateur |
Vous trouverez ci-après le résumé .
Résumé: Dans le contexte de l’électrification des véhicules et de la réduction de la consommation d’énergie par l’allègement des structures, le renforcement des matériaux est crucial pour l’industrie automobile. Certains matériaux, avec leurs faibles densités et nombreuses propriétés physiques, peuvent réduire significativement la masse des véhicules. Les adhésifs époxy expansés sont utilisés pour transmettre des efforts dans des structures multi-matériaux et absorber l’énergie cinétique lors d’accidents, tout en étant efficaces sur une large plage de températures. L’ajout de renforts comme les nodules caoutchoutiques et les thermoplastiques améliore la résistance à l’amorçage de fissures dans ces matériaux et améliore l’intégrité des structures. La caractérisation multi-échelle du matériau couplée à différents essais mécaniques à des températures comprises entre -30 et 80°C ont révélé que le renforcement et l’expansion de la matière produisent des hétérogénéités influençant son comportement à rupture à différentes échelles. Cette étude a démontré que le comportement mécanique des mousses polymères rigides renforcées est dicté par la compétition entre la structure cellulaire et la réponse visco-élastique du matériau et de ses renforts. L’augmentation du taux de porosité cloisonne l’hyperfragilité du matériau constitutif à plus petite échelle et permet de limiter la rupture instable de la matière. En complément, des premiers essais de propagation de fissures, réalisés in situ dans un tomographe à rayons X avec un montage spécifiquement développé pour cette étude, ont révélé que certaines formes et tailles de cellules ont tendance à faciliter la propagation des fissures.
Mots cles : RUPTURE,POLYMERE,MATERIAU CELLULAIRE,MICROSTRUCTURE,AUTOMOBILE
La soutenance sera suivie d'un moment de convivialité en salle R0-14 auquel tout le monde est le bienvenu.
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I am pleased to invite you to my PhD thesis defense, which will take place on December 10, 2024 at 9:00 am in the Amphi LRL at the engineering school ENSAM located in Talence.
This PhD thesis, prepared at laboratoire I2M, is entitled:
“ Contributions to the study of the fracture of rigid cellular polymer materials”.
and supervised by :
Mr Jean-Benoit KOPP, Arts et Métiers
Ms Louise LE BARBENCHON, CNRS
Mr Philippe VIOT, Arts et Métiers
The defense will be public, and will take place in front of a jury composed of :
M. Matteo CICCOTTI | ESPCI Paris PSL | Rapporteur |
M. Julien RÉTHORÉ | Centrale Nantes | Rapporteur |
M. Stéphane MOREL | Université de Bordeaux | Examinateur |
M. Aurélien DOITRAND | INSA Lyon | Examinateur |
M. Lucien LAIARINANDRASANA | MINES Paristech | Examinateur |
Please find below the abstract.
Abstract :
In the context of vehicle electrification and energy consumption reduction through structural lightening, material reinforcement is crucial for the automotive industry. Some materials, with their low densities and numerous physical properties, can significantly reduce vehicle mass. Expanded epoxy adhesives are used to transmit forces in multi-material structures and absorb kinetic energy during accidents, while being effective over a wide temperature range. The addition of einforcements such as rubber nodules and thermoplastics improves the resistance to crack initiation in these materials and enhances structural integrity. Multi-scale characterization of the material, coupled with various mechanical tests at temperatures ranging from -30 to 80°C, has revealed that reinforcement and material expansion produce heterogeneities influencing its fracture behavior at different scales. This study demonstrated that the mechanical behavior of reinforced rigid polymer foams is dictated by the competition between the cellular structure and the visco-elastic response of the material and its reinforcements. Increasing the porosity rate confines the hyperfragility of the base material to smaller scales and helps limit unstable fractures. Additionally, crack propagation tests, conducted in situ in an X-ray tomograph with a setup specifically developed for this study, revealed that certain cell shapes and sizes tend to facilitate crack propagation.
Keywords : Fracture, polymer, cellular material, microstructure, automotive
The defense will be followed by a convivial moment in room R0-14, to which everyone is welcome.
