Adhesion promoters are traditionally used to improve the durability between an adhesive or any other organic phase, such as a sealant or a paint, and a metallic substrate. There are many different types of molecules which will act as adhesion promoters, but one class which has attracted considerable attention is that based on the organosilanes, such as y-aminotriethoxysilane, or y-glycidoxypropyl trimethoxysilane. Applications of such adhesion promoters are to be found in sealants, rubbers, primers in packaging and primers for coatings and adhesives. Organosilanes as adhesion promoters are widely used in industry, and until recently have been included in adhesive formulations in an empirical way, because it has been observed that the adhesive properties and hydrolytic stability can be improved. However recent work is leading to an understanding of how the silane molecules specifically interact with metallic and inorganic substrates. Little is known at the present time regarding the mode of operation of such molecules when applied to polymeric substrates. The purpose of the current work was to probe interaction of these molecules with low energy polymer substrates, for example, poly(methyl methacrylate) (PMMA) and poly(ethylene terephalate) (PET), using surface analysis techniques. Two factors which have been identified as controlling the adsorption of the organosilanes onto low energy substrates are the solution chemistry and the surface energy of the polymer. Both have been investigated extensively within this project. The latter was identified by means of investigating a series of substrates, with increasing polar contribution towards the surface free energy. The highest polar component was displayed by corona treated PET, which also displayed the highest levels of adsorption of organosilanes. Investigation of the adsorbed layer of the organosilane on the corona discharge treated PET has led to an understanding of the mechanism of the interaction of the molecules with all of the low energy substrates, and models for such interactions are proposed on the basis of spectroscopic observations.

Dans le secteur du génie civil, le renforcement structural et la réparation des ouvrages en béton par collage de polymère renforcé de fibres de carbone (PRFC) sont des techniques désormais répandues. Les performances et la durabilité du système de renforcement sont intrinsèquement liées à la qualité du collage entre le matériau composite et le béton. Or, en pratique, les conditions environnementales et les contraintes liées au chantier ne permettent pas d’assurer l’intégrité de ce collage, dont les propriétés évoluent par ailleurs dans le temps en raison des phénomènes de vieillissement. La vérification in-situ par une méthode non-destructive de l’état du collage est donc une étape importante pour garantir les propriétés d'usage tout au long de la vie du renforcement.Une méthode d’évaluation non-destructive est développée dans le cadre de cette étude. Elle s’inspire de l’essai standard d’arrachement en traction directe bien connu sur le terrain. La méthode repose sur un essai mécanique qui caractérise le comportement en charge – déplacement de l’assemblage, et permet d’exprimer un critère d’évaluation appelé raideur d’assemblage qui dépend notamment du module d’Young de l’adhésif utilisé.La faisabilité en laboratoire de cette méthode est vérifiée sur un dispositif d’essai entièrement conçu pour les fins de l’étude. Un travail d’analyse et de dimensionnement basé sur une modélisation numérique par éléments finis permet de sélectionner des capteurs et une chaîne d’acquisition adaptés. Une formulation analytique partielle de la raideur d’assemblage est énoncée.Une campagne expérimentale sur des éprouvettes de béton renforcées par lamelles de PRFC avec trois adhésifs époxy différents est ensuite mise en œuvre. Les résultats sont interprétés en suivant une approche statistique qui prend en compte les variations de tous les paramètres d’influence. Les performances de détection de l’essai dans le cadre de notre application en laboratoire peuvent ainsi être exprimées.Des éléments contribuant à l’élaboration d’une méthodologie d’essai applicable in-situ sont enfin apportés, et les performances de l’essai sont rediscutées en vue de cette transposition sur le terrain / Over the last 30 years, repairing and strengthening techniques of concrete structures using externally bonded carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composites have gained much popularity and are now widespread. The effectiveness of the strengthening systems highly depends on the level of adhesion between the composite material and the concrete surface. Therefore, on-site evaluation of the bond quality is crucial to assess the performance and predict the durability of the reinforcement system.It is proposed to determine the bond properties of the adhesive layer within the reinforcement system by using a nondestructive test (NDT) method derived from the standard and well-known pull-off test. This method consists in analyzing the linear load vs displacement behavior of the adhesive joint, in order to determine an assembly stiffness which can be related to the Young’s modulus of the adhesive layer.In order to investigate the feasibility of the test method, a laboratory implementation is carried out on a mechanical device fully designed for the purpose of the present study. Suitable displacement sensors and an appropriate measurement chain are chosen based on a finite element modeling and a mechanical analysis of the test. A partial analytical form of the assembly stiffness is also expressed.The test method is then applied to concrete slabs reinforced with CFRP plates using three different epoxy adhesives. A statistical assessment of all identified parameters of influence sheds light on the results. In the end, the performances of the test performed in laboratory conditions are discussed.Finally, foundations for a relevant test methodology on real field conditions are laid, and the above-mentioned performances are reviewed