La présente étude examine et compare le comportement des deux types de fibres PA66 et deux types de fibres PET à haute performance sous sollicitation en fatigue, menés jusqu'à la rupture, ainsi que la corrélation entre leurs (nano)structure et leur hétérogénéité structurale avec la durée de vie en fatigue. Plusieurs techniques ont été utilisées pour analyser les matériaux, tels que la microscopie électronique à balayage (MEB), la microanalyse EDS, la calorimétrie différentielle à balayage (DSC), la diffraction de rayons-X aux grands angles (WAXD) et la micro-spectroscopie Raman. Une analyse minutieuse des faciès de rupture en traction et en fatigue par microscopie électronique à balayage, ainsi qu'une étude de la durée de vie en fatigue ont été menées. Les résultats montrent que le processus de fatigue se produit quand l'amplitude de la charge est suffisamment grande, mais à condition que la charge minimale à chaque cycle reste inférieure à un certain seuil en contrainte. La morphologie des faciès de rupture en fatigue est différente de celles des faciès de rupture en traction ou en fluage, ce qui permet de distinguer facilement un processus de fatigue. Les fibres ont été analysées à l'état "brut de fabrication" et après rupture en fatigue afin d'observer les changements microstructuraux résultant de la sollicitation en fatigue. Les résultats seront comparés avec ceux obtenus pour des fibres sollicitées cycliquement dans des conditions où la fatigue a été annihilée. Le rôle de la microstructure des fibres déterminant la fatigue sera discuté dans ce travail et la possibilité d'améliorer leur résistance à la fatigue ou d'éliminer le processus de fatigue sera discutée.

Les fibres thermoplastiques à hautes performances polyester et polyamide trouvent aujourd'hui des<br />applications dans des domaines de plus en plus variées du textile technique : le renforcement de structure, les<br />cordages, le géotextile... Les différents usages présentent des conditions mécaniques, thermiques et<br />environnementales de plus en plus sévères. Au cours de ce travail, nous avons exploré différentes sollicitations<br />mécaniques en particulier la fatigue et différentes températures dans une gamme de 20°C à 180°C comprenant la température de transition vitreuse.<br />Cette étude est construite autour d'essais mécaniques sur fibre unitaire d'un diamètre de 18 à 27μm en<br />traction, fluage et fatigue et des essais de fatigue sur mèche de fibres. La compréhension des mécanismes<br />microstructuraux est passée par l'utilisation de nombreuses techniques d'observation (MEB, microscopie<br />optique, coupe microtome), d'analyse de la microstructure (diffraction des rayons X aux grands angles et aux petits angles) et de caractérisation thermomécanique (DSC, DMTA). <br />Le couplage des essais de fatigue et des observations aux différentes échelles a mis en évidence une<br />évolution de l'organisation globale avec une meilleure orientation de la structure. Parallèlement, à cette<br />amélioration paradoxale des propriétés, un endommagement local critique apparaît sous forme d'une fissure de fatigue caractéristique. Les paramètres mécaniques, et en particulier, la contrainte minimale du cycle ont été étudiés en corrélation avec les mécanismes de dissipation d'énergie observés lors de la sollicitation cyclique. Ce travail a aussi été l'occasion de déterminer des paramètres matériaux pertinents justifiant la localisation de la fissuration tels que les inclusions solides et la structure coeur / peau.<br />La sollicitation cyclique au dessus de la température de transition vitreuse a fait apparaître un nouveau mode de fissuration en fatigue conduisant à un faciès original. Cette morphologie de rupture très particulière <br />observée sur des monofilaments correspond à la morphologie souvent observée sur des fibres extraites de structures complexes soumises à des sollicitations cycliques.