Thèse doctorat : Chimie des Polymères : Villeurbanne, INSA : 2005. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 119-124.

Ce travail de thèse présente la caractérisation expérimentale de fibres de lins et une modélisation de l’écoulement de résine lors du procédé de Resin Transfer Molding (RTM) utilisant ces mêmes fibres. La variation du diamètre des filaments de lins immergés dans différents liquides tests est caractérisée par observation au microscope. Le taux et la vitesse d’absorption de liquides tests dans les fibres sont ensuite obtenus par centrifugation. Un nouveau modèle de perméabilité est ainsi développé afin de prendre en compte les effets du gonflement des fibres sur la perméabilité quelque soit le liquide test considéré. Le modèle est validé après comparaison avec les perméabilités expérimentales. Les propriétés de mouillage des fibres de lin en présence de différents liquides tests sont mesurées en utilisant un tube capillaire et une mèche de fibres de lin. Un modèle prenant en compte le gonflement des fibres ainsi que le phénomène d’absorption est proposé pour déterminer la tension de surface et l’angle de contact décrivant la mouillabilité. L’écoulement insaturé dans le tissu de fibres de lin est modélisé en utilisant l’équation de conservation de la masse, la loi de Darcy ainsi que les modèles de gonflement et d’absorption précédemment définis. Le flux massique absorbé dans les fibres et la modification du taux local de fraction volumique sont introduits par l’intermédiaire de termes puits dans l’équation de conservation de la masse. La variation de perméabilité spatiale et temporelle non uniforme peut ainsi être considérée dans le modèle complet proposé. Ce modèle est validé par comparaison avec un suivi expérimental de l’écoulement dans une préforme de fibres de lin. / This thesis presents an experimental characterization of flax fiber and a modeling of the resin flow during the resin transfer molding process with flax preform. The change of diameter of flax fiber filament immersed in different test liquids was characterized using optical microscope. The sorption rate of the resin mass into the fiber filament immersed in the test liquids was also experimentally characterized using centrifuge test. A new permeability model was proposed to predict the permeability taking into account the fiber swell effect, regardless of test liquid and the model was validated by a comparison with the experimental measurement data. The wetting properties of flax fiber in contact with different test liquids were measured by capillary rise test using flax fiber yarn and a new model was established to obtain surface tension and contact angle by considering the fiber swell effect and the liquid sorption into the fiber filament. The unsaturated resin flow in the flax fiber preform was modeled by modifying the conventional mass conservation equation and Darcy’s law in order to take into account the effects of fiber swell and liquid sorption. The mass rate absorbed into the fiber and the change of fiber volume were considered as sink terms in the mass conservation equation. The permeability change due to the fiber swell was modeled in terms of time of fiber’s immersion in liquid. In particular, the sink term and permeability were considered as spatially and temporally non-uniform in the flow model. The proposed model was validated by a comparison with the experimental measurement of flow advancement in the flax fiber preform.

Thèse doctorat : Matériaux Polymères et Composites : Villeurbanne, INSA : 2001. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. [151]-158.

L'objectif de cette thèse consiste consiste à décrire, en un premier temps, l'orientation des fibres pendant la phase d'injection des polymères renforcés à l'état fondu, et comment, en deuxième partie, cette orientation affecte le comportement à l'état solide. Nous avons listé plusieurs modèles dans cette thèse, et nous avons considéré que l'orientation des fibres est régie par l'équation de Folgar et Tucker. Après le procédé d'injection, nous avons considéré que la pièce a un comportement thermo-élastique linéaire anisotrope. Ce comportement thermo-mécanique est relié à l'orientation des fibres, ainsi que les propriétés thermo-élastiques de la matrice du polymère et des fibres. Et la prédiction de ce comportement a été effectuée par des approches analytiques et numériques. Dans cette thèse nous présentons une comparaison entre ces deux approches.

Les thermoplastiques renforcés en fibres de verre courtes (TPRFV) sont de plus en plus couramment employés dans l'industrie automobile, en raison de leurs propriétés mécaniques spécifiques intéressantes, de leur mise en forme aisée grâce au moulage par injection et de leur coût modéré. Cette thèse vise à développer une démarche de dimensionnement à la fatigue des composants automobiles en TPRFV, à partir d'un polyamide 66 chargé à 35 % en masse. La première étape est la proposition d'une loi de comportement cyclique, qui modélise les composantes non linéaires de la déformation (viscoélasticité, viscoplasticité, adoucissement) dans différents environnements hygrothermiques. Le modèle anisotrope s'appuie sur la distribution d'orientation des fibres, induite par le procédé d'injection, puis est validé sur structures. La connaissance des chargements mécaniques locaux et des mécanismes non linéaires permet de proposer un critère de fatigue fondé sur la densité d'énergie dissipée par cycle.

Crystallization of polyethylene terephthalate in injection moulding : experiments, modelling and numerical simulation.

Crystallization of polyethylene terephthalate in injection moulding : experiments, modelling and numerical simulation.

Mémoire (M. Sc. A.) --Université du Québec à Chicoutimi , 1987. / Bibliogr. : ff. xvii-xviii. Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

Une mousse de PA66 peut être obtenue à partir de granulés de PA66 expansibles en utilisant un procédé de transformation classique des polymères. Les granulés expansibles de PA66 sont préparés par extrusion bi-vis corotative en mélangeant le PA66 et un agent moussant spécifique au PA66 qui contient des fonctions isocyanate bloquées. Le moussage a lieu dans une seconde étape (extrusion ou moulage par injection) à une température supérieure à la température de préparation des granulés expansibles et suffisamment élevée pour libérer les fonctions isocyanate. Une fois libérées, les fonctions isocyanate réagissent avec les groupements terminaux acide carboxylique du PA66 (modification de la masse molaire du PA66) et l'eau présente dans le milieu réactionnel ce qui génère du CO2. L’objectif de cette thèse était de montrer comment contrôler la morphologie des mousses par le contrôle de la cinétique de réaction chimique, de la rhéologie et des paramètres d’injection. Nous avons montré qu’une augmentation du taux d’agent moussant, de la température ou du temps de séjour entraîne une augmentation de la quantité de CO2 générée. De plus, le comportement rhéologique du système PA66m/CO2 dissous, est une fonction complexe de l’état d’avancement des réactions c'est-à-dire de la quantité de CO2 générée et de la modification de la structure du PA66 (augmentation de la masse molaire): il peut être plus visqueux ou moins visqueux que le PA66 standard. Enfin, des tests de moussage en moulage par injection ont été réalisés: des mousses homogènes dont les tailles de bulles étaient de l’ordre de quelques centaines de microns et les taux de moussage compris entre 10 et 50% ont été obtenues. / PA66 foam can be obtained from expandable PA66 pellet using classical polymer processing process. The expandable PA66 pellets are prepared by mixing PA66 and a specific foaming agent which contains blocked isocyanate (NCO) moieties in twin screw extrusion. Foaming takes place in a second step (extrusion or injection molding) at a temperature higher than the temperature for the preparation of expandable beads and high enough to release the isocyanate moieties. Once released, the isocyanate moieties react with the carboxylic acid end groups of PA66 (modification of the molecular weight of PA66) and water contained in the reaction medium, which generates CO2. The aim of this PhD thesis was to be able to control the morphology of the foam by controlling the chemical reaction kinetics, rheology and injection molding parameters. We have shown that an increase of foaming agent content, temperature or residence time leads to an increase of CO2 release. In addition, the rheological behavior of the system PA66m/CO2 dissolved, is a complex function of foaming reactions progress which means, the amount of CO2 generated and the modification of PA66 structure (increase molar mass): it may be more or less viscous than standard PA66. Finally, trials of foaming by injection molding were performed: homogeneous foams with bubble sizes of the order of a few hundred microns and foaming rate between 10 and 50% were obtained.

Dans cette étude, des matériaux composites bois/plastiques moussés ont été produits par une méthode de moulage par injection. En particulier, les composites sont constitués de fibres de bois et d'une matrice de polyoléfines recyclées (mélange de HDPE et PP). La décomposition thermique de l'azodicarbonamide (ACA), un agent gonflant chimique, fournit le gaz nécessaire à la formation de la mousse microcellulaire. Afin d'étudier ces composites, nous avons varié la concentration de bois, la température du moule ainsi que la teneur en agent gonflant. La caractérisation microscopique des échantillons comprend l'analyse de la structure cellulaire, de l'épaisseur de peau ainsi que de la morphologie des fibres. Les résultats montrent que la température du moule et la teneur en agent gonflant ont très peu d'influence sur la morphologie cellulaire à l'intérieur de la plage de valeurs étudiées. Par ailleurs, l'augmentation de la teneur en fibres augmente le diamètre cellulaire à cause de la nature de l'interface bois/plastiques. Enfin, les tests mécaniques en flexion, torsion, impact et traction ont pour but de caractériser l'effet du bois et du moussage sur ces matériaux tout en liant les propriétés mécaniques aux analyses microscopiques. On observe que les propriétés des échantillons sont supérieures en présence de fibres de bois mais légèrement inférieures lorsque moussés.