Les propriétés des polymères sont intéressantes pour des applications pneumatiques, de verres organiques, de joints, … Leurs propriétés mécaniques sont néanmoins mal comprises. Dans ce manuscrit, le comportement mécanique du PMMA et du CR39 est étudié en fonction du temps.Il en résulte des courbes maîtresses à partir d’expérience de relaxation de contrainte et de fluage d’indentation. D'autre part, le comportement mécanique au contact est analysé sur des expériences de fluage et recouvrance d’indentation et de rayures analysées pour la première fois dans cette thèse. Finalement, des lois de comportements sont construites, leurs précisions sont comparées grâce à des calculs par éléments finis aux expériences en contact. / Polymer's low weight, deformability and easy manufacturing make them attractive materials for tire, organic glasses, sealing applications … Their mechanical properties are nonetheless poorly understood. In particular, two fields are searched over this thesis: time dependency and contact behavior for two transparent polymer: PMMA and CR39. The mechanical behavior time dependency is observed by the construction of stress relaxation and contact master curves. The mechanical contact behavior is analyzed by indentation creep and recovery experiments. Moreover the immediate scratch recovery is measured in the thesis. Finally, the uniaxial data is used to build constitutive laws, which accuracy is compared by Finite Element Modeling to contact tests.

Dans ce travail, il est question d'étudier la faisabilité d'une valorisation en techniques routières de granulats de Mâchefers d'Incinération des Dèchets Non Dangereux (MIDND). Cette étude se base en premier lieu sur une analyse expérimentale ayant permis d'obtenir leurs propriétés élastiques. Ces propriétés servent de données d'entrée à une modélisation multi-échelle hiérarchique développée pour étudier le comportement mécanique de graves base de MIDND traitées aux liants (ciment et bitume). La campagne expérimentale originale sur des particules de mâchefers a permis de les cartographier au Microscope Electronique à Balayage (MEB Pour ces particules, des modules d'élasticité moyens réduits variant de 15 à 68 GPa ont été trouvés par le biais de tests d'indentation en appliquant méthode de «Olivier and Pharr ». Les analyses chimiques ponctuelles qualitatives (EDS) effectuées ont permis d'obtenir la composition chimique des granulats de mâchefers. Partant d'une granulométrie de particules de MIDND 0/25 qui a fait l'objet d'une étude expérimentale [BEC 07], nous avons mis en place des modèles numériques 3D de grave routière traitée aux liants dans des Volumes Elémentaires Représentatifs (VER). Ces modèles sont basés sur une stratégie de modélisation dite « multi-échelles » hiérarchique. Deux types de liant sont étudiés : le ciment CEM 1 42,5 R et le bitume de [NGU 08). Pour les deux types de liant, les agrégats traités ont été décomposés en deux VER : sub-mesoscopique (0/6) et mesoscopique (6/25). Une application à valorisation des MIDND en techniques routières est faite dans les deux cas. Avec un traitement à 3% de ciment, une campagne de simulations numériques "Laboratoire virtuel" a été menée. A l'échelle sub-mesoscopique, des simulations multiaxiales menées sur le VER, ont conduit à l'obtention des paramètres permettant d'alimenter un modèle d'endommagement plastique utilisé à l'échelle mesoscopique pour différents degrés d'hydratation. A l'échelle mesoscopique, les caractéristiques mécaniques de la grave routière traitée au ciment, habituellement déterminées par le biais d'expérimentations, ont été retrouvées. La modélisation développée a ensuite été validée e comparant nos résultats numériques et quelques résultats expérimentaux de [BEC 07]. Avec un traitement à 5% de bitume, des tests de relaxation de contraintes ont été effectués aux deux échelles ct ont permis d'obtenir les propriétés thermo-rhéologiques de la grave de mâchefers traités au bitume : les modules de relaxation sont exprimés sous la forme de séries de Prony à une température de référence de 0 °C ; par ailleurs, les constantes de la loi Williams-Landel-Ferry (WLF) pour décrire le comportement thermo- rhéologiquement simple sont identifiées. Les séries de Prony sont obtenues par l'intermédiaire des modules élastiques normalisés. Les constantes de 1 WLF obtenues sont C 1 = 20 °C-1 ct C2 = 130 °C. La validation des paramètres identifiés a été faite en comparant les réponses du matériau hétérogène de grave-bitume et celles d'un matériau homogène à qui nous avons donné les propriétés identifiées tirées du matériau hétérogène. / In this work, the feasibility of a valorisation in road engineering of non-hazardous waste incineration bottom ash aggregates (NHWI) is investigated. This study is first based on an experimental determination of the elastic properties of the bottom ash particles. These properties serve as input data for hierarchical multi-scale modelling developed to study the mechanical behaviour of aggregates treated with binders (cement and bitumen). The original experimental campaign on the bottom ash particles allowed them to be mapped to the Scanning Electron Microscope (SEM). For the particles, a mean reduced modulus of elasticity in between 15 and 68 GPa was found by means of indentation tests and applying the "Olivier and Phan method. The chemical analysis of the aggregates was obtained using qualitative point chemical analyzes (OHS). Based on a 0/25 particle size distribution of NHWI, which was the subject of an experimental study [BEC 07] , we have implemented two 30 models < road materials treated with binders in Representative Elementary Volumes (REV). These models are based on a hierarchical multi-scale modelling strategy. Two types of binder are studied: cement CEM I 42.5 R and bitumen of [NGU 08]. For both types of binder, the treated aggregates we divided into two REV, at respectively the sub-mesoscale (0/6 mm) and the mesoscale (6/25 mm). An application to the valorisation of NHWI bottom ashes in road engineering is studied in both cases. With a 3% cement treatment, a numerical simulation campaign "Virtual Laboratory" was conducted. At the sub-mesoscale, the input parameters for the Concrete Damaged Plasticity Model used at the mesoscale are determined. At the mesoscale, the mechanical characteristics of the road materials usually determined through experiments have been found. The developed simulation strategy has been validated by comparing our numerical results and son experimental results of [BEC 07]. With a 5% bitumen treatment, stress relaxation tests carried out at the two scales enable one to obtain the thermo-rheological properties of the Bitumen Bound Gravel. These properties are the Prony series at a reference temperature of 0°C and the Williams-Landei- Ferry (WLF) law constants. Prony series are obtained by means of standardized elastic moduli. The obtained WLF law constants are Cl = 20 °C-1 and C2 = 130 °C. The numeric simulations have been validated by comparing the responses of heterogeneous and corresponding homogeneous materials.

El proceso de inyección es un proceso de conformado de materiales poliméricos termoplásticos que representa una notable importancia económica y tecnológica y cuyo estudio ha supuesto multitud de investigaciones relacionadas con la determinación de condiciones óptimas de proceso. Por otra parte, los materiales reciclados termoplásticos se caracterizan por haber soportado diferentes temperaturas durante el procesado, además de contener frecuentemente una serie de impurezas de distinta procedencia, ya sea por el propio material de partida o por el proceso de recuperación. Aglutinando los dos aspectos anteriores, la presente tesis tiene como objetivo la recuperación de las propiedades de residuos de ABS y de HIPS, así como la mezcla de ABS + HIPS al 50 %, mediante la incorporación de bajos contenidos de SEBS. Con el fin de conseguir el objetivo principal se plantean los siguientes objetivos parciales: - La caracterización de los materiales a estudiar ABS y HIPS, con el objeto de conocer los cambios que aparecen en el material por causa del reprocesado. - La realización de un estudio previo para saber que materiales componen los productos proporcionados por la Empresa ACTECO S.L. que se pretenden recuperar y después caracterizar la mezcla realizada de ABS con la impureza encontrada. - La caracterización de la mezcla de ABS - HIPS para determinar la compatibilidad de ambos materiales y como esta compatibilidad afecta a sus propiedades. - El cálculo de los parámetros de Cross-WLF que determinan la viscosidad de los materiales y, a partir de ahí, determinar las mejores condiciones de proceso de inyección mediante la simulación de inyección (CAE). - La utilización de un material de reciente explotación industrial, el SEBS, como aditivo que modifique y recupere las propiedades de los materiales anteriormente estudiados. / Peydró Rasero, MÁ. (2014). Investigación sobre la incorporación de SEBS en el proceso de recuperación de residuos de ABS para la mejora de propiedades mecánicas y reológicas [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/39794

Ce travail vise à aider à l'optimisation du procédé d'élaboration de plaques de polystyrène expansé (PSE) produites par Lafarge-Plâtre en vue d'une meilleure maîtrise de leur post-retrait, défini comme le retrait dimensionnel différé dans le temps à partir de la stabilisation de la température à 20 °C, source du gauchissement, voire de la rupture, de complexes de doublage PSE/plâtre.<br />À cette fin, mon travail a essentiellement consisté à comprendre l'origine physico-mécanique d'un tel phénomène, en la validant expérimentalement. C'est ainsi que, grâce à la <br />collaboration de Jean-Louis Halary et d'André Dubault du Laboratoire de Physico-Chimie Structurale et Macromoléculaire de l'ESPCI, j'ai pu expliquer comment le post-retrait du PSE peut provenir d'une mobilité moléculaire de transition secondaire, dite β, en combinant : <br />— la mise en évidence, par un essai de flexion 3 points à 20 °C, d'une flèche viscoélastique du polystyrène constitutif du PSE d'amplitude équivalente à celle du post-retrait (entre 0,3% et 1% sur 6 semaines), <br />— la détermination de la nature physique des mouvements de transition impliqués dans la mobilité moléculaire du polystyrène plastifié par du pentane (agent porogène dont la vaporisation conduit à la microstructure alvéolaire du PSE) par la mise au point d'un dispositif de suivi d'expansion de billes servant à fabriquer le PSE, <br />— une méthode de changement d'échelles par champs moyens dans un cadre thermoviscoélastique linéaire, isotrope, non-vieillissant, et anisotherme pour prendre en compte la nature du milieu poreux à porosité fermée dont la phase connexe solide est constituée par du polystyrène amorphe sur laquelle s'exerce une pression représentant l'action des pores au cours de toute l'histoire thermique suivant la fin du moulage du PSE.

El sector de puericultura y ortopédico son sectores de gran relevancia, donde aspectos como el confort, adaptabilidad, calidez, etc. adquieren sentido. Los cauchos basados en silicona líquida (LSR) son clave en estos sectores, ofreciendo interesantes propiedades tanto a nivel técnico como de percepción positiva por parte del usuario. No obstante, la transformación de estos materiales es algo más compleja que el conjunto de plásticos de uso común y además, debido a su naturaleza reticular, resulta un material difícil de reciclar. El proceso de inyección es un proceso de conformado de los materiales poliméricos termoplásticos que representa una notable importancia económica y tecnológica. Bajo estas premisas, el objetivo principal de este trabajo de investigación es el desarrollo de materiales para el sector ortopédico - puericultura a partir del empleo de materiales de naturaleza reticular reversible (elastómeros termoplásticos) que puedan procesarse mediante técnicas de inyección convencionales y que sean capaces de aportar una buena inercia térmica para confort, mediante el empleo de materiales microencapsulados con cambio de fase (PCMs). Para ello, se plantea un conjunto de mezclas de un sistema basado en dos grados comerciales de elastómero termoplástico de SEBS (copolímero en bloque de estireno-etileno/butileno-estireno) con durezas extremas. Ello conlleva el planteamiento de objetivos parciales como la caracterización reológica del sistema (desarrollando un modelo de predicción de comportamiento mediante software de simulación), la modelización del comportamiento mecánico de las mezclas, la optimización del procesado de las mezclas aditivadas con PCMs (analizando la respuesta mecánica y térmica) y el estudio de la inercia térmica de las mismas para la mejora del confort de estos materiales y su potencial empleo en los sectores industriales mencionados, como sustitutos en las aplicaciones de la silicona líquida inyectada. / Juárez Varón, D. (2011). Procesado, modelización y caracterización de mezclas industriales de SEBS con materiales con cambio de fase (PCM) para la mejora del confort térmico en aplicaciones de ortopedia y puericultura [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/11551

This thesis, conducted in collaboration with IKEA Components, explores the rate-temperature dependence of polyoxymethylene (POM) thermoplastic using dynamic mechanical thermal analysis (DMTA). A force-controlled DMTA study was carried out, and the experimental data were processed to derive the complex, storage, and loss modulus. Master curves were constructed using the time-temperature superposition (TTS) method, comparing the Arrhenius and William-Landel-Ferry (WLF) equations. Additionally, a master curve was manually created by shifting isothermal material properties. This manual curve was then compared to those generated using standard equations. The study found that the storage modulus was the dominant phenomenon in POM, with the loss modulus showing distortion likely due to measurement noise. Results indicated a slight softening of the storage modulus with increased cyclic loading. The manually constructed master curve was more coherent compared to those derived from the Arrhenius and WLF equations.