Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Un assemblage est dit hybride quand il associe deux techniques d'assemblage différentes. La présente étude s'intéresse à la combinaison du collage et du boulonnage. Les jonctions longitudinales de fuselage d'avions civils, montées en simple cisaillement, constituent un cas d'application des travaux. Des outils paramétriques sous la forme de programmes informatiques sont mis au point et donnent la répartition des transferts de charge dans les substrats et dans les fixations ainsi que la répartition des contraintes adhésives, en fonction des paramètres géométriques et mécaniques de l'assemblage. Ces outils reposent sur le développement de modélisations analytiques 1D et 2D, qui supposent un comportement élastique et isotrope des matériaux, et qui sont basées sur la création de nouveaux éléments finis formulés pour simuler deux substrats collés. Un modèle 3D EF est développé afin d'accéder aux comportements mécaniques locaux, et dont l'utilisation est intéressante dans la détermination des raideurs des fixations utilisées dans les modélisations analytiques. La mesure expérimentale du taux de transfert aux fixations sous faibles charges à l'aide de boulons instrumentés valide et calibre les approches analytiques et numériques, tandis que les essais en fatigue estiment les gains en durée de vie.

Cette thèse porte sur le développement d’un essai mécanique pour la caractérisation de l’adhérence d’une colle à un substrat. L’enjeu est d’étudier les différentes méthodes de la caractérisation de l’adhérence dans les assemblages collés et de pouvoir modéliser le comportement associé. La première partie de la thèse consiste en une étude bibliographique des essais mécaniques permettant de caractériser l’adhérence. Ceux-ci sont classés en distinguant les essais en propagation et ceux en initiation de rupture. Cet état de l’art fait ressortir l’intérêt de l’utilisation de l’essai de flexion 3 points et de butt joint pour cette étude. La seconde partie de la thèse présente les différents matériaux utilisés et les différents traitements de surface permettant de faire varier l’adhésion des adhésifs au substrat. La troisième partie présente le cœur de ces travaux de thèse qui est l’essai de flexion 3 points. L’étude montre que cet essai de flexion 3 points permet, avec les adhésifs de l’étude, d’initier systématiquement une rupture adhésive localisable à la surface du substrat. Une approche énergétique a permis de déterminer un critère d’adhérence indépendant des paramètres physiques des matériaux et des dimensions de l’éprouvette. D’autre part, il a été montré que plus l’épaisseur du substrat est fine, plus les résultats de mesure de l’adhérence sont précis. Enfin, une quatrième partie s’attèle à la modélisation numérique par la méthode des éléments finis. Les résultats obtenus montrent que la contrainte d’ouverture en mode I est celle qui initie la rupture. En conclusion, l’essai de flexion 3 points permet de mesurer l’énergie d’initiation de rupture adhésive. / This thesis deals with the development of a mechanical test for the characterization of the practical adhesion of an adhesive to a substrate. The aim is to study the different methods of characterization of the adhesive strength in bonded joints and to model the associated behaviour. The first part of the thesis consists of a bibliographic study of the mechanical tests to characterize this adhesive strength. These tests are classified by distinguishing them in propagation or in initiation of rupture. This state of the art demonstrates the advantage of using the 3-point bending and the butt joint tests for this study. The second part of the thesis presents the different materials and the various surface treatments used to vary the adhesion of adhesives to the substrate. The third part presents the core of this thesis work which is the 3-point bending test. The study shows that this 3-point bending test leads systematically to initiate a localizable adhesive rupture on the surface of the substrate, at least for the adhesives used in our study. An energy approach of the test allows to determine an adhesion criterion independent of the physical parameters of the materials and dimensions of the specimen. On the other hand, it has been shown that the thinner the substrate, the more precise the results of the adhesive strength. Finally, a fourth part is devoted to numerical modelling by the finite element method. The results obtained show that opening constraint in mode I is that which controls the rupture. In conclusion, the 3-point bending test clearly allows to measure the energy of the adhesive rupture initiation.

La littérature scientifique révèle que les résultats in vitro sur les matériaux dentaires ont une faible corrélation avec le comportement clinique. Les tests standardisés aux normes fournissent des informations précieuses et pertinentes sur les propriétés des matériaux dentaires, et permettent aussi de comparer les résultats de différents instituts. Cependant, le développement de nouveaux matériaux à partir de nouvelles formulations chimiques nécessite une amélioration des méthodes d'évaluation. Ce travail de recherche est réalisé dans le but d'approfondir les connaissances sur les méthodes d'évaluation des matériaux dentaires avant insertion dans la cavité buccale. Une grande importance a été donnée au choix des matériaux à tester ; nous nous sommes basés sur les dernières tendances actuelles et les derniers développements de composition de matériaux dentaires. La même importance a été donnée à des méthodes et des techniques d'essai au laboratoire ; leur corrélation avec les résultats cliniques a été mise en évidence. Les modifications apportées à la méthodologie de ces tests ont exploré davantage les aspects cachés des différentes interactions de paramètres. La caractérisation et l'évaluation des matériaux dentaires nécessitaient une meilleure compréhension de l'interaction entre les différentes propriétés pour expliquer le vieillissement des matériaux. Notre travail a consisté à combiner de nombreuses études pour répondre à ce sujet. Les études ont porté sur les propriétés mécaniques et physiques, le composite fibré et Bulk, les matériaux CAM CAD, les adhésifs dentaires, le choc thermique et le cyclage thermique, le bisphénol A. L'objectif final était de développer un simulateur oral qui permettrait la reproduction de différents paramètres chimiques, physiques et mécaniques de l'environnement buccal, permettant ainsi de combler l'écart entre les tests in vitro et in vivo de matériaux dentaires / Scientific literature reveals that in vitro results are poorly correlated to materials clinical behavior. ISO standardized testing provides valuable information about the dental materials properties, and enables result comparison between different institutes. Conversely, new materials chemistry and formulations requires improved methodology and testing methods. Throughout our studies included in this work, the main objective was to reach a more global knowledge of the way dental materials are evaluated before being inserted into the oral cavity. A great deal of emphasis was given to the choice of materials to be tested, and that it would represent the current trends in dental practice and the latest developments in material composition. Equal highlight was given to the choice of testing methodology and laboratory testing techniques and their correlation to the clinical outcome. The modifications made to the methodology of these tests explored further the concealed aspects of different parameter interactions. Dental materials characterization and assessment required more understanding about the interaction between different properties to explain material aging; our work was to combine numerous studies to answer this topic. The studies included mechanical and physical properties, bulk and fiber composite, CAD CAM block materials, dental resin adhesive, thermal shock and thermal cycling, Bisphenol A. The final objective was to develop an oral simulator that would enable the reproduction of different chemical, physical and mechanical parameters of the oral environment, thus permitting to bridge the gap between in vitro and in vivo testing of dental materials