Ce mémoire de maîtrise présente les résultats de l’évaluation de l’endommagement d’une série de 35 éprouvettes de béton préalablement testés pour la réaction alcalis-silice (RAS) lors d’essais sur prismes de béton effectués dans le cadre du projet norvégien COIN. Ces prismes, confectionnés avec une variété de granulats réactifs et de matériaux cimentaires, ont été testés dans différentes conditions de laboratoire conformément à plusieurs normes d’essais utilisés en Amérique du Nord et en Europe. Pour évaluer l’endommagement du béton, une méthode pétrographique de quantification de l’endommagement du béton a été utilisée, soit le Damage Rating Index (DRI). Lors de cet essai, un pétrographe comptabilise les indices d’endommagement à l’aide d’un stéréomicroscope (grossissement 15x) sur une plaque de béton polie, afin d’en identifier le nombre DRI. Cet essai est de plus en plus utilisé en Amérique du Nord; cependant, aucune procédure d’essai normalisée n’est encore disponible. Les objectifs de cette étude étaient 1), d’évaluer la répétabilité attribuable au même opérateur, 2), d’évaluer l’applicabilité du DRI à l’analyse spatiale de l’endommagement d’un même spécimen, 3), de valider si la méthode est efficace pour des bétons incorporant des ajouts cimentaires et 4), de confirmer si des indices pétrographiques attribuables à la RAS peuvent être observés à l’échelle du DRI sur des spécimens ayant atteint une expansion près de la limite de 0.040% ou moins. La variabilité attribuable au même opérateur a été déterminée par ANOVA à l’aide d’un logiciel de statistique permettant d’analyser la variance dite «ponctuelle» à l’échelle d’un cm². Les résultats ainsi obtenus démontre que l’expérience de l’opérateur influence grandement la variabilité des résultats de l’essai, alors qu’une certaine expérience est requise pour obtenir une constance raisonable dans la réalisation de l’essai. Cela dit, une certaine variabilité demeure toujours présente, puisqu’un coefficient de variation ponctuel très élevé allant de 61.0 à 120.4% a été obtenu pour un opérateur expérimenté. Cette variabilité est directement reliée à l’endommagement du spécimen, i.e. pour un endommagement plus élevé, une variabilité (relative) plus faible est obtenue. En utilisant la théorie de l’échantillonage, une équation permettant d’évaluer la marge d’erreur (seuil de confiance de 95%) correspondant à l’incertitude intrumentale sur un nombre DRI obtenu par l’opérateur de cette étude sur un certain nombre de cm² a été obtenue. Bien que les coefficients de variation ponctuels obtenus soient très élevés, l’incertitude d’un même opérateur à l’échelle d’une surface suffisamment grande (± 200 cm²) est de ≈11% (dépendant du niveau d’endommagement), ce qui est comparable à l’incertitude liée la répétabilité (intra-laboratoire) mesurée pour plusieurs autres essais fréquemment utilisés tels que l’ASTM C457 (≈16%) ou l’ancienne RILEM AAR-3 (≈16-23%). Trois méthodes d’analyse spatiale de l’endommagement à partir du DRI ont été développées lors de cette étude, soit 1), l’évaluation du profil d’endommagement du béton par l’entremise de groupe de lignes (i.e. peau vs cœur selon l’axe longitudinal de l’éprouvette); 2), l’évaluation du profil d’endommagement du béton par l’entremise de zones d’égale dimension (e.g. 50 cm²) situées d’une extrémité à l’autre de l’éprouvette (sommet vers la base); 3), une carte d’intensité de l’endommagement (DRI damage map) permettant une appréciation qualitative/visuelle de la variabilité de l’endommagement sur la surface entière de l’éprouvette. Les résultats obtenus démontrent que le DRI est assez sensible pour permettre l’analyse spatiale de l’endommagement pour un même spécimen si les variations d’endommagement locales sont présentes sur une surface suffisamment grande, c’est-à-dire ± 50 cm². Cependant, le DRI damage map est considéré comme l’outil le moins fiable. L’analyse spatiale de l’endommagement des prismes de béton suggère que certains mélanges cimentaires ou certaines conditions de laboratoire (e.g. lessivage des alcalis ou enveloppement des éprouvettes dans un tissu préalablement trempé dans une solution alcaline) peuvent générer différents patrons de fissuration à l’intérieur du prisme. L’examen visuel par la méthode du DRI de prismes de béton manufacturés à partir de mélanges cimentaires différents (avec et sans ajouts cimentaires) ayant une expansion similaire a démontré qu’un niveau d’endommagement non négligeable peut parfois être observé dans des bétons incorporant des ajouts cimentaires mais relativement peu affectées par la RAS. Ces valeurs de DRI plus élevées sont entièrement causées par la présence de fines fissures dans le pâte de ciment. Il est suggéré que ces fissures résultent d’un autre mécanisme d’endommagement, tel que le retrait, et/ou que l’augmentation du contraste de couleur entre la pâte de ciment et ces fissures permet à l’opérateur de plus facilement les distinguer. Ce type de fissures a en effet été identifié principalement pour des bétons incorporant du laitier de hauts-fourneaux alors qu’elles ne furent pas observées pour les bétons fabriqués avec des cendres volantes. L’examen pétrographique des prismes ayant subi une expansion entre 0.022 et 0.041% a démontré que plusieurs indices pétrographiques reliés à la RAS peuvent être observés à l’aide d’un stéréomicroscope à l’échelle du DRI (grossissement de 15x), et ce même à ce niveau d’expansion. De plus, certains indices d’endommagement attribuables à la RAS, tels que les fissures ouvertes dans les particules de granulat avec produits de réaction et les fissures dans la pâte de ciment avec produits de réaction,ont pu être observés à quelques reprises sur ces bétons faiblement endommagés. Cela mène à la conclusion que la RAS peut bel et bien être diagnostiquée lors de l’examen visuel d’une plaque de béton polie à l’échelle du DRI, et ce à une expansion aussi faible que 0.022%. / This MSc dissertation provides the results of quantitative damage assessments, using the Damage Rating Index (DRI) method and petrographic examination, of 35 concrete prisms that were manufactured with different aggregates and binders as well as being exposed to different testing conditions through the Norwegian COIN project. Visual examination of the test prisms was conducted with a stereomicroscope at a ≈15x magnification along with damage assessment through DRI. The objectives of the study were 1) to appraise the single operator variability of the DRI method, 2) appraise the “sensivity” of the method to apply damage spatial analysis within the same specimen,3) validate whether the method is suited for the damage assessment in concrete incorporating SCMs and 4) confirm whether petrographic features of ASR can be identified at the DRI scale on specimens with an expansion close to the limit of 0.040% or lower. Upon replicate DRI determinations on eight specimens, the single operator variability was determined for each square (cm²) within the test specimens by ANOVA. The results obtained highlighted that the experience of the operator significantly influences the single operator variability and that a certain experience is required before achieving a reasonable consistency. The single operator variability determined at the scale of each square is considerably high with coefficients of variation ranging between 61.0 and 120.4%, depending on the magnitude of the DRI number of the specimen. The latter is directly influenced by the damage level of the specimen, i.e. the more damage -the lower the variability (from a relative point of view). By applying the sampling theory to the single operator variability found in this study, a margin of error related to the instrumental measurement uncertainty was determined. It was found that the instrumental measurement uncertainty of the method (i.e. the repeatability of the measuring instrument) for an experienced operator is equal to ≈11% (depending on the damage degree) when analysing approximately 200 cm². The latter can be compared to other test methods frequently used in laboratories like the former AAR-3 (≈16-23%) or the ASTM C457 (≈16%). Three DRI spatial analysis tools were developed for this study, i.e. 1) the DRI damage mapping, 2) the analysis of grouped lines and 3) the damage profile. In summary, the DRI damage mapping consists in analysing the DRI number of each square separately and classifying them with a color code depending on the damage degree, hence qualitatively/visually identify damage contrast. The analysis of grouped lines consists in separating the specimen in grouped lines of equal distance (laterally) from the prism’s surface and assessing individually their respective DRI values within the specimen. The damage profile consists in separating the prism in zone of equal areas (4 or 9, depending on the prism size) from the top to the bottom and assess their respective DRI number. According to the results obtained in this study, the DRI method is “sensitive” enough for damage spatial analysis if local damage variations are present within an area large enough, i.e. ± 50 cm², although the DRI damage mapping is the less reliable of the above tools. Otherwise, the method’s single-operator precision (i.e. repeatability) is not highenough to provide a relatively good indication of the extent of damage variations at such small scale. Overall, the damage assessed within prisms suggest that some binder types or exposure conditions (e.g. alkali leaching or alkali wrapping) may induce certain internal damage variations. Comparing the damage degree of prisms with equal expansion but different binder types (with and without SCMs) revealed a somewhat higher degree of damage assessed through the DRI method for some SCM-bearing specimens. In this study, the use of fly ash was found to have no effect on DRI number, whereas an increase in DRI number was found for specimens of similar expansion incorporating slag. This damage increment is largely due to an increase of counted cracks in the cement paste, which is believed to be either caused by another damage mechanism (such as shrinkage) or the higher contrast between the whitish cracks and the darker cement paste making them easier to be noticed by the operator. Even for specimens with an expansion between 0.022 to 0.041%, several ASR petrographic features like voids of the cement paste filled/lined with secondary reaction products or reaction rims (depending on the aggregate type) can be noticed when conducting the DRI (with a stereomicroscope at ≈ 15x magnification). Other ASR damage features like opened cracks in the aggregate particles with reaction products or cracks in the cement paste with reaction products were also noticed in those specimens, although rare.This leads to the conclusion that ASR can be diagnosed visually when performing DRI determination on concrete specimens with an expansion as low as 0.022%.

Environ 50 millions de m3 des sédiments sont dragués chaque année des ports en France. La solution traditionnelle comme le dépôt en terre et l’immersion en mer pour les sédiments devient de plus en plus réglementée. L’utilisation des sédiments dans le domaine de construction peut non seulement résoudre les problèmes relatifs aux sédiments, mais également constituer une nouvelle source de matériaux. Les présents travaux portent sur la proposition d’une solution pour l’utilisation des sédiments marins en couche d’assise de chaussée à travers le respect d’une méthodologie générale de valorisation. Après une identification des sédiments bruts, la valorisation des sédiments par le ciment et la chaux dans le domaine routier est évaluée en point de vue de l’IPI et de la performance mécanique. L’effet du ciment et de la chaux sur le compactage, la résistance, le gonflement, la durabilité et le changement des phases minérales est étudié. Les cendres volantes peuvent être utilisées pour la valorisation des sédiments à cause de sa propriété pouzzolanique. L’ajout des cendres volantes induit certainement le changement des propriétés mécaniques et chimiques, qui sont évaluées par les essais de compaction, les essais de l’indice portant immédiat, les essais en compression et en traction, les essais du cycle au gel-dégel, les essais de l’immersion à l’eau et les essais DRX et ATD/ATG. Le potentiel d’utilisation des formulations élaborées est évalué en technique routière. Enfin, l’étude mécanique complémentaire sur les sédiments bruts et les sédiments traités à la chaux est présentée. Les performances mécaniques plus approfondies des sédiments sont prises en compte à l’aide de l’essai de compressibilité, de l’essai de cisaillement direct et de l’essai triaxial. / Nearly 50 millions m3 of sediments are dredged each year from rivers and ports in France. The traditional solution such as land deposit and ocean dumping to manage dredged sediments is increasingly restricted. The use of sediments in the field of construction can not only solve problems related to sediments, but also provide a new source of construction materials. The present work focuses on a proposed solution for use of marine sediment in roadbed layer by the respect of a general methodology. After identifying the characteristics of raw sediments, the evaluation of marine sediments by cement and lime in roadbed is assessed in terms of bearing capacity and mechanical performance. The effect of cement and lime on soil compaction, strength, swelling, durability and le change in mineral phases is studied. Fly ash can be used for the valorization of sediments because of its pozzolanic property. For treated sediments, the addition of fly ash induces certainly the change in mechanical and chemical properties, which are evaluated by the compaction tests, the bearing capacity tests, the compressive and tensile strength tests, the freezing-thawing cycle tests, the immersion in water tests and the XRD and DTA/TGA tests. The potential of the proposed formulations treated with fly ash was evaluated for the potential use in road engineering. Finally, the supplementary mechanical study on raw sediments and lime-treated sediments is presented. The mechanical performance of sediments is evaluated by using the compressibility tests, direct shear tests and triaxial tests.

La tranchée constitue une cause majeure de dégradation des voiries urbaines. Elle influence considérablement la durée de service de ces voiries. Le présent travail vise à étudier à travers une expérimentation à grande échelle l’influence de la tranchée sur la chaussée. Il a été réalisé dans le cadre d’une collaboration entre la Métropole Européenne de Lille, le Laboratoire de Génie Civil et géo-Environnement et Eurovia. Il comporte quatre parties. La première comporte une synthèse bibliographique sur l’influence de la tranchée sur la structure de la chaussée et sa durée de service ainsi que sur son impact économique. La seconde partie concerne l’analyse du fonctionnement du système d’instrumentation qui a été utilisée pour le suivi du comportement de la chaussée et de la tranchée construites à l’entrée du campus de Lille1. La troisième partie consiste dans l’évaluation de l’état structurel de la chaussée et de la tranchée à l’aide des essais de déflexion. La dernière présente une analyse des réponses de la chaussée et de la tranchée sous l’effet du trafic et l’influence de la température sur ces réponses. / The trench is a major cause of deterioration of urban pavements. It considerably reduces the service life of these pavements. The present work aims to study through a large-scale experimentation the influence of the trench on urban pavements. It has been conducted within a collaboration between Lille Metropolis, Civil and geo-Environmental Engineering laboratory and Eurovia. It includes 4 parts. The first part contains a literature review concerning the influence of the trench on urban pavements as well as its economic impact. The second part concerns the analysis of the performances of the instrumentation system used to monitor the behavior of the pavement and the trench built at the entrance of Lille1 campus. The third part consists in the analysis of structural behavior of the pavement and the trench using deflection tests. The last presents an analysis of the responses of the pavement and the trench under traffic and the influence of the temperature on these responses.

Les microparticules à base de copolymères d’acides lactique et glycolique (PLGA) sont biocompatibles et biodégradables tout en permettant de contrôler la libération des principes actifs pendant quelques jours à plusieurs mois. Récemment, des stratégies ont été développées pour améliorer les propriétés de ces polymères en introduisant des groupements fonctionnels le long de la chaîne polymérique dans le but de moduler la libération des principes actifs.L’un des objectifs de ce travail a été d’étudier le potentiel de nouveaux copolymères fonctionnalisés portant des groupements carboxyliques pour la préparation de systèmes à libération contrôlée. L’apomorphine est encapsulée comme principe actif modèle. Son effet thérapeutique reste limité de part son court temps de demi-vie et son puissant effet émétique. Ainsi, des microparticules biodégradables, assurant une libération contrôlée de l’apomorphine, amélioreraient son efficacité thérapeutique et l’observance du traitement en réduisant la fréquence d’administration et les effets secondaires systémiques. Les microparticules chargées en apomorphine ont été préparées par une méthode d’émulsion à partir des nouveaux polymères fonctionnalisés, et de PLGA 50:50 de différentes masses moléculaires, pour comparaison. Les microparticules obtenues ont été caractérisées par différentes techniques. Le contenu résiduel en dichlorométhane (utilisé au cours de la formulation) a été quantifié et la libération de l’apomorphine a été étudiée in vitro. L’utilisation des polymères fonctionnalisés portant des fonctions carboxyliques libres a mené à une efficacité d’encapsulation plus élevée en apomorphine, de plus bas taux résiduels en dichlorométhane et à des cinétiques de libération in vitro de l’apomorphine distinctes de celles obtenues avec les PLGA traditionnels. Ces résultats suggèrent une application prometteuse de ces polymères fonctionnalisés pour la libération contrôlée de principes actifs. Une étape d’optimisation a ensuite consisté à modifier les paramètres de formulation afin d’étudier leur influence sur les caractéristiques des microparticules produites. L’objectif était notamment d’améliorer l’efficacité d’encapsulation tout en limitant la libération initiale d’apomorphine pouvant engendrer des pics de concentration néfastes, à l’origine d’effets indésirables. Ainsi, certains paramètres de formulation ont été modulés au cours de la préparation des microparticules à base de PLGA 50:50 de 10 kDa. La sélection de paramètres optimaux a mené au développement d’une formulation assurant une libération d’ordre zéro de l’apomorphine sur une période de dix jours.En outre, la littérature met en évidence l’importance des études de libération in vitro au cours du développement des microparticules de PLGA. Cependant, aucune méthode n’étant décrite par les autorités réglementaires, des conditions très différentes sont utilisées en pratique et leur influence sur les cinétiques de libération est peu connue. Par conséquent, une partie de ce travail a consisté à évaluer l’impact des conditions expérimentales sur les essais de libération in vitro à partir des microparticules. Différents systèmes couramment utilisés ont été employés pour les études de libération. Différents principes actifs modèles ont été encapsulés à différents taux de chargement et plusieurs techniques ont été utilisées pour caractériser les formulations obtenues. Des modèles mathématiques ont été appliqués pour mieux comprendre les phénomènes observés. Les résultats montrent que les conditions expérimentales peuvent influencer, de manière négligeable ou significative, les cinétiques de libération, en fonction du type de formulation et du système expérimental utilisé. Les différences observées peuvent être partiellement attribuées à des différences de mécanismes impliqués dans le processus de libération. Cet effet doit particulièrement être pris en considération avant de tirer toute conclusion à partir des études de libération in vitro. / Poly(lactic-co-glycolic) acid (PLGA)-based microparticles represent an attractive choice to sustain drug release over periods ranging from a few days up to several months, while ensuring good biocompatibility and complete biodegradability. Recently, tremendous efforts have been devoted to improve the properties of these copolymers by introducing functional groups along the polymeric chain, with the aim of modulating the drug release.On the one hand, the main objective of this work was to investigate the potential application of new functionalized copolymers bearing pendant carboxyl groups (PLA-co-PBED), as controlled drug delivery device. In this study, apomorphine was encapsulated as a model drug. Its therapeutic effect is limited due to its very short half-life and its strong emetic effect. Consequently, biodegradable microparticles would offer the advantage of improving therapeutic efficiency and compliance, by reducing administration frequency and minimizing systemic side effects. Apomorphine-loaded, PLA-co-PBED-based microparticles were prepared using an emulsion method. Microparticles based on PLGA 50:50 of different molecular weights were used as a reference. The obtained microparticles were characterized using various techniques. The residual content of dichloromethane (used as organic phase during microparticle preparation) was quantified and the in vitro release of apomorphine was studied. Interestingly, the functionalized polymers bearing free-carboxylic groups led to higher drug encapsulation efficiencies, lower residual contents of dichloromethane and different drug release patterns. These results suggest a promising application of these functionalized polymers to control drug release. Furthermore, the impact of the formulation parameters on the resulting physico-chemical properties of microparticles was studied. The main objective was to optimize the encapsulation efficiency, while minimizing initial burst release, to avoid toxic concentration peaks, and thus potential side effects. In this matter, some formulation parameters were varied during the preparation of microparticles based on PLGA 50:50 of 10 kDa. Optimal parameters were selected to achieve a zero-order apomorphine release over 10 days.On the other hand, it is well known that the in vitro drug release studies are crucial for the development of PLGA-based microparticles. However, as no standardized method has yet been established by authority agencies, very different methods are used in practice and their consequences on the resulting drug release kinetics are not well understood. Consequently, this work was intended to evaluate the impact of the experimental conditions on the resulting drug release kinetics from PLGA-based microparticles. Frequently applied setups were used. Different model drugs were encapsulated at different initial drug loadings. Various techniques were used to characterize the resulting formulations. Mathematical modeling was applied to better understand the observed phenomena. These results showed that the impact of the experimental conditions can be negligible or significant, depending on the type of formulation and the experimental setup. The observed differences could partially be explained by differences in the underlying drug release mechanisms. It can be concluded that great care must be taken when drawing conclusions from in vitro drug release measurements.

Thèse de doctorat : Sciences de l'ingénieur : génie mécanique : Metz : 2008. / Thèse soutenue sur ensemble de travaux. Bibliogr. p. 37-42, 86, 128-129.

Thèses (M.Sc.A.)--Université de Sherbrooke (Canada), 1997. / Titre de l'écran-titre (visionné le 18 juillet 2006). Publié aussi en version papier.

Habilitationsschrift--Münster. / Bibliography: p. [283]-296.

Lors de ces dernières décennies, l’exploitation du Gaz Naturel Liquéfié (GNL) a connu un intérêt croissant, et un marché en forte expansion avec de nombreux projets d’installation de terminaux méthaniers. Le gaz naturel liquéfié est transporté et stocké à très basses températures (~ -163°C), dans des réservoirs de capacités de plus en plus importantes. Ceci impose l’utilisation de matériaux particuliers présentant des caractéristiques adaptées aux températures cryogéniques. Les terminaux méthaniers doivent fonctionner en toute sécurité pendant toute leur durée de vie, cet impératif de sécurité doit être pris en compte dès la phase de conception et pendant toute la période d’exploitation. Cette étude est une contribution à la vérification et la compréhension des comportements de l’acier à 9% de nickel et de l’acier austénitique 316L utilisés respectivement pour la construction des grands réservoirs et des bras de chargements-déchargements. Ce comportement est étudié à la température ambiante et à -196°C à l’aide d’essais mécaniques classiques et d’essais Small Punch Test. Pour évaluer les effets de cyclage consécutifs aux remplissages-vidanges des installations, une matrice d’essais de cyclage est proposée et les caractéristiques mécaniques des matériaux et de certaines soudures sont établies et comparées avant et après cyclage. / In last few decades, there has been increasing interest in the exploitation of the Liquefied Natural Gas (LNG). It is a fast growing market with many projects of storage terminal installation. Liquefied natural gas is transported and stored in reservoirs with increasingly important capacities at very low temperatures (~ -163°C). This requires the use of special materials with tailored properties at cryogenic temperatures. The storage terminals must operate safely during their life. This imperative security must be taken into account at the design stage and throughout the operating period. This study provides a significant contribution to the verification and understanding of the behavior of 9% Nickel steel and 316L austenitic steel used for the construction of large reservoirs and loading-unloading arms respectively. Mechanical behavior of these materials is studied at room temperature and -196°C using conventional mechanical tests and Small Punch Test. The cycling test matrix is proposed in order to assess effects on installations due to consecutive filling-emptying cycles. The mechanical characteristics of the materials and some of welds are carried out and compared before and after cycling.

Le comportement des polymères amorphes suscite un intérêt certain dans le monde de la recherche car leurs domaines d'application sont très varies. La transparence et une grande rigidité sont de grands atouts qui font du polycarbonate (pc) un des polymères techniques les plus usités. Les lois phénoménologiques ne permettent pas de reproduire correctement le comportement de ce polymère. Cette étude se propose donc d'étudier le comportement du pc a partir d'essais simples et complexes de compression uniaxiale en quasi statique et à température ambiante. Des essais comprenant plusieurs cycles de charge – décharge – maintien a effort constant sont réalisés avec différents niveaux et temps de maintien. Une autre série d’essais est destinée a mettre en évidence l’anisotropie induite du pc. L’ensemble de ces essais est ensuite comparé au modèle de boyce, parks et argon (1988) très référencé dans la littérature afin de tester sa validité. Certaines lacunes de cette approche sont ainsi mises en évidence. Finalement, un nouveau modèle micromécanique est proposé, basé sur la structure du polymère et l'évolution de celle-ci et inspire des modèles de plasticité pour les métaux. La notion de pelote comprenant plusieurs chaînes moléculaires est introduite. La déformation totale est décomposée de façon additionnelle en parties élastique, anélastique et plastique. L’écrouissage est naturellement introduit grâce à la combinaison de la notion de pelote et du modèle de lin (1957). Une première validation de ce modèle est proposée, fournissant des résultats particulièrement encourageants pour les travaux futurs / The behaviour of amorphous polymers is of a great interest in the research world because their application fields are various.transparency and high stiffness are the major advantages which made polycarbonate (pc) one of the most machined technical polymers. Phenomenological laws don’t allow reproducing correctly the behaviour of this polymer. this study proposes to analyze the pc’s behaviour based on simple and complex uniaxial compressive tests, in quasi static conditions and at room temperature. Tests with different loading – unloading – maintaining at constant forces cycles are done with various levels and maintaining times. Another series of tests is dedicated to show the induced anisotropy of pcs. all these experiments are compared to the boyce, parks and argon’s model (1988) very represented in the literature in order to check its validity. some lacks of this approach are enlightened. finally, a new micromechanical model is proposed based on the polymer structure and on its evolution, and inspired from metal plasticity models. the concept of balls which include several molecular chains is introduced. the total strain is additionally decomposed of three parts: elasticity, anelasticity and plasticity. The hardening is naturally introduced thanks to the combination of ball concept and lin’s model (1957). A first validation of this model is proposed, giving encouraging results for further works

La connaissance du comportement des matériaux élastomères est un enjeu important pour la conception de composants ou de structures mécaniques. Que ce soit sous chargement monotone ou cyclique, uniaxial ou multiaxial, ces propriétés doivent être maîtrisées afin de construire des outils prédictifs de durée de vie robustes Dans la revue bibliographique, après une présentation des propriétés physico-chimiques des matériaux élastomères, les modèles pour décrire leur comportement monotone sont discutés. Sont également présentées, les mécanismes d'endommagement (effet Mullins, adoucissement cyclique) ainsi que les aspects liés à 1 a fatigue et à la rupture de ces matériaux. Dans une deuxième partie, qui concerne les chargements cycliques, on s'intéresse tout d'abord à l'endommagement de type Mullms. Des expénences réalisées sur un élastomére de type SBR, mettent en évidence ce mécanisme d'endommagement. Se basant sur les travaux de Miehe. la prédiction par ce type de modéle conduit à un accord acceptable avec les données expérimentales On s'intéresse ensuite à la prédiction de la durée de vie en fatigue en utilisant la définition de l'endommagement de Lemaltre. Sur la base d'une densité d'énergie d'Ogden d'ordre 4, on généralise un modéle développé par Wang permettant de calculer la durée de vie d'un élastomère. Ce modèle simple à deux paramètres permet de rendre à priori compte des évolutions observées expérimentalement en chargement uniaxial.On montre également les limites d'un tel modéle pour des chargements multiaxiaux. Dans la troisième partie, il s'agit de développer un outil prédictif de rupture des élastoméres sous chargement monotone et multiaxial Se basant sur le concept de défaut intrinsèque, et s'appuyant sur la mécanique de la rupture, on construit, par des simulations éléments finis en chargement biaxial, une courbe d'état limite dans le plan des élongations principales, dans le cas des contraintes planes. Les valeurs ainsi prédites sont en accord satisfaisant avec des données expérimentales pour deux matériaux différents (NR et SBR). Enfin, on tente de généraliser cette approche pour des cas où la pression hydrostatique est prépondérante, c'est-à-dire où la cavitation est le principal mécanisme de dégradation / Knowledge of the behavior of rubber matenals is an important issue for the design of components and mechanical structures Whether under monotonic or cyclic loading, uniaxial or multiaxial, these properties must be known in order to build strong predictive tools of Iife duration. ln the literature review, after a presentation of physieo-chemical properties of elastomeric materials, models to deseribe their monotonic behavior are discussed. The mechanisms of damage (Mullins effect, stress softening ... ) and features related to fatigue and fracture of these materials are also presented. ln a second part, dealing with cyclic loading, we first focus on the Mullins effect. Experiments conducted on a SBR, highlight this mechanism of damage. Based on the work of Miehe, predicted responses by this model lead to a suitable agreement with the expenmental data. Further, we investigate the prediction of lifetime fatigue using the detimtion of damage givcn by Lemaitre. On the basis of a 4th order strain energy density of Ogden, a model developed by Wang to calculate the lifetime of an elastomer is generalized. This simple model requiring only two parameters to be identified, gives predicted values in agreement with expenmental data in the uniaxial loadmg. The limlts of such a modelling when applied to multiaxial loading are also presented. ln the third part, our purpose is to develop a predictive tool for fracture of rubbers under multiaxial but monotonic loading. Based on the concept of intrinsic defect, and usmg fracture mechanics, finite element simulations under biaxial loading allow to build a yield curve in the principal stretches coordmates and in the case of plane stress. The predieted values are in quite good agreement with experimental data for two different materials (NR and SBR). Finally, attempts to generalize this approaeh for cases where cavitation is the main mechanism of degradation is highlighted