L'objet de ce mémoire de thèse est l'étude des propriétés de l'adhésif structural EA 9689 lors de son utilisation à température élevée. Cet adhésif époxyde est utilisé dans l'industrie aéronautique pour le collage des inverseurs de poussée et pour la réalisation de structures sandwichs. Notre étude porte principalement sur deux aspects, la dégradation thermique et le fluage.<br />L'étude du comportement en température nous a permis de proposer un schéma réactionnel de dégradation thermique impliquant différents mécanismes moléculaires. L'effet principal est une dépolymérisation thermolytique qui conduit à une plastification du réseau. Nous avons montré que les molécules plastifiantes avaient une structure très proche de celles des durcisseurs. Il y a ensuite migration de ces molécules plastifiantes du cœur vers la surface des échantillons. En surface, ces molécules ont un comportement différent selon les conditions de vieillissement. Parallèlement à ces phénomènes, il y aurait des recombinaisons moléculaires au sein du réseau qui conduisent à la formation d'une structure thermiquement plus stable. Cette espèce thermostable nécessite de l'oxygène pour être dégradée selon un mécanisme de thermo-oxydation. Notre étude a également porté sur l'évolution de la température de transition vitreuse au cours du vieillissement thermique. Nous avons ainsi mis en évidence une évolution complexe caractérisée par une diminution de la Tg au cours du vieillissement suivie d'une augmentation.<br />L'étude du comportement mécanique de l'EA 9689 et d'assemblages collés acier/colle/acier nous a permis de mieux comprendre les potentialités de cet adhésif structural, mais aussi de proposer différentes hypothèses sur les mécanismes moléculaires responsables du fluage. Nous avons ainsi montré que les propriétés mécaniques de cet adhésif étaient très bonnes jusqu'à des températures d'environ 150°C. Au delà de cette température, on note une chute importante des propriétés mécaniques que l'on peut expliquer par un accroissement du caractère viscoélastique du polymère, et ceci alors même que la Tg est à une température bien supérieure (environ 230°C). Nous notons que les propriétés des assemblages collés sont intimement liées à la nature, et donc à la résistance, de l'interphase adhésif/substrat et qu'il est donc impossible de préjuger de la résistance de joints sans connaître au préalable celle de l'interphase formée. Nous nous sommes intéressé aux trois stades du comportement en fluage en portant une attention particulière sur le fluage stationnaire au cours duquel la vitesse de déformation est constante. Nous avons ainsi développé un modèle simple pour représenter l'évolution de la vitesse de fluage stationnaire avec la contrainte et la température. Ce modèle nous a permis de faire différentes hypothèses sur la nature des mécanismes de déformation par fluage. Nous postulons ainsi que dans des conditions "douces" (température et contrainte faibles), la déformation au cours du fluage stationnaire serait provoquée par des mouvements locaux des segments de chaînes identiques à ceux décrits pour expliquer la transition . En conditions de fluage plus "sévères" (température et/ou contrainte élevée), la déformation stationnaire serait due à des mouvements des chaînes macromoléculaires sur de longues distances analogues à ceux proposés pour la transition vitreuse.

Les travaux entrepris dans le cadre de cette thèse portent sur l’étude de la dégradation radiolytique de polymères constitutifs de l’enveloppe isolante de câbles électriques contrôle commande. Pour étudier les mécanismes de dégradation de l’isolant du câble, une approche originale à été suivie via l'utilisation de matériaux modèles, i.e un mélange réticulé non chargé à base d’EVA (Ethylène Vinyle Acétate) et d’EPDM (Ethylène Propylène Diène Monomère) et le composite correspondant chargé avec des ATH (trihydroxyde d’aluminium), ont été soumis à une irradiation gamma. Ces travaux s'inscrivent dans la perspective d'un souhait de prolongation de la période d’exploitation des centrales du parc électronucléaire français par l'exploitant EDF. Une analyse multi-échelle de la dégradation des matériaux modèles et de l’isolant a été effectuée pour comprendre l’évolution des propriétés des matériaux polymères induites par différents types de vieillissement (thermooxydatif et/ou radiooxydatif). Dans l’ensemble de ces conditions, Il a été établi que la dégradation du mélange EVA/EPDM et du composite EVA/EPDM/ATH est gouvernée par un mécanisme de coupures de chaînes, le point faible de la matrice polymère étant la partie vinyle acétate; de plus dans le cas de la radiooxydation, les processus purement radiolytiques jouent un rôle clé. À partir de courbes de corrélation, il a été montré que les propriétés physicochimiques des matériaux polymères, telles que l’évaluation par spectroscopie IR de la quantité de produits d’oxydation formés, la détermination de la fraction de gel, et les mesures d’OIT (Temps d’Induction à l’Oxydation), sont des indicateurs sensibles de vieillissement. L’évolution de ces trois critères étant plus précoce et plus progressive que la perte des propriétés mécaniques de l’isolant, on pourrait donc anticiper une perte brutale des propriétés mécaniques, voire de la fonctionnalité du câble, en faisant un suivi de leur évolution. Plus généralement, ces études soulignent l’importance de travailler à des débits de dose très faibles et à température ambiante pour que le vieillissement accéléré soit représentatif, ce qui a été fait dans le cadre de cette thèse. / This study is focused on the radiooxidative degradation of polymeric insulation of Instrument and Controle (I&C) electric cables. In order to investigate the degradation mechanisms of the insulation, an original approach has been implemented thanks to the use of model composites with ATH (Aluminium TriHydrate) filler and blends (without filler) based on a cross-linked mixture of EVA (Ethylene Vinyl Acetate) and EPDM (Ethylene Propylene Diene Monomer) were submitted to gamma-irradiation. This work has been completed within the goal of extending the lifetime operation of French Nuclear Power Plants (NPPs) by EDF. Multi-scale analysis of the model materials and insulation were performed in order to investigate de modifications and the evolution of the polymer properties induced by different kinds of ageing (thermo and/or radiooxidation). After having highlighted that whatever the ageing conditions are, degradation of polymers is governed by scission process, it is shown that purely radiolytic processes play a key role in the overall degradation scenario. These studies based on correlation curves showed that physico-chemical properties of the polymer, such as the evaluation by InfraRed of the amount of the oxidation products formed, gel fraction and Oxidation Induction Time measurements are relevant indicators of ageing. The evolution of these properties during ageing is even, in the case of the insulation, earlier than the loss of mechanical properties, which may allow to anticipate a sudden loss of mechanical properties and therefore of the functionality of the cable insulation. More generally, these studies points out the needs of using the lowest dose rates possible and room temperature, as done in this work.