La recherche de critères de vieillissement des revêtements de protection sur le long terme est nécessaire dans de nombreuses configurations industrielles. Ce travail présente l'étude de l'évolution de l'élasticité de revêtements de peinture sur plaque métallique par réflectométrie ultrasonore pour détecter de façon non destructive l'endommagement induit lors de tests de vieillissement thermique accéléré. La modélisation du pouvoir réflecteur permet d'identifier, dans une certaine gamme de fréquence, un mode particulier dont la valeur de l'angle critique est préférentiellement sensible à la rigidité de la couche en bon accord avec les tests réalisés sur des revêtements de 100µm de peinture sur plaque d'acier. Cette méthode est appliquée sur des échantillons étuvés à 80°C et 110°C durant 4000 heures. En fonction de la température, la mesure quotidienne de la position de cet angle critique permet de suivre le temps nécessaire au séchage complet des revêtements suite à l'évaporation du solvant. Au-delà, les variations de cette position angulaire indiquent, pour les modules élastiques de la peinture, une légère augmentation de moins de 2%. L'altération de la structure chimique détectée par mesures de température de transition vitreuse et de concentration de certains marqueurs (FTIR) se traduit donc par des modifications faibles d'élasticité nécessitant une résolution angulaire inférieure à 0,1°. Pour mieux différencier la rigidité de ces échantillons suite au vieillissement thermique, la sensibilité nécessaire est obtenue en réalisant une excursion en température autour de l'ambiante de quelques °C durant les mesures de réflectométrie. / The determination of paint coating's ageing criteria after long term service is necessary in many industrial configurations. In this work, we have studied by ultrasonic reflectometry the evolution of the elasticity of paint coated on a metallic plate in order to detect in a non destructive way the damage induced by thermal accelerated ageing tests. The simulation of the reflection coefficient identifies a particular mode whose critical angle is preferentially sensitive to the elasticity of the paint layer in a particular range of frequency. This result is in agreement with experimental tests performed on 100 µm thick paint coated on a steel plate. These samples are heated at 80°C and 110°C during 4000 hours. The everyday measurement of the evolution of the critical angle allows the identification of the time necessary to reach the complete drying of the paint coating. This parameter depends on the heating temperature. The total variations of these critical angular positions indicate a small increase less than 2% of the paint's elasticity moduli. In parallel, the change of the chemical structure is detected by the measurement of the glass transition temperature and the concentration of some markers identified by FTIR. This chemical change is linked to a small variation of elasticity implying an angular resolution less than 0.1°. For an easier differentiation of the rigidity of these thermally aged coatings, an enhanced sensibility is obtained by changing the temperature during the reflectometry measurements.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2012MON20234 |
| Date | 18 December 2012 |
| Creators | Zhang, Xin |
| Contributors | Montpellier 2, Despaux, Gilles |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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