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Lancement de la Chaire DEEP unissant HUTCHINSON, l'ESPCI et MINES ParisTech

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Stabilité dimensionnelle de mélanges PP/EPDM sous chargement thermo mécanique ; Effet de microstructure et de mise en œuvre

Stabilité dimensionnelle de mélanges PP/EPDM sous chargement thermo mécanique ; Effet de microstructure et de mise en œuvre

'Stabilité dimensionnelle de mélanges PP/EPDM sous chargement thermo mécanique ; Effet de microstructure et de mise en œuvre'

Proposition de thèse

Spécialité

Mécanique numérique et Matériaux

Ecole doctorale

SFA - Sciences Fondamentales et Appliquées

Directeur de thèse

BILLON Noëlle

Unité de recherche

Centre de Mise en Forme des Matériaux

Contact
Site Webhttp://www.cemef.mines-paristech.fr/sections/formations/doctorats/pour-postuler/these-cemef-8546
Mots-clés

Thermoplastique vulcanisé , PP/EPDM, caractérisation microstructurale, caractérisation mécanique

Microstructural characterization, mechanical characterization

Résumé

Il se décomposera en 4 volets menés partiellement en parallèles:

Volet 1 : Caractérisation de la microstructure initiale
Une étape importante sera de caractériser les différentes microstructures des échantillons obtenus, en balayant les conditions de transformation. Pour cela, le doctorant pourra s'appuyer sur les moyens de transformation du Laboratoire Thermoplastiques et Innovation du Centre de Recherche et Innovation Hutchinson. Afin de caractériser les microstructures, on utilisera tous les moyens disponibles : microscopie optique et électronique (MEB), microtomographie de Rayons-X, AFM, diffraction des rayons-X aux grands et petits angles.

Volet 2 : Caractérisation mécanique, analyse et relation avec la microstructure
Sur la base des conditions identifiées dans le volet 1, une caractérisation mécanique des phases et du mélange sera menée et reliée aux observations de microstructure du voler 2. Pour cela, on pourra s'appuyer sur des essais mécaniques in-situ couplés avec des observations microstructurales réalisés sur des grands instruments.

Volet 3 : Etude de cas micromécanique
La connaissance des comportements des phases et de la microstructure de dispersion des mélanges sera mise à profit au travers de l'utilisation des moyens numériques existants au CEMEF en l'état pour réaliser une analyse de type « rhéologie virtuelle ».

Volet 4 : Synthèse et voie de modélisation
Les résultats propres à l'étude seront synthétisés et confrontés, pour définir quelles pourraient être les lois physiques associées aux différents mécanismes décrits.

...

Contexte

Dans de nombreuses applications industrielles, en particulier dans le domaine de l'automobile, les attentes sont fortes en termes de mise à disposition de matériaux aux propriétés physique et mécanique de plus en plus spécifiques. Les matériaux innovants que sont les mélanges de polymères se révèlent tout à fait appropriés pour relever ces défis.

Certains alliages co-continus de polypropylène et d'EPDM soumis à un chargement en compression continu sur une longue durée, sont le siège d'un fluage détériorant la fonctionnalité des pièces telles que les pièces d'étanchéité de carrosserie véhicule.

Dans le but de remédier à terme à ce défaut, Hutchinson souhaite lancer une étude de fond de ces processus impliqués et de ses causes microstructurales liées à la fois aux conditions de mise en œuvre et aux sollicitations thermomécaniques.

Ce projet s'inscrit dans le cadre de la chaire industrielle DEEP (Design Engineering of Elastomers and Polymers) coordonnée par Hutchinson, et regroupant deux partenaires académiques : MINES ParisTech et ESPCI. La chaire DEEP vise à la mise en place d'outils d'aide à la conception de nouvelles générations de polymères et composites par une approche multi-échelle issue de la synergie entre la physico-chimie, la physique, la mécanique et la modélisation numérique.

Encadrement

Autre encadrant : François LEQUEUX (ESPCI)

Profil candidat

Ingénieur ou M2 en science des matériaux et mécanique. Des connaissances en polymères sont indispensables.

...

Objectif

L'objectif de la thèse est de progresser dans la compréhension des processus impliqués dans les déformations aux temps longs d'un alliage co-continu de PP/EPDM, liées soit à des relaxations de contraintes soit à des effets de fluage, lors de chargements thermomécaniques contrôlés, combinant des cycles thermiques et un chargement mécanique (traction, compression).

Références

...

Type financement

Convention CIFRE

Partenariat/contrat

Thèse CIFRE Hutchinson

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