Contribution à l'étude de l'impact à faible vitesse de composite biosourcé à fibres de lin : analyse expérimentale et modélisation numérique

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Abstract
Ce travail de thèse a deux objectifs : (i) mieux comprendre le comportement à l'impact à faible vitesse des composites à fibres de lin, (ii) fournir aux chercheurs et ingénieurs un outil de modélisation pour intégrer ces composites dans des applications (semi-)structurelles. Dans ce but, l'indentation quasi-statique a été étudiée et comparée à l'impact. Les stratifiés 6 plis, fabriqués à partir d'une résine époxy et d'un renfort tissé de lin sergé 2×2, sont soumis à des essais d'impact et d'indentation à des niveaux d'énergie comparables. De grandes similitudes sont observées entre les deux essais dans les courbes charge-déplacement, la capacité d'absorption d'énergie, les endommagements visibles. Les différences sont minimes : 2,1% pour la raideur linéaire, 0,2-5,6% pour la charge maximale, moins de 7% pour les proportions d’énergie absorbée. La comparaison des endommagements d’indentation analysés par l'émission acoustique suggère des mécanismes et séquences d'apparition similaires aux résultats d'impact de la littérature. Des modèles par éléments finis sont aussi développés : un modèle élastique d'indentation d'un quart de plaque en appui simple (6 plis orthotropes homogénéisés, éléments solides-coques), puis un modèle d'endommagement pour tissés et ajout d’une bride (solide rigide). Après validation du premier sur un matériau de référence, le second s’avère exploitable et prometteur. Jusqu'à 15 J, il fournit une bonne prédiction du comportement d'indentation et d'impact des stratifiés lin tissé, comparée aux données expérimentales. Il permet aussi la modélisation et la visualisation de certains mécanismes d'endommagement en accord avec les observations expérimentales.

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