Sur les mécanismes de rayures des vernis de finition automobiles

Chapitre 2
Orientation de l'étude et dispositif expérimental
contrainte qui lui est appliquée devient supérieure à la limite d'élasticité
.
Cette grandeur se
mesure très facilement par des essais de traction/compression et cela permet donc de savoir si
un matériau, soumis à une contrainte donnée, va se déformer plastiquement ou non. On
pourrait penser que le moyen d'augmenter la résistance à la rayure des vernis de finition
automobile est de repousser la frontière entre un comportement élastique et un comportement
plastique, c'est-à-dire d'augmenter o (et donc la dureté H). Or, des vernis très durs ont déjà
été testés et il s'avère que ces vernis présentent très rapidement des rayures fragiles. C'est
pourquoi pour améliorer la résistance à la rayure des vernis, on s'oriente aujourd'hui vers un
déplacement de la frontière entre un comportement plastique et un comportement fragile.
Nous étudierons donc à la fois la formation des rayures ductiles et la formation des
rayures fragiles. Pour cette étude, nous allons reproduìre les rayures observées à la surface
des vernis après des passages répétés aux brosses de lavage. Ces rayures, dont la profondeur
est comprise entre 0,5 et 2 tm, sont reproduites de façon contrôlée sur différents échantillons
de vernis fournis par PSA Peugeot Citroen. Les caractéristiques mécaniques des vernis seront
également déterminées. Au vu de ce cahier des charges, le dispositif expérimental choisi est
un appareil de nano-indentation et de nano-rayure dont le paragraphe suivant décrit les
principes.
Le dispositif expérimental : nano-indentation et nano-rayure
Introduite à la fois par Pethica, Hutchings et Oliver18 et par Loubet'9 au début des
années 80, la nano-indentation s'est aujourd'hui beaucoup développée20. Cette technique
permet de réaliser des essais d'indentation à des profondeurs de l'ordre du micromètre et
d'obtenir ainsi une étude quantitative poussée des propriétés mécaníques de films minces ou
de matériaux massifs en produisant un grand nombre de caractéristiques mécaniques. Des
essais de nano-rayure sont aussi réalisables avec le même type d'appareillage ; ils permettent
d'étudier l'endommagement des matériaux21 ,22,
3.1 Description du dispositif expérimental
Nos essais de nano-indentation et de nano-rayure sont réalisés avec un Nano-indenter
de type XP commercialisé par MTS® (Oakridge, TN, USA) et représenté sur la figure 5.
Pethica J. B., Huichings R., Oliver W. C. ; Philosophical Magazine, A48, 4 (1983) 593-606,
9
Louhet J. L., Georges J. M., Marchesini O.. Meule G. ; Vickers indentation Curves of Magnesium Oxide
(MgO). J. Trihology, 106 (1984) 43-48.
20
Angelelis C., Felder E. ; Caractérisation mécanique des films minceo.Mériuux & Techniques, N 11-12
(1996) 23-28.
21
Jardret V., Zahouani H., Louhet J. L., Mathia T. G. Understanding and quantificaiìon of elastic and plastic
deformation during a scratch test, Wear 218 (1998), 8-14.
22
Briscoe B, J., Pelillo E., Sinha S. K., Characterisation o,/ the suiface deformation, yield and fracture of
polymers during scratching, Proc.
10th International Conference on deformation, Yield and Fracture (1997) 474.
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