Simulation numérique et expérimentale du comportement ...

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III. Outils expérimentaux d'investigationIII.3.2 Caractérisation mécanique du matériauLa principale difficulté de l’identification des caractéristiques mécaniques de matériauxsouples et transparents comme notre polymère est la connaissance du champs de déformationdans le plan de sollicitation [Vialettes 2005-b]. Les méthodes trop intrusives telles que lesjauges de déformation influent sur le comportement global du polymère. Pour déterminer lesdéformations dans le plan de sollicitation de l’éprouvette lors d’un essai de traction monotoneuniaxial, on peut mettre en œuvre différents procédés d’extensométrie sans contact tels que lacorrélation d'images numériques.III.3.2.1 Essais de traction monotoneCes essais ont pour but de déterminer les caractéristiques élastiques du matériau. Ils ont étéréalisés sur une machine de traction INSTRON équipée d’un capteur d’effort de 1000 N. Lavitesse de sollicitation choisie pour ces essais (0,016 s -1 ) permet de s’affranchir d’une partiedes effets de fluage sur l’éprouvette.III.3.2.1.1 Etude de l’influence du dépôt sur le polymèreLa mesure par corrélation d’images nécessite un dépôt de peinture sur l’échantillon à tester.Les polymères étant sensibles aux solvants, une étude a été menée afin de choisir un dépôtadéquat.La peinture utilisée lors de ces essais est un primaire blanc en aérosol. Ce produit, dans sonutilisation d’origine s’applique en sous couche afin de faire adhérer au mieux la premièrecouche de peinture.Une première série d’essais est effectuée sur un nombre d’éprouvettes vierges suffisant pourobtenir une bonne reproductibilité. Une deuxième série d’essais est effectuée sur le mêmenombre d’éprouvettes peintes avec au minimum 30 minutes de séchage.Ces essais se font sur du complexe PET/PA/PET en traction monotone à 0,016 s -1 jusqu’àrupture. Les valeurs observées sont le module d’élasticité tangent, la déformation et la chargeà rupture. Le calcul des déformations se fait à partir du déplacement de la traverse. Lesrésultats sont donnés dans le tableau ci-dessous (Tableau 1) :62
III. Outils expérimentaux d'investigationMatériausans peintureMatériauavec peintureErreur relative sur lavaleur moyenneModule d’élasticité [MPa] 3900 ±200 4000 ±200 2%Déformation à rupture [%] 90% ±10% 83% ±10% 8%Charge à rupture [N] 240 ±20 230 ±20 4%Tableau 1 : Influence de la peinture sur le complexe PET/PA/PETLes variations sur les valeurs mesurées se situent dans la plage d’erreur de reproductibilité desessais. Le primaire appliqué à ce matériau n’altère donc pas de façon sensible sescaractéristiques mécaniques principales.III.3.2.1.2 Méthode de mesure par corrélation d’images développéeLe matériau étant sensible à la vitesse de sollicitation [Akloniss 1995], une vitesse de tractionrelativement élevée (0,016 s -1 ) permet de s’affranchir d’une partie des phénomènes de fluage.A cette vitesse, la durée du comportement élastique du matériau lors de l’essai est de l’ordrede 3 secondes. Les caméras utilisées ne permettent de capturer qu’une image par seconde.L’acquisition d’une image se fait par un signal extérieur issu de la machine de traction. Cesignal analogique est proportionnel à la charge. Nous avons donc choisi de prendre une imagetous les 20N afin d’obtenir environ 3 images dans la zone élastique, cette limite ayant étéidentifiée à 75N. Cette procédure permet de tracer la courbe conventionnelle de traction(Figure 35).Dans le cas où le résultat de l’essai attendu ne nécessite pas le recoupement avec la charge,comme, par exemple, la mesure du coefficient de Poisson ou seules les déformationslongitudinales et transverse sont nécessaires, la capture d’image par un signal extérieur n’estpas utile. Pour mesurer le coefficient de Poisson, nous utilisons une méthode de capture enfonction du temps qui permet de prendre jusqu’à 4 images par secondes. La différence decadence de prise d’image avec la méthode précédente est due au fait que l’on ne perd pas detemps en lecture du signal extérieur de capture. La capture temporelle se fait avec l’horlogeinterne de l’ordinateur. La technique de prise de vue consiste donc à acquérir une rafaled’images à partir d’un signal de départ donné par la machine de traction. Ce signal a été réglé63
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NotationsLtenseur d’ordre 4 d’a
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