Modélisation du couplage thermomécanique dans le collage : cas de six adhésifs structuraux 

Résumé : 
Le collage structural connaît un développement important dans les secteurs de l’aérospatial, de l’automobile, du maritime et du génie civil, notamment en raison de sa capacité à alléger les structures tout en offrant de bonnes performances mécaniques et une résistance accrue à la corrosion. Toutefois, la prédiction du comportement et de la durabilité des adhésifs structuraux reste complexe en raison de leur sensibilité aux sollicitations mécaniques, thermiques et environnementales.

Cette thèse vise à approfondir la compréhension du comportement thermomécanique de six adhésifs structuraux à base d’époxy, de polyuréthane et de méthacrylate. L’objectif principal est de constituer une base de données expérimentale permettant de caractériser leurs propriétés et de contribuer au développement, au calibrage et à la validation de modèles prédictifs.
Une approche multidisciplinaire combinant caractérisations expérimentales, modélisation numérique et analyse des données est mise en œuvre. Les propriétés thermophysiques des adhésifs sont caractérisées à travers la conductivité et la diffusivité thermiques, la capacité thermique massique, la masse volumique et la température de transition vitreuse. La résistance thermique de contact aux interfaces métal/adhésif est ensuite étudiée à partir d’approches numériques et expérimentales. Le comportement mécanique dynamique est caractérisé par spectroscopie ultrasonore résonante et vibrations impulsionnelles. Ces investigations sont complétées par des caractérisations locales par nano-indentation et par des essais de traction monotone et cyclique couplés à la corrélation d’images numériques. Enfin, le comportement thermomécanique est étudié en combinant traction monotone, corrélation d’images numériques et thermographie infrarouge.

Cette démarche permet de confronter les observations expérimentales aux prédictions numériques et d’identifier les mécanismes gouvernant le comportement des adhésifs structuraux. La base de données expérimentale ainsi constituée fournit un support pour le développement de modèles constitutifs plus représentatifs et contribue à une meilleure compréhension du comportement des adhésifs dans des conditions de service complexes.

Jury

M. Jean-Philippe Groby - Directeur de Recherche - CNRS, LAUM - Rapporteur
M. Eric Jacquelin - Professeur - Université Claude Bernard Lyon 1 - Rapporteur
Mme Dalila Hammiche - Professeure - Université de Béjaïa (Algérie) - Examinatrice
Mme Hélène Welemane - Maîtresse de conférences - École nationale d’ingénieurs de Tarbes - Examinatrice
M. Erick Ogam - Ingénieur de recherche - CNRS, Laboratoire de Mécanique et d’Acoustique - Examinateur
M. Jean-Laurent Gardarein - Professeur - Aix Marseille Université - Examinateur
M. Aurélien Saulot - Professeur - INSA Lyon - Président
M. Frédéric Lebon - Professeur - Aix Marseille Université - Directeur de thèse

La soutenance de thèse de Serges Kikwani est prévue le 2 novembre à 13h30 - amphithéâtre du LMA