Modélisation du comportement en fatigue/vieillissement de colles ; application au milieu marin

Encadrement
Frédéric Lebon / PU AMU-LMA
Aurélien Maurel-Pantel / MC HDR AMU-LMA

Raffaella Rizzoni / Prof. Ass. Dipartimento di Ingegneria Università di Ferrara

Contexte
Le développement des éoliennes flottantes à l'échelle commerciale devrait connaître une croissance considérable au cours des prochaines années, après que différents pays (Europe, États-Unis, Japon) les aient reconnues comme la meilleure solution pour la production d'énergie durable. Au fil des ans, pour relier des éléments secondaires (garde-corps, escaliers, supports de tuyaux, câbles électriques) aux structures offshores, le secteur du génie civil a utilisé le soudage ou d'autres procédés d'assemblage mécanique tels que le boulonnage ou le rivetage. Cependant, dans les structures dans les structures marines, ces procédés d'assemblage ne sont pas la solution optimale pour des raisons d'étanchéité, de sécurité et d'économie. De plus, le processus élaboré et coûteux de réalisation ou de remplacement de ces composants ne favorise pas la diffusion de ces structures fondamentales pour la production d'énergie marine renouvelable. Pour ces raisons, le collage devrait permettre à la fois d'améliorer les propriétés de résistance, de gagner du temps et d'économiser des coûts. En outre, parmi les avantages, de l'assemblage par collage citons un rapport poids/résistance attrayant, la résistance à la corrosion, la résistance à la fatigue, à la chaleur, l’amortissement des vibrations et l’absorption des chocs, la minimisation ou prévention de la corrosion entre métaux dissemblables, des assemblages de toutes formes et épaisseurs et de toutes combinaisons de métaux dissemblables, etc. En outre, le fait d'éviter les températures de soudage élevées permet une construction plus sûre dans des environnements dangereux et contribue en outre à la préservation et à l'amélioration de la qualité de l'environnement.

Résumé du sujet
L’objectif de ce travail est d’étudier le comportement en fatigue des joints collés tant d’un point de vue expérimental que d’un point de vue de la modélisation. Ce travail s’appuie sur de nombreux travaux expérimentaux et de modélisation effectués sur le collage au Laboratoire de Mécanique et d’Acoustique ces dernières années : plusieurs stages, un projet européen, plusieurs projets nationaux et plusieurs thèses de doctorat.
Une première étape du travail consistera en un choix des colles structurales à étudier. Puis ensuite, d’étudier le comportement en fatigue de la colle en tant que matériau, et enfin en tant qu’adhésif (comportements adhésif et cohésif). En s’appuyant sur les cuves acquises récemment au laboratoire, il s’agira aussi d’étudier le comportement en vieillissement de ces matériaux (humide, eau distillée, eau de mer).

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