Analyse experimentale du comportement mécanique d'un matériau composite soumis à des sollicitation d'impacts

Abstract

Afin d’exploiter les ressources naturelles disponible en Algérie, une caractérisation expérimentale du comportement à l’impact, par un poids tombant, de matériaux composites, à savoir un stratifié jute/époxy et un sandwich jute/époxy_liège, a été entreprise. Dans le but de voir l'influence de l'énergie d'impact et de la densité du liège sur le comportement mécanique des plaques composites stratifiés et sandwichs (force et déplacement) et la taille des dommages, une compagne d’essai dynamique instrumenté a été réalisée. Les résultats montrent que, les forces d’initiations du premier dommage, les forces maximales supportées par les matériaux composites ainsi que la taille du dommage sont fortement influencées par l’énergie d’impact et la densité du liège. Pour le stratifié jute/époxy, les mêmes observations faites pour le chargement dynamique de type impact, sont constatées lors d’un chargement d’indentation quasi-statique. Néanmoins, la force de début d’endommagement F0 est plus grande lors des essais d’indentation. Identiquement que la force F0, le rapport des longueurs des fissures et le quotient énergie dissipée/énergie maximale sont plus élevés lors des essais d’indentation quasi-statique. Le matériau sandwich obtenu à partir du liège le moins dense se caractérise par un rapport énergie dissipée/énergie d’impact 86% plus grand que celui du matériau sandwich obtenu à partir de la plus grande densité du liège. Cette différence peut s'expliquer par le fait que, pendant le processus de fabrication par infusion, la résine s'infiltre dans les pores du liège aggloméré, qui conduit à modifier la rigidité locale du matériau. En comparant les résultats des essais d’impact à ceux des essais d’indentation, il peut être conclu que les forces maximales subites par les composites sandwichs jute/époxy_liège, lors des essais d’impact, sont supérieures à celles des essais d’indentation quasi-statique. Ce type de matériau sandwich présente une capacité de dissipation d’énergie, sous chargement d’impact, plus élevée que celle de sollicitation d’indentation. Les empreintes permanentes engendrées par l’indentation quasi-statique sont plus profondes que celles générées par un choc par poids tombant