Comportement à l'impact et post impact des matériaux composites renforcées par les fibres de luffa

Abstract

Cette étude porte sur le comportement à l’impact et post-impact d’un composite à fibre de luffa et à matrice époxy. La première partie a été consacrée sur l'effet de traitement alcalin (2% et 5% de NaOH) sur les propriétés mécaniques et les endommagements. Pendant les essais de traction, les tests ont été couplés à l'émission acoustique (EA) et corrélation d'images numériques (CIN), afin de surveiller et d'évaluer les mécanismes d'endommagements et les champs des déformations. Sur la base des résultats EA, CIN et les propriétés mécaniques, le composite T5% est le plus performant. Des essais d’impact à basse vitesse ont été réalisés sur quatre composites nommés (A), (B), (C), et (D). Les résultats montrent que le composite (C) est le plus résistant au impact suivi par le composite (A), par contre le composite (D) est le plus absorbant d’énergie suivi par le composite (B). Par la suite des essais d’indentations ont été réalisés et des techniques d’analyses ont été menées sur des éprouvettes qui sont couplé aussi aux techniques de caractérisation par émission acoustique et la corrélation d’image numérique. Les résultats d’EA identifier quatre modes d’endommagement, y a compris la fissuration de la matrice, décohésion fibre-matrice, délaminage, et la rupture des fibres. La dernière partie de ce travail a été consacrée sur la compression après impact (CAI). L'effet de l'énergie d'impact et l'influence de la zone endommagée sur les propriétés mécaniques résiduelles sous compression ont été déterminé. L'émission acoustique (EA), la corrélation d'images numériques (CIN) et la microscopie électronique à balayage (MEB) ont été utilisées,pour l'évolution des différents modes de dommages et des champs de déplacements. Les résultats révèlent que les CAI 1J, CAI 2J et CAI 3J montrent un effet de l'endommagement résiduel diminue la résistance résiduelle à la compression, par rapport au composite non impacté, par contre le module de Young n'est pas affecté de manière significative. L'analyse des signaux EA a permis d'identifier quatre classes de dommages, elle a également montré que le mode d'endommagement des composites non impactés, qui présente la majorité des événements d'amplitude des signaux EA, est principalement dû à la rupture des fibres, alors que pour les composites impactés, est principalement dû au décohésion fibre-matrice. La technique CIN a constaté que l'augmentation de l'énergie d'impact augmente la concentration de contraintes autour de la zone impactée.