Durabilité des composites carbone/époxy pour applications pales d'hydroliennes

Résumé : Les matériaux composites sont utilisés dans de nombreuses structures marines et de nouvelles applications sont en cours de développement telles que les pales d’hydroliennes. La fiabilité de ces composants dans un environnement très sévère est cruciale pour la rentabilité de ces systèmes récupérateurs d’énergie des courants marins. Ces structures sont sujettes à de nombreuses forces, telles que les courants marins, les vagues, tempêtes mais également diverses agressions marines telles que l’eau de mer et la corrosion. Une compréhension approfondie du comportement au long terme de ces parties mobiles est donc essentielle. La majorité des développeurs d’hydroliennes ont préféré des pales en carbone. Ainsi il est nécessaire de comprendre comment une longue immersion dans l’océan affecte ces composites. Dans cette étude, le comportement au long terme de différents composites carbone/époxy a été étudié en utilisant des essais de vieillissement accéléré. Une diminution significative des résistances des composites a été observée après saturation en eau de mer. Pour des temps d’immersion plus longs, seulement peu de changements des propriétés apparaissent. Peu d’effets significatifs ont été observés tant sur les modules que sur la ténacité. Ces changements de propriétés sont initialement dus à la plastification de la matrice, suivis par un affaiblissement de l’interface fibre/matrice. L’endommagement peut affecter le comportement au long terme des structures composites et créer de nouveaux chemins préférentiels pour la diffusion de l’eau. En conséquence un modèle basé sur un critère couplé résistance/ténacité a été proposé pour décrire le seuil d’endommagement et basé sur un critère en ténacité pour décrire la cinétique d’endommagement. Il permet de reproduire d’une manière correcte le seuil et la cinétique d’endommagement pour des matériaux vieillis et non vieillis. L’évolution de l’entrée d’eau dans les composites a été suivie dans le but de développer un modèle de diffusion prenant en compte le nature anisotrope des composites. Ainsi le modèle de diffusion a été utilisé sur pale d’hydrolienne. Finalement des premières investigations sur le couplage entre le modèle de diffusion et l’endommagement ont été réalisées. Cette étude a contribué au développement d’outils pour quantifier la durabilité au long terme des pales d’hydroliennes en composites.
Liste complète des métadonnées

Littérature citée [1 références]  Voir  Masquer  Télécharger

https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01285006
Contributeur : Abes Star <>
Soumis le : vendredi 21 décembre 2018 - 10:35:07
Dernière modification le : dimanche 23 décembre 2018 - 01:10:58
Document(s) archivé(s) le : vendredi 22 mars 2019 - 16:13:40

Fichier

These-2015-EDSM-Genie_mecaniqu...
Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01285006, version 2

Citation

Nicolas Tual. Durabilité des composites carbone/époxy pour applications pales d'hydroliennes. Génie mécanique [physics.class-ph]. Université de Bretagne occidentale - Brest, 2015. Français. ⟨NNT : 2015BRES0057⟩. ⟨tel-01285006v2⟩

Partager

Métriques

Consultations de la notice

261

Téléchargements de fichiers

173