Étude du délaminage aux bords libres des composites stratifiés carbone-époxyde sous sollicitations cycliques par les techniques d'émission acoustique

Abstract

Ce mémoire porte sur l'application des techniques d'émission acoustique à l'étude du délaminage aux bords libres d'un composite stratifié en carbone/époxyde IM6/5245C soumis à des sollicitations cycliques tension-tension. Le stratifié considéré est symétrique et balancé; il est composé de 18 couches empilées selon la séquence [+45/-45/0₂/90/0₂/-45/+45]s. L'analyse de la distribution des contraintes par la méthode des éléments finis montre que, sous charge de tension, cette configuration favorise l'apparition du délaminage aux bords libres dans les couches à 90°. La méthode d'émission acoustique est utilisée afin de détecter l'initiation de l'endommagement aux bords libres et de suivre sa propagation en fatigue. Les signaux captés sont d'abord représentés en termes de paramètres caractéristiques extraits des domaines temporel et spectral, ensuite analysés en vue d'identifier les différents modes d'endommagement qui ont lieu dans le matériau (rupture de matrice, rupture de fibre et rupture de l'interface fibre-matrice). Cette corrélation est confirmée par l'observation microscopique des bords libres au cours et après le chargement. La procédure de reconnaissance de formes, consiste en premier à former une base de données d'apprentissage à partir des signaux typiques enregistrés. Les paramètres caractéristiques les plus discriminants sont ensuite sélectionnés. Ce sous-ensemble de paramètres est utilisé pour la classification automatique des signaux détectés aux cours des différents essais de fatigue, selon une fonction discriminante générée en fonction des paramètres des signaux de référence. La contribution du délaminage aux bords libres au processus d'endommagement global dans le matériau est alors déterminée. Les résultats obtenus montrent que la combinaison des techniques d'émission acoustique avec des outils d'analyse appropriés offre un grand potentiel à l'étude de l'endommagement dans les matériaux composites.