Ruptures scientifiques et innovation

L’originalité de ce projet réside dans son orientation vers le couplage hygromécanique. Dans les travaux existants (état de l’art), il existe beaucoup de données sur la chute de propriétés après un vieillissement hydrique, pour autant il existe une interaction certaine entre l’absorption d’eau et les contraintes mécaniques de service qui peut provoquer des couplages hygromécaniques voire une accélération des endommagements et une rupture prématurée.

Qui plus est, dans les applications réelles, l’eau et les chargements agissent conjointement, et une prédiction fidèle de la réponse d’une structure marine composite doit tenir compte des couplages présents.

Impact technique et économique attendu

L’objectif de ce projet est de proposer des outils numériques prédictifs de la durée de vie de structures composites pour des applications EMR. Ces simulations  permettront à termes de réduire les opérations d’inspection et de maintenance des pièces en service.

Dates clés du projet

  • T0 -> T0+36 - Lot 1. Recherche bibliographique
  • T0 -> T0+18 - Lot 2. Identification des couplages fluage/diffusion et endommagement/diffusion
  • T0+6 -> T0+32 - Lot 3. Développement d’un outil numérique capable de prédire le couplage diffusion d’eau/propagation d’endommagement
  • T0+24 -> T0+36 - Lot 4. Validation

Résultats

Le projet CEAUCOMP tourne autour de 2 axes principaux : la diffusion d’eau et le comportement mécanique de matériaux composites. Dans un premier temps, les deux phénomènes ont été étudiés de manière découplée (caractérisations diffusives et mécaniques séparées). En effet, une étude diffusive poussée a été réalisée sur une période supérieure à 500 jours pour comprendre le comportement diffusif (figure 1a) et les phénomènes de gonflements relatifs à cette absorption d’eau (figure 1b).

Figure 1a: Suivi gravimétrique et b) dilatation hygroscopique associée, pour 3 conditions de vieillissement- résine LY556

 

D’autre part, le comportement mécanique a été étudié à différents temps de vieillissement (0 à 500 jours) et de manière quasi-statique instantanée pour mettre en évidence l’influence du vieillissement sur l’évolution des propriétés mécaniques de manière découplée…

Figure 2a: Détermination des stades de vieillissement et b) Essais de traction à ces différents temps de vieillissement – résine LY556

 

… Mais également de manière couplée, lors d’essais de fluage de longue durée, permettant ainsi à l’eau de diffuser pendant l’expérience et ainsi rendre compte des évolutions mécaniques en temps réel due à la fois au gonflement et à la diminution de certaines propriétés élastiques et viscoélastiques.

Figure 3a: Fluage longue durée (2 mois) en air et en immersion sur résine – b) sur composite carbone époxy [+/-45]6

Publications et communications produites

Communications orales

Prochainement :

  • Poster (présentiel), Seanergy, Nantes, 21-24 septembre 2021.
  • Q. Dezulier, A. Clement, P. Davies, F. Jacquemin, « On the study of hygro-mechanical coupling for composite materials used for off-shore wind turbine blades », FOWT 2021 – Floating Offshore Wind Turbine – Saint Malo – 16-18 Novembre 2021.