Caractérisation de l'endommagement d'un composite tissu de jute/polyester par multi-instrumentation

International audienceThis work concerns the mechanical characterization of a woven jute fabric reinforced polyester composite in both monotonic tensile tests and cyclic fatigue behaviour. Two stacking sequences were considered: [0]8 and [+45/-45]8. Acoustic emission technique (AE), microstructural observations and X-ray tomography were used to characterize the different damage modes and to follow their evolution during tests. Fatigue tests were performed in tension/tension mode with a frequency of 1 Hz and a stress ratio of R=0.01. Four stress levels (50% to 80% of the ultimate tensile strength) were considered. For the monotonic tensile tests, observations carried out on broken samples allowed to identify three damage modes: matrix cracking, fibre/matrix debonding (preponderant mechanism) and fibre breakage. These results were supported using X-ray tomography. Unsupervised clustering was conducted on AE signals and three classes of signals were obtained for the two types of configuration. Interrupted tensile tests monitored with AE were carried out at different stress levels.The associated microstructural and X-ray observations allowed to assign classes to the corresponding damage mechanisms and to propose a damage scenario. For fatigue tests, the same procedure was followed to analyze results obtained for the different levels of stress.Le travail concerne l’étude du comportement en traction monotone et en fatigue cyclique d’un composite à matrice polyester et tissu de jute. Deux séquences d’empilement sont considérées: [0]8 et[+45/-45]2S. La technique d’émission acoustique (EA), les observations microstructurales (microscope électronique à balayage MEB et microscope optique MO) et la tomographie X sont utilisées afin d’identifier les différents mécanismes d’endommagement et leur cinétique d’évolution. Les essais de fatigue cyclique ont été effectués en traction-traction avec une fréquence f =1Hz et un rapport de contrainte R= 0.01. Quatre niveaux de charges (50% à 80% de la charge à rupture) sont considérés. Pour les essais de traction monotone, les observations microstructurales post mortem ont permis d’identifier trois mécanismes d’endommagement : fissuration matricielle, décohésion interfaciale (mécanisme prépondérant) et rupture de fibres. Ces résultats ont été confirmés partomographie X. La classification non supervisée des signaux d’EA a permis de différencier trois classes de signaux. Grace aux observations microstructurales et tomographiques effectuées sur des éprouvettes testées à différents niveaux de charge, une labellisation des classes a pu être effectuée et un scenario d’endommagement a été proposé pour le comportement en traction statique. Pour les essais de fatigue, la même démarche a été suivie pour les différents niveaux de contraintes