Couplages thermomécaniques lors de la solidification de matériaux ploymères

Les matières plastiques sont des matériaux qui montrent une variation de volume importante sous l'effet de variations de température, comme le montrent leurs diagrammes PVT. Lors de leur mise en forme par moulage, les pièces polymères peut se contracter au point de décoller des parois du moule. Il en résulte l'apparition d'une résistance thermique à l'interface moule polymère qui peut modifier notablement à la fois la forme de la pièce et la cinétique de refroidissement. Par ailleurs, le piégeage de contraintes résiduelles lors du refroidissement joue un rôle important quant au respect des spécifications mécaniques de la pièce. Nous résolvons de façon couplée les équations de la mécanique des solides, de la thermique ainsi que l'équation d'État du polymère afin d'appréhender les phénomènes thermomécaniques se développant dans le procédé et de les comparer aux expériences menées en parallèle. L'écoulement du polymère est également modélisé par les équations de Navier-Stokes en utilisant une loi rhéologique d'Ostwald.Plastics are materials which show important volume variations when they undergo temperature changes. During the injection moulding process, polymer parts may shrink and so become unstuck from the mould wall. It drives then to the apparition of an air gap which may modify both the shape of the part and its cooling time. Besides, the creation of residual stresses is a key phenomenon which plays an important role towards the shape of the part. We solve the equations of energy, solid mechanics, and PVT diagram in a coupled way. This allows us to show the thermomechanical phenomena that occur during the process, and to compare results to the experiments we lead in parallel. The polymer flow during the filling of the mould is also modelized and solved using the Navier-Stokes equations with an Ostwald rheological law