Procédé de formage des composites à fibres longues et matrice thermoplastique (analyse expérimentale et numérique du glissement interpli)

La problématique industrielle du thermoformage de composites à fibres longues et matrice thermoplastique s'inscrit dans la volonté de maîtriser la mise en oeuvre de matériaux à hautes performances mécaniques tout en assurant un coût raisonnable de fabrication. Le procédé constitue un challenge car il tente de mettre en forme un matériau au cours de sa transformation: chauffage, transfert sous la presse, pressage et refroidissement combinés. La mise en forme de pièces complexes révèle ainsi l'apparition de défauts tels que des "froissements" de nappes de fibres à l'intérieur des rayons, des porosités et de la mifration de la résine. La simulation de ce procédé de formage n'est pas encore aussi mature, même si des logiciels de drapage ou de thermofromage commencent à apparaître. Les codes de calcul actuels sont très délicats à utliliser sur des zones réparties, alors que malheureusement le point clé de la simulation du thermoformage des composites. Par ailleurs, comme nous pouvons nous y attendre, les résultats de calcul dépendent très fortement d'un "coefficient de frottement", paramètre scalaire ajustable au contenue physique très discutable. L'objectif de ce travail est d'obtenir une meilleure compréhension du procédé de thermoformage assisté par pionçon via l'etude des processus physiques impliqués dans la déformation des plis. En effet, une bonne connaissance du comportement ainsi que la maîtrise de la détermination expérimentale des grandeurs associées à la modélisation favoriseront une meilleure mise en données d'un code de calcul et donc une meilleure simulation du procédé.The industrial problem of thermoforming of composites materials with long fibers and thermoplastic matrix is in the desire to control the forming process at high mechanical performance while ensuring a reasonable cost of manufacture. The process is a challenge cause it attemps fo form a material during its processing: heating, transfer to the press, pressing and cooling. Complex part forming reveals the occurence of detects such as "fiber buckling", porosity and migration of the resin. The simulation of the process is not yet as mature, even if software of draping or thermoforming begin to appear. The current codes are not suitable to use in distributed areas, while unfortunately this is the key point of the simulation. Moreover, as we expect, the calculation results depend very strongly on the friction "friction coeffecient", scalar parameter which is strongly varaible. The objective of this work is to obtain a better understanding of the thermoforming through the study of physical processes involved in the ply deformation. In fact, a good knowledge of the behavior and good determination of experimental parameters associated in the modeling lead to a better data for coding and therefoer a better simulation of the process.NANTES-Ecole Centrale (441092306) / SudocSudocFranceF