Evaluation of the mechanical properties and of the damage of polyethylenes subjected to oligo-cyclic stresses in relation to their microstructures

En tant que représentant de la polyoléfine, le polyéthylène (PE) est l'un des thermoplastiques les plus populaires appliqués dans divers domaines industriels en raison de sa excellente performance mécanique. En particulier, en tant que matériau utilisé dans les systèmes de tuyauterie, le polyéthylène haute densité (PEHD) présente une grande résistance sismique. En général, les essais oligo-cycliques consistant en un processus de chargement-déchargement répété et plastique, sont mis en place pour simuler des événements sismiques, et ainsi étudier les performances sismiques du matériau. Les performances mécaniques sont fortement liées à la microstructure et à la morphologie du PE. Cette recherche vise à étudier les origines de la bonne résistance sismique des matériaux PEHD, les points d'investigation suivants sont principalement concernés: 1) les évolutions mécaniques et microstructurales y compris l'endommagement lors de la déformation oligo-cyclique. Et la corrélation macro-micro. 2) L'influence de la microstructure et de la morphologie du PEHD vierge sur les réponses mécaniques et les évolutions de la microstructure lors des essais oligo-cycliques. 3) Les différences de comportements mécaniques et de micro-mécanismes associés entre les matériaux d'origine et préchargés.As a representative of polyolefin, polyethylene (PE) is one of the most popular thermoplastics applied in various industrial domains due to its excellent mechanical performance. Particularly, as a material used in piping systems, high-density polyethylene (HDPE) shows a great seismic resistance. Generally, oligo-cyclic tests consisting of repeated and plastic loading-unloading process, are set to simulate seismic events, thus investigate the seismic performance of the material. The mechanical performances are greatly related to the microstructure and morphology of PE. This thesis aims to study the origins of the good seismic resistance of HDPE materials, the following points of investigation are mainly concerned: 1) the mechanical and microstructure evolutions including damage along with the oligo-cyclic deformation. And the macro-micro correlation. 2) The influence of pristine HDPE microstructure and morphology on the mechanical responses and associated microstructure evolutions during oligo-cyclic tests. 3)The differences of mechanical behaviors and associated micro-mechanisms between the original and pre-loaded materials