Étude de la durabilité d'un matériau composite bobiné sous chargements sévères

Composites materials have been studied for decades. Indeed, the association between lightness and resistance of these structures leads to the development of their use. Their characterization remains an essential point in most researches.This work is part of Sollicitern project, which aims to design a composite water treatment truck, financed by a single interministerial fund. The aim is to study the durability of the composite material retained under severe loads. It thus offers tools to industrialists for adjusting parameters in the tank optimization and the estimation of the lifetime under these various loadings.In the first stage, attention is focused on the integration of the curvature of the structure and therefore of the material in the study. Indeed, it is manufactured by filament winding, which necessarily generates a tubular structure. In a second step, a static characterization is carried out. This part includes, in particular, radial compression tests on the whole tubular structure where an experimental protocol is developed. By coupling the results of these tests with a numerical simulation reproducing the test, the elastic properties of the unidirectional ply are obtained by optimization. In a third and final stage, more specific durability is discussed. Fatigue, impact, wear and aging tests are first carried out independently of one another. The final objective is to associate these different loadings and thus to apprehend their combined effect.Les matériaux composites sont très étudiés depuis des décennies. En effet, l'alliance entre légèreté et résistance de ces structures entraîne le développement de leur utilisation. Leur caractérisation reste un point essentiel dans la plupart des études.Ce travail s’inscrit dans le projet Sollicitern qui vise à concevoir un camion d’hydrocurage en matériaux composites, financé par un fond unique interministériel. L’objectif est d’étudier la durabilité du matériau composite retenu sous chargements sévères. Elle permettra ainsi d’alimenter les modèles numériques des partenaires industriels afin d’ajuster les paramètres pour l’optimisation de la citerne et également d’estimer sa durée de vie face à ces diverses sollicitations.Dans un premier temps, l’attention se porte sur l’intégration de la courbure de la structure et donc du matériau dans l’étude. En effet, ce dernier est fabriqué par enroulement filamentaire, ce qui génère nécessairement une structure tubulaire. Dans un second temps, une caractérisation statique est menée. Cette partie comporte notamment des essais de compression radiale sur l’ensemble de la structure tubulaire où un protocole expérimental est mis en œuvre. En couplant les résultats de ces essais avec ceux d’une simulation numérique reproduisant l’essai, les propriétés élastiques du pli unidirectionnel sont accessibles grâce à une optimisation. Dans un troisième et dernier temps, la durabilité plus spécifique est abordée. Des campagnes d’essais de fatigue, d’impacts, d’usure et de vieillissement sont tout d’abord réalisées indépendamment les unes des autres. L’objectif final est de coupler ces différentes sollicitations et d’appréhender ainsi leur effet combiné