Étude des mécanismes d’auto-adhésion entre élastomère et matériau composite : Impact des paramètres de formulation et de mise en oeuvre des élastomères et du composite sur les caractéristiques de l’assemblage

Abstract

Dans de nombreux domaines, tels que l’aéronautique et l’aérospatial, les matériaux composites sont utilisés par soucis d’allègement des structures. Pour cette même raison, les assemblages mettant en jeu ces matériaux sont préférentiellement réalisés par collage. Ce mode d’assemblage présente aussi l’avantage d’éviter tout risque d’endommagement engendré par des ruptures de fibres. Néanmoins, chacune des opérations de mise en œuvre du collage doit être maîtrisée, en particulier lorsque des élastomères réticulés, réputés peu aptes au collage, sont impliqués. Ainsi, un primaire est généralement utilisé pour assurer l’adhésion entre l’élastomère et le matériau composite. Dans ce travail de thèse, il s’agit de supprimer l'étape d’enduction du primaire à la surface de l’élastomère réticulé avant bobinage des fibres imprégnées de résine. Cette suppression vise à réduire les risques Hygiène Sécurité Environnement (primaire classé Cancérigène, Mutagène et Reprotoxique) et permet de simplifier les cycles de fabrication. Pour assurer l’adhésion entre l’élastomère réticulé à base d’EPDM et le matériau composite à matrice époxyde sans élément intermédiaire, il est essentiel de comprendre les mécanismes de formation de l’assemblage : création de liaisons physiques, influence de la rugosité de surface, diffusion de monomères et réactions chimiques. Cette compréhension permet par la suite de modifier la formulation des matériaux, dans notre cas remplacer le copolymère présent dans l’élastomère, afin d’améliorer l’adhésion et de s’affranchir de tout traitement de surface.