Etude du comportement visco-élasto-plastique endommageable d'un composite verre/époxy pour la prévision de la durée de vie

Abstract

Les composites verre/époxy utilisés dans les pales d’hydroliennes sont extrêmement sollicités en fluage et en fatigue. Etant en contact permanent avec l’eau, ils subissent par ailleurs un vieillissement hydrique. Il s’agit donc dans cette étude d’étudier les couplages entre les effets visqueux décrits par des essais de fluage, dynamiques via des tests de fatigue et les dégradations induites par le vieillissement. Les tests de fluage montrent que l’élasto-visco-plasticité du matériau est causée par la matrice. Les paramètres d’une loi rhéologique de fluage à base thermodynamique sont identifiés pour caractériser le comportement du composite soumis à une sollicitation constante. Des essais de fatigue réalisés à différents rapports de charges et fréquences montrent que la rupture du composite ne dépend pas de la fréquence lorsque la contrainte moyenne appliquée est faible. Pour un grand rapport de charge, à de faibles fréquences, l’endommagement est piloté par le fluage tandis que les effets dynamiques conduisent à une ruine prématurée de la structure à hautes fréquences. Enfin, le composite vieilli se déforme bien plus en fluage que le matériau sain. L’objectif final est d’enrichir les modèles existants pour prendre en compte tous ces effets.