Caractérisation du comportement mécanique de matériaux isolants sous choc
La réduction des risques, sur des sites Seveso et leurs alentours, face aux sollicitations accidentelles ou malveillantes, passe par la sécurisation des bâtiments aux sollicitations dynamiques de type surpression et impact. L utilisation d une isolation par l extérieur, de type matériau isolant et b...
Uloženo v:
| Hlavní autor: | |
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| Další autoři: | , , , , , |
| Médium: | Thèse numérique |
| Jazyk: | Français |
| Vydáno: |
2021.
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| Témata: | |
| On-line přístup: | Accès au texte intégral http://www.theses.fr/2021ISAB0007/abes |
| Poznámka: |
Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire ; 2012-....) Partenaire(s) de recherche : Institut national de l'environnement industriel et des risques (France) (EPIC), Centre sciences (Collectivité territoriale) Autre(s) contribution(s) : Patrice Bailly, Han Zhao, Michel Arrigoni, Franck Delvare, Jean-Luc Hanus, Huabin Zeng (Membre(s) du jury) ; Han Zhao, Michel Arrigoni (Rapporteur(s)) |
| Autres localisations: | Voir dans le Sudoc |
| Variante du titre: | Characterisation of the mechanical behaviour of insulating materials under shock loading |
| Shrnutí: | La réduction des risques, sur des sites Seveso et leurs alentours, face aux sollicitations accidentelles ou malveillantes, passe par la sécurisation des bâtiments aux sollicitations dynamiques de type surpression et impact. L utilisation d une isolation par l extérieur, de type matériau isolant et bardage métallique par exemple, semble une piste intéressante techniquement et économiquement permettant d allier protection face aux risques technologiques et rénovation énergétique.Dans ce travail, deux matériaux représentatifs des isolants thermiques plastiques et minéraux ont été retenus, une mousse polyisocyanurate et une laine de verre. La caractérisation mécanique de ce type de matériaux complexes et à très faible masse volumique, demeure, dans le contexte de sollicitations dynamiques, largement incomplète à l heure actuelle et les essais mal maîtrisés.Des essais de compression simple et œdométrique en régime statique sont réalisés et un suivi par imagerie à haute résolution associé à de la corrélation d images numérique permet d identifier les propriétés mécaniques, d observer l hétérogénéité des déformations et de suivre la propagation de fronts de compaction dans le matériau.Des essais dynamiques aux barres de Hopkinson, complétés d essais DMA, permettent d étudier la sensibilité à la vitesse de la réponse et de mettre notamment en évidence une dépendance à la vitesse de la contrainte plateau et une insensibilité à la vitesse de la déformation à la densification. Un suivi par imagerie à haute vitesse associé à de la corrélation d images numérique permet également d observer l hétérogénéité des déformations et de déterminer la célérité du front de compaction dans le matériau.Le comportement mécanique des isolants est reproduit au moyen de lois empiriques ou par assemblage de modèles rhéologiques. Une modélisation simplifiée est proposée pour analyser l effet potentiel d un dispositif de protection constitué d un ensemble bardage et isolant face à une sollicitation dynamique transitoire. Elle montre que si un effet atténuateur est possible, son efficacité va dépendre tout à la fois de la signature de la sollicitation et des caractéristiques physiques et géométriques du système de protection Risk reduction on Seveso sites, particularly for the protection of industrial buildings in the event of an explosion scenario, is a matter of concern. In the context where the insulation of industrial buildings is becoming more widespread, one solution would be to combine thermal insulation and building protection, by exploiting the absorption capacity of common thermal insulation materials. This solution would be interesting from an economic point of view.The aim of this PhD thesis is to experimentally characterise the mechanical behaviour of two insulating materials commonly used in France: a polyisocyanurate foam and a glass wool. Various devices were used to determine the mechanical behaviour, in particular the Split Hopkinson Pressure Bars device, which allows to characterise the mechanical behaviour at high speed loading.The polyisocyanurate foam was characterised in static and dynamic regimes, in unconfined compression and confined compression. These tests showed a sensitivity to the strain rate of the plateau stress in the material, and showed, by using the digital image correlation technique, the heterogeneity of the deformation in the material. The behaviour of the foam was modelled in two ways: firstly with an empirical law and secondly with a rheological model to simulate a dynamic compression test. The glass wool was characterised in simple static compression, and its behaviour was modelled empirically.The modelling based on empirical laws allowed us to carry out some simple simulations of a dynamic stress of explosion type on a cladding-material-structure assembly. The rheological model, which only concerns the polyisocyanurate foam, was used to identify the viscoplasticity coefficient. |
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| Popis jednotky: | Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire ; 2012-....) Partenaire(s) de recherche : Institut national de l'environnement industriel et des risques (France) (EPIC), Centre sciences (Collectivité territoriale) Autre(s) contribution(s) : Patrice Bailly, Han Zhao, Michel Arrigoni, Franck Delvare, Jean-Luc Hanus, Huabin Zeng (Membre(s) du jury) ; Han Zhao, Michel Arrigoni (Rapporteur(s)) |
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