Caractérisation expérimentale de l'aiguilletage du Polyacrylonitrile oxydé pour une application aéronautique
L'industrie aéronautique doit répondre à un souci permanent de performances technologiques. Cela nécessite l'emploi de matériaux légers et présentant une très bonne résistance mécanique dans des conditions sévères de température, pression et environnement. Les matériaux composites à matric...
Enregistré dans:
| Hovedforfatter: | |
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| Andre forfattere: | , , , , , , , |
| Format: | Thèse numérique |
| Sprog: | Français |
| Udgivet: |
2025.
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| Fag: | |
| Online adgang: | Accès Université d'Orléans et IFPM |
| Kommentar: |
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 : Laboratoire de mécanique Gabriel Lamé (Centre-Val de Loire ; 2018-....) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Damien Soulat (Président du jury) ; Nahiène Hamila, Florent Bouillon, Naïma Belayachi, Anwar Shanwan (Membre(s) du jury) ; Karine Buet Gautier, Sabine Rolland du Roscoat (Rapporteur(s)) Thèse en cours de confidentialité |
| Autres localisations: | Voir dans le Sudoc |
| Variante du titre: | Experimental characterization of needling process of oxidized polyacrylonitrile fibrous structures for an aeronautical application |
| Summary: | L'industrie aéronautique doit répondre à un souci permanent de performances technologiques. Cela nécessite l'emploi de matériaux légers et présentant une très bonne résistance mécanique dans des conditions sévères de température, pression et environnement. Les matériaux composites à matrice céramique sont des matériaux de choix pour répondre aux exigences de cette industrie. Dans ce cadre, SAFRAN Landing Systems développe des systèmes de freinage aéronautiques à base d'une structure en fibres de polyacrylonitrile oxydé pour obtenir un matériau composite à matrice carbone. Cette structure fibreuse, obtenue par un procédé d'aiguilletage est la base des propriétés du matériau, à la fois mécaniques et tribologiques. Cette étude contribue à l'objectif global du projet visant à comprendre les phénomènes mécaniques principaux régissant l'interaction des fibres et des aiguilles lors de la réalisation de la structure textile à différentes échelles (câble, nappe unidirectionnelle et multidirectionnelle). Ces travaux de thèse se concentrent sur la caractérisation expérimentale de l'aiguilletage et sont réalisés en synergie avec une thèse numérique de modélisation du procédé d'aiguilletage, portée par Hugo JAMET et en collaboration avec SAFRAN Ceramics. Dans ce cadre, ces travaux présentent trois objectifs majeurs : appréhender les phénomènes physiques mis en jeu lors de l'aiguilletage à différentes échelles, identifier les paramètres influents sur le transfert des fibres , et enfin fournir une base de données pour la thèse numérique. Pour répondre à ces objectifs, des essais sont dans un premier temps menés dans différentes configurations. Une variabilité importante a pu être observée, justifiant ainsi une étude statistique sur le comportement du matériau utilisé dans les essais, ainsi que la construction d'un modèle analytique afin de post-traiter les essais présentés. Sa construction progressive met en évidence la mécanique de l'essai, et l'influence du contact entre un filament et l'aiguille. L'influence de paramètres clés est par ailleurs étudiée grâce à l'exploitation de ce modèle. Finalement, les structures fibreuses sont caractérisées à travers des essais de traction et des observations tomographiques. La complémentarité des différentes approches présentées dans l'ensemble de ces travaux mettent alors en évidence l'impact de l'aiguilletage sur les structures fibreuses. The aerospace industry must continuously strive for technological performance. This requires the use of lightweight materials with excellent mechanical strength under harsh conditions of temperature, pressure, and environment. To meet the demands of this industry, ceramic matrix composites are among the preferred materials. SAFRAN Landing Systems is developing aerospace braking systems based on structures made of oxidized polyacrylonitrile fibers to produce a carbon matrix composite material. These structures, obtained through a needling process, form the foundation of the mechanical and tribological properties of the manufactured brakes. This doctoral research focuses on the experimental characterization of the needling process. It is conducted in synergy with a computational modeling thesis on needling, led by Hugo JAMET and in collaboration with SAFRAN Ceramics. Within this framework, the thesis work pursues three main objectives: to understand the physical phenomena involved in needling at different scales, to identify the key parameters influencing fiber transfer, and to provide a database for the computational thesis. To meet these objectives, tests were conducted under various experimental configurations. Significant variability was observed, which justified a statistical study of the behavior of the material used in the tests, as well as the development of an analytical model to post-process the experimental results. The progressive construction of the model highlighted the mechanics of the test and the influence of contact between a filament and the needle. The impact of key parameters was further studied using this model. Finally, fibrous structures were characterized through tensile tests and tomographic observations. The complementarity of the various approaches presented throughout this work revealed the impact of needling on fibrous structures. |
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| Emne beskrivelse: | 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 : Laboratoire de mécanique Gabriel Lamé (Centre-Val de Loire ; 2018-....) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Damien Soulat (Président du jury) ; Nahiène Hamila, Florent Bouillon, Naïma Belayachi, Anwar Shanwan (Membre(s) du jury) ; Karine Buet Gautier, Sabine Rolland du Roscoat (Rapporteur(s)) Thèse en cours de confidentialité |
| Format: | Configuration requise : un logiciel capable de lire un fichier au format : PDF |
| Adgang: | Thèse confidentielle jusqu'au 04 décembre 2035 |