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Influence de la synthèse et du vieillissement sur les propriétés mécaniques des fluorosilicones

Influence de la synthèse et du vieillissement sur les propriétés mécaniques des fluorosilicones

Fluorosilicons, Ageing, Mechanics and Synthesis (FLAMS)

Proposition de thèse

Spécialité

Sciences et génie des matériaux

Ecole doctorale

Ingénierie des Systèmes, Matériaux, Mécanique, Énergétique

Directeur de thèse

LAIARINANDRASANA Lucien

Unité de recherche

Centre des Matériaux

ContactLucien LAIARINANDRASANA
Date de validité

01/10/2021

Site Webhttp://www.mat.mines-paristech.fr/Accueil/Propositions-de-theses/
Mots-clés

Fluorosilicones, Etanchéité, Comportement viscoélastique, Durée de vie, Vieillissement

Fluorosilicons, Sealing, Viscoelasticity, Lifetime, Ageing

Résumé

Le Fluorosilicone est un élastomère utilisé pour l'étanchéité de systèmes sensibles dont la tenue mécanique doit être assurée pendant des décennies. La qualité de l'étanchéité repose essentiellement sur la quasi-incompressibilité du matériau, qui est supposée ne pas changer au cours du temps de service. L'étude consiste tout d'abord à déterminer le module de compressibilité des matériaux de l'étude avec un dispositif expérimental de laboratoire. Ensuite, d'en étudier le comportement dépendant du temps (viscoélasticité) et enfin l'influence du vieillissement sur toutes les propriétés mécaniques (module de cisaillement, module de compressibilité). Enfin, une méthodologie de prédiction de la durée de vie sous chargement constant (type fluage) sera proposée pour un démonstrateur à définir, siège d'un gradient de vieillissement.

Fluorosilicone is an elastomer used for the sealing of sensitive parts for which the long term (decades) mechanical integrity should be ensured. The sealing quality is essentially dependent on the quasi-incompressibility of the material, this property being supposed to be constant during the whole service life. The present study consists of, first, the determination of the bulk modulus of the materials under study using a dedicated experimental setup. Then its time dependency (viscoelasticity) will be analysed together with the influence of the ageing on both mechanical properties : shear and bulk moduli. A methodology allowing the prediction of the lifetime under sustained load will be proposed for a demonstrator subjected to a gradient of ageing.

Contexte

Le sujet rentre dans le cadre du projet ANR FLAMS dont le consortium est composé de 3 laboratoires de recherche (Institut Charles Gerhardt de Montpellier, PIMM des Arts et Métiers et le Centre des Matériaux de Mines Paris PSL) et d'une moyenne entreprise (ITC Elastomères). Trois types de Fluorosilicone seront fournis (matériau industriel, matériau modèle, matériau stabilisé thermiquement) par les partenaires du Centre des Matériaux.

Encadrement

Directeur de thèse : Lucien LAIARINANDRASANA - Centre des Matériaux
Co-encadrant : Cristian OVALLE-RODAS - Centre des Matériaux

Profil candidat

Ingénieur et/ou Master recherche - Bon niveau de culture générale et scientifique. Bon niveau de pratique du français et de l'anglais (niveau B2 ou équivalent minimum).
Bonnes capacités d'analyse, de synthèse, d'innovation et de communication. Qualités d'adaptabilité et de créativité. Capacités pédagogiques. Motivation pour l'activité de recherche. Projet professionnel cohérent.

Pré-requis (compétences spécifiques pour cette thèse) : Physico-chimie des matériaux élastomères


Pour postuler : Envoyer votre dossier à recrutement_these@mat.mines-paristech.fr comportant
• un curriculum vitae détaillé
• une copie de la carte d'identité ou passeport
• une lettre de motivation/projet personnel
• des relevés de notes L3, M1, M2
• 2 lettres de recommandation
• les noms et les coordonnées d'au moins deux personnes pouvant être contactées pour recommandation
• une attestation de niveau d'anglais

Engineer and / or Master of Science - Good level of general and scientific culture. Good level of knowledge of French (B2 level in french is required) and English. (B2 level in english is required) Good analytical, synthesis, innovation and communication skills. Qualities of adaptability and creativity. Teaching skills. Motivation for research activity. Coherent professional project.

Applicants should supply the following :
• a detailed resume
• a copy of the identity card or passport
• a covering letter explaining the applicantÂ's motivation for the position
• detailed exam results
• two references : the name and contact details of at least two people who could be contacted
• to provide an appreciation of the candidate
• Your notes of M1, M2
• level of English equivalent TOEIC
to be sent to recrutement_these@mat.mines-paristech.fr

Résultat attendu

Base de données expérimentales inédites sur les matériaux de l'étude. Modèles visco-hyperélastiques compressibles susceptibles d'être sur un code par éléments finis. Méthode de prédiction de durée de vie à long terme avec une prise en compte du vieillissement.

Objectif

Caractériser les propriétés mécaniques (modules de compressibilité et module de cisaillement) des matériaux de l'étude. Suivre leurs évolutions en fonction du temps et du degré de vieillissement. Implémenter des modèles numériques permettant de modéliser une pièce industrielle. Chercher une méthodologie de prédiction de la durée de vie des matériaux, plus élaborée que le peu qui existe selon l'état de l'art actuel.

Références

L. Laiarinandrasana, R. Piques, A. Robisson. Int. J. Plast. 19 (2003) 977-1000. doi : 10.1016/S0749-6419(02)00089-X
L. Laiarinandrasana, A. Jean, D. Jeulin, S. Forest. Materials and Design 33 (2012) 75-82. doi : 10.1016/j.matdes.2011.06.054
Rami Bouaziz, Laurianne Truffault, Rouslan Borisov, Cristian Ovalle, Lucien Laiarinandrasana, et al.. Elastic Properties of Polychloroprene Rubbers in Tension and Compression during Ageing. Polymers, MDPI, 2020, 12 (10), pp.2354. ⟨10.3390/polym12102354⟩.

Type financement

Contrat de recherche

Document PDF

https://www.adum.fr/script/downloadfile.pl?type=78&ID=36145

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