Observer la matière en train de se transformer
Les polymères, que l’on retrouve dans de nombreux plastiques et élastomères, possèdent une structure interne complexe, organisée à l’échelle microscopique. Lorsqu’ils sont chauffés, étirés ou comprimés, cette organisation se modifie, ce qui change leurs propriétés mécaniques : rigidité, résistance, transparence, ou encore durabilité.
Les recherches de Christelle Combeaud s’inscrivent précisément dans cette zone charnière entre :
- la physique de la matière : comment les chaînes polymères s’organisent
- la mécanique : comment le matériau se déforme
- et les procédés industriels : extrusion, thermoformage, étirage biaxial
Son objectif : relier les phénomènes microscopiques aux comportements macroscopiques observés à l’échelle des objets industriels.
Schéma d’un prototype de bi-étirage à chaud
Étirement, chaleur et microstructures
Une matière en mouvement
Dans ses travaux, Christelle Combeaud étudie en particulier l’étirabilité des polymères au-dessus de leur température de transition vitreuse. À cette température critique, un polymère amorphe passe d’un état dur/vitreux à un état mou/caoutchouteux, ou vice versa, ce qui permet de le mettre en forme.
En soumettant ces polymères à des étirements contrôlés, elle montre que :
- leur structure interne se réorganise,
- des microstructures spécifiques apparaissent,
- et ces transformations conditionnent directement leurs performances mécaniques.
Ces recherches permettent ainsi de comprendre :
- pourquoi un matériau devient plus résistant après étirage
- comment éviter certaines instabilités lors de la mise en forme
- comment adapter les procédés pour obtenir des propriétés ciblées
Mesure de champs de déplacement tridimensionnels (a) et profils associés (b) d’une bouteille PET
De la recherche fondamentale aux applications industrielles
Les travaux de Christelle Combeaud s’inscrivent dans une forte tradition de recherche partenariale du CEMEF.
Ils ont donné lieu à de nombreuses collaborations industrielles, notamment dans les domaines :
- de l’optique (verres organiques)
- de l’emballage
- des polymères techniques
Ses recherches contribuent notamment à :
- améliorer la fiabilité des procédés de fabrication
- réduire les défauts de production
- optimiser les performances mécaniques des matériaux
- mieux prédire leur comportement en conditions réelles d’usage
En combinant expériences mécaniques, observations microstructurales et modélisation, elle développe une approche intégrée, essentielle pour accompagner l’innovation industrielle.
Four de traitement thermique polymère transparent (a), plan demi-coupe (b)
Une science de la transformation
Le fil conducteur de ses travaux est clair : comprendre comment la matière se transforme pour mieux la maîtriser. En étudiant les liens entre température, déformation et organisation interne des polymères, Christelle Combeaud éclaire des mécanismes fondamentaux tout en répondant à des enjeux très concrets de production et de durabilité.
Ses recherches participent ainsi à :
- la conception de matériaux plus performants
- la maîtrise de procédés industriels complexes
- l’amélioration de produits utilisés au quotidien
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