Identification et caractérisation des propriétés thermiques et électriques
[O.De Almeida, A.Cantarel, G.Dusserre, P.Olivier, F.Schmidt]
Afin de proposer des modèles numériques fiables, des bancs de mesure ont été développés/adaptés pour permettre l’identification par analyse inverse de la conductivité thermique anisotrope des matériaux composites. Ces travaux, menés en collaboration avec le groupe MICS, sont basés sur des approches originales de mesures sans contact par thermographie infrarouge.
L’autre volet relatif aux propriétés thermiques et électriques concerne la préparation et la caractérisation de matrices fonctionnalisées en vue d’améliorer les propriétés des composites. Ces travaux répondent aux besoins de l’industrie aéronautique quant aux problématiques de conductivité. Les matrices thermodurcissables et thermoplastiques fonctionnalisées par des particules nanométriques sont principalement étudiées.
Sur le volet thermique, on peut noter le développement d’un matériau composite hybride constitué d’une matrice polymère chargée de micro et nanoparticules et renforcée par des fibres longues de carbone PITCH avec comme objectif une conductivité thermique importante. Sur le volet électrique, un autre exemple concerne la conception d’un composite matrice thermoplastique PEEK / fibres de carbone/ nanotubes de carbone sans employer d’agents compatibilisants. L’objectif est de produire un stratifié PEEK/carbone avec des propriétés électriques suivant son épaisseur, améliorées par l’incorporation de NTC.
Plus généralement, ces efforts s’inscrivent dans le cadre de la fonctionnalisation des matériaux à l'aide d'une phase à l'échelle nano, notamment via des forêts de nanotubes de carbone alignés. Les objectifs visés sont une amélioration de la tenue à l'impact, ou de la conductivité thermique ou électrique dans l'épaisseur des composites. Les travaux portent sur l’intégration de tapis de nanotubes (dont la croissance est effectuée, soit sur un substrat, soit directement sur des tissus carbone) soit par voie liquide, soit par voie pré-imprégnés. Les travaux de recherche consistent ensuite à caractériser les conditions de mise en œuvre, la microstructure et les différentes échelles d'interface, ainsi que la caractérisation des propriétés mécaniques du composite sur un spectre large de sollicitation (statique et dynamique).