Soutenance de thèse d'Amélie MARDUEL

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 met alors en évidence l’impact de l’aiguilletage sur les structures fibreuses.