Soutenance de thèse de Nicolas PENVERN

L’objectif de la thèse est de caractériser et modéliser le comportement piézorésistif de composites à matrice élastomère renforcée par des nanotubes de carbone (NTC) en compression quasi-statique et dynamique. Ce travail a été réalisé dans le cadre du projet CLEBER, associant le laboratoire de mécanique Gabriel Lamé et l’entreprise ATCOM Télémétrie. Il s’agit notamment d’identifier les mécanismes microstructuraux à l’origine de la piézorésistivité de tels composites. Une augmentation de la résistance électrique est observée pendant les essais de compression quasi-statique. Cette augmentation est associée à une réorientation du réseau de NTC durant l’essai, conduisant à une augmentation de la distance entre NTC. Par ailleurs, une corrélation entre la fraction massique en nanotubes de carbone et la sensibilité électrique des composites a été établie. Des essais de compression dynamiques ont été réalisés sur un banc de barres de Hopkinson. Les vitesses de déformation élevées utilisées dans ces essais sont à l’origine d’un endommagement des composites, caractérisé par une augmentation de la résistance électrique et une diminution de la rigidité. Pour modéliser le comportement piézorésistif, le réseau conducteur de nanotubes de carbone est modélisé par un réseau équivalent de résistances. La modification du réseau conducteur est déterminée à partir de simulations par éléments finis avec le logiciel LS-Dyna, en utilisant une hypothèse de découplage entre la matrice et les nanotubes de carbone.