Concéption et réalisation de moules et mise en oeuvre d'éprouvettes en caoutchouc naturel chargé au noir de carbone et caractérisation

Abstract

Ce mémoire s'inscrit dans le cadre générale de l'étude des matériaux élastomères .Nous nous sommes intéressés en particulier aux modèles de comportement utilisés pour simuler leur comportement hyperélastique. Notre attention c'est portée particulièrement sur l’identification des paramètres de comportement de modèles simplifiés. L’objectif de cette étude est de choisir un modèle de comportement adapté pour reproduire le comportement mécanique de nos élastomères. Pour réaliser cette étude, un travail expérimental préliminaire est effectué pour obtenir des éprouvettes pour réaliser des essais de traction uniaxiale fabriqué dans une usine spécialisé dans la fabrication des pièces en caoutchoucs. Pour pouvoir fabriquer ces éprouvettes, nous avons conçu et réalisé des moules en acier. Pendant notre stage à la SAEL (Société d’Application des Elastomères – Oued-Smar), on a formulé nos caoutchoucs chargés au noir de carbone et utilisés la technologie du moulage par compression pour obtenir des éprouvettes spécifiques en élastomère destinées aux essais de traction et des plots cylindriques pour des essais de compression. Des modèles sont testés pour décrire le comportement hyperélastique de nos élastomères, en l'occurrence celui de Mooney-Rivlin et de Yeoh. Après avoir tracé les courbes de traction et les courbes de contraintes réduites, on a déterminé les paramètres du modèle de Mooney-Rivlin. Il semble que les courbes théorique et expérimentales sont différentes pour pouvoir améliorer l'identification paramétrique et les prédictions, nous avons utilisé le modèle de Yeoh. Il se dégage qu'au travers de cette étude qu'il n'a pas été possible de déterminer les paramètres comportementaux de caoutchoucs à partir d'un seul essai. Il s’avère que pour le caoutchouc naturel non chargé, le modèle de Mooney-Rivlin peut reproduire le comportement en traction uniaxiale dans le domaine des moyennes déformations . Pour les autres caoutchoucs chargés au noir de carbone les modèles de Mooney- Rivlin et de Yeoh sont mis en défaut. Par ailleurs, il semblerait que l’exploitation de l’essai de traction uniaxiale n’est pas suffisant pour identifier les paramètres matériels de nos élastomères. Par conséquent, on recommande de construire une base de données expérimentale déduite à partir des essais de tractionsimple, cisaillement pur et traction équibiaxiale