Modélisation thermomécanique basée sur la mésostructure d'un stratifié carbone / thermoplastique soumis à une flamme

Overview & Synopsis

Lors de l'exposition de stratifiés à base de thermoplastique à une flamme kérosène, une modification significative de leur structure interne se produit progressivement. En effet, en raison des transitions de phase de la matrice polymère (fusion et surtout gazéification lors de la décomposition thermique ou pyrolyse), des porosités apparaissent et se développent. D'un point de vue thermique, ces porosités agissent comme des isolants thermiques, ralentissant ainsi l'extension du gradient thermique. D'un point de vue mécanique, elles réduisent considérablement les capacités de charge des stratifiés. Afin de modéliser avec précision la réponse thermomécanique des stratifiés soumis à une flamme kérosène, il est nécessaire de prendre en compte les porosités au moyen d'un modèle d'éléments finis spécifique. La représentativité du modèle a été évaluée à l'aide d'analyses expérimentales réalisées avec un brûleur et par tomographie à rayons X. Les analyses ont montré une représentativité prometteuse du modèle - compte tenu des hypothèses formulées - en termes de distribution des porosités, de gradient thermique et de forte diminution de la rigidité mécanique des stratifiés pendant la première minute d'exposition.