Florian Boutenel




Doctorant du groupe Matériaux et Structures Composites (MSC)
0M02, Mines d'Albi-Carmaux, Campus Jarlard
81013 Albi




Activités de recherche

Sujet de thèse: Élaboration de composites à matrice céramiques par des procédés voie liquide
                         Liquid processing of ceramic matrix composites
 
Encadrants: Pr. Thierry Cutard (directeur) et Dr. Gilles Dusserre (co-directeur)

Résumé: 
Des études antérieures récentes ont montré la nécessité de supprimer des verrous scientifiques et technologiques pour permettre à des CMC performants d'être élaborés par ces procédés. Ce projet s'inscrit pleinement dans cette orientation. Celui-­ci comprend plusieurs objectifs.
Tout d’abord, il s’agit d’optimiser l'étape d'imprégnation des renforts fibreux par des suspensions chargées en particules céramiques. Cette étape comprend une réelle complexité liée aux suspensions céramiques qui peuvent être considérées. Cette complexité réside d'une part dans les caractéristiques des comportements rhéologiques de ces suspensions, comportements qui rendent les écoulements dans les préformes fibreuses plus difficiles à maîtriser que pour les résines organiques. La complexité réside d'autre part dans l'objectif d'imprégnation homogène des préformes fibreuses par les particules céramiques, tant entre mèches qu'à l'intérieur des mèches, et cela en tout point d'une pièce dont la géométrie peut être complexe. Le second objectif est d’améliorer les connaissances des comportements des suspensions céramiques pour applications dans de tels procédés et de créer une base de données expérimentales de courbes de comportement (rhéologiques, thermocinétiques, dilatométriques, ...). Enfin, il s’agit de modéliser les comportements des suspensions et de simuler numériquement les écoulements lors de l'imprégnation de préformes fibreuses, puis modéliser les transformations physico­chimiques de durcissement, en préalable au cycle de stabilisation à haute température. 

Abstract:
Previous studies underlined the necessity to remove scientific and technological barriers to allow manufacturers to produce effective CMC using liquid composite moulding processes. This study takes part of this orientation. It includes several objectives. First, an optimization of the impregnation step of the fibrous reinforcements with ceramics based suspensions is led. This first objective implies a complexity linked to the ceramics based suspensions which could be used. On the one hand, this complexity lies in the characteristics of the rheological behaviours of this suspensions. For those behaviors, the flow in the fibrous preforms is more difficult to control in comparison with organic resins. On the other hand, this complexity is linked to an homogeneous impregnation of the fibrous preforms with this type of suspensions : between and inside the fibre bundles, and also at any point of the part, which can have a complex geometry. The second objective is to permit a better understanding of ceramic based composites for applications which use those processings and to create an experimental data base including behaviour curves (in relation with the rheology, the thermokinetic, the dilatometric, ...). Finally, a numerical simulation, divided into three steps, is led : the modelling of the suspensions behaviour, the simulation of the flows during the impregnation of the fibrous preforms and the modelling of the physicochemical transformations linked to the hardening (before the high temperature stabilization cycle). 

Production scientifique

1 contributions

2017

[ACL]J. Sweeney, P. Spencer , D. Vgenopoulos, M. Babenko, F. Boutenel, F. Caton-rose and P. Coates. Application of activated barrier hopping theory to viscoplastic modeling of glassy polymers. Mechanics of Time-Dependent Materials. , . 2017 [DOI]



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