Couplage thermomécanique
Vieillissement de matériaux composites à matrice organique - Cas d'études

Dans le domaine aéronautique, l'utilisation de stratifiés composites constitués de plis unidirectionnels de fibres continues et de résine polymère est très répandue, de par leurs bonnes propriétés mécaniques spécifiques et leur excellente résistance à la fatigue. Cependant, les fibres et la matrice d'une part, les plis unidirectionnels d'autre part, présentent des valeurs de caractéristiques thermoélastiques très différentes et fortement anisotropes. De ce fait, des variations de température induisent, par dilatations thermiques différentielles empêchées, des contraintes, intra et inter-laminaires qui peuvent être importantes. La première conséquence de ce couplage thermomécanique est la création de contraintes résiduelles d'origine thermique lors du refroidissement des pièces à partir de leur température de consolidation, contraintes résiduelles que les élaborateurs cherchent à minimiser, en particulier par l'optimisation des cycles de fabrication. Ces contraintes seront d'autant plus grandes que la température de cuisson sera élevée, ce qui est le cas pour certains thermo- plastiques hautes performances  . Le deuxième cas où ce couplage thermomécanique s'exprime est celui d'un « cyclage thermique » : par exemple, la température de certaines pièces de structures d'aéronefs peut varier entre des valeurs très basses en altitude (typiquement – 55 ^oC, – 60 ^oC) et des valeurs plus élevées sur le tarmac… (dépendantes de la localisation, du climat etc.). Dans ce cas, le matériau constitutif subit autant de cycles de température que de vols. Un autre exemple est celui de cyclage thermique induit par le passage de vol subsonique...