Ce travail de thèse a pour objectif la mise en œuvre d'un composite hybride à matrice polymère (polyamide 11 – PA11) à formulation complexe, pour l'amortissement de vibrations par transduction-dissipation locale. Du fait du couplage de deux mécanismes, deux étapes préalables ont été nécessaires. Dans un premier temps, un composite PA 11/nanotubes de carbone (NTC) a été réalisé. Avec leur facteur de forme élevé, les NTC ont permis d'atteindre un seuil de percolation électrique pour un faible taux de charge (0,55 % vol.). Dans un deuxième temps, nous avons obtenu, avec un composite PA 11 / particules de Titanate Zirconate de Plomb (PZT) submicroniques polarisé, un effet de transduction significatif. Les propriétés mécaniques sont conservées jusqu'à 30 % volumique de PZT. Enfin, pour les composites hybrides PA 11/PZT/NTC, une augmentation des parties conservative et dissipative du module mécanique du polyamide, spécifique de la polarisation, a été observée en analyse mécanique dynamique. Les essais vibratoires ont montré l'intérêt de la synergie des deux types de particules pour optimiser l'amortissement des composites. Dans les deux cas, l'emploi d'une configuration sandwich originale a été déterminant pour la mise en évidence du phénomène de transduction-dissipation locale. |
The aim of this work is the processing of a hybrid polymer (polyamide 11-PA 11) based composite for vibration damping by transduction-local dissipation. Due to the complexity of the formulation, two preliminary steps were required. First, conductive PA 11/carbon nanotubes (CNT) composites have been elaborated. The high aspect ratio of CNT allowed us to reach an electrical percolation threshold for a low filler content (0,55 % vol.). Second, PA 11/Lead Zirconate Titanate (PZT) particles composites have been poled in order to exhibit a significant transduction effect. Mechanical properties are maintained until 30 % in volume of submicronic particles. Finally, PA 11/CNT/PZT hybrid composites have been studied by dynamic mechanical analysis. An increase of the conservative and dissipative parts of the mechanical modulus has been found to be characteristic of PZT poling. Vibration tests have shown the interest of the synergy of CNT and PZT poled particles on the composite damping. In both cases, the use of a sandwich configuration highlighted the efficiency of the transduction-local dissipation phenomenon. |