Avec l’utilisation croissante des matériaux composites à matrice thermoplastique dans le domaine aéronautique, comprendre les effets du feu sur leur comportement et leur intégrité structurelle est primordial pour assurer la sécurité des passagers. La condition d’utilisation en service la plus critique correspond à l’application d’une sollicitation mécanique lors d’une exposition au feu, et nécessite le développement d’outils spécifiques.
Le programme de recherche DÉCOLLE (Développement d’une plateforme d’Etude du COmportement mécanique au feu de composites thermopLastiques pour L’aéronautiquE) soutenu par l’institut Carnot ESP (Energie et Systèmes de Propulsion) vise à concevoir, calibrer et valider un banc d’essais permettant de reproduire ces conditions critiques de fonctionnement dans le but de la certification des composites thermoplastiques pour des applications aéronautiques à haute température (e.g. environnement de nacelle de moteur d’avion).
Ce projet repose sur les compétences du CARNOT ESP via le Groupe de Physique des Matériaux (GPM) en termes de mécanique des matériaux composites, et du Complexe de Recherche Interprofessionnel en Aérothermochimie (CORIA) sur l’analyse expérimentale de la combustion des matériaux. Ce banc d’essais permet de mener des investigations multi-physiques et multi-échelles originales associant exposition au feu, chargement thermomécanique, observations microstructurales (Fig. 1) et analyse des propriétés physico-chimiques.
Ces travaux de recherche couvrent ainsi des problématiques industrielles et fondamentales allant de l’abattement des propriétés mécaniques (rigidité, résistance – données indispensables aux bureaux d’études) résultant d’une dégradation au feu, à la simulation numérique du comportement sous chargement combiné (Fig. 2) afin d’appréhender plus finement les mécanismes de déformation et d’endommagement au sein de ces matériaux.