Optimisation du procédé de fabrication d'isolateurs vibratoires en polychloroprène

Ce projet de maîtrise a été mis en place dans le but de répondre à une problématique rencontrée dans l'industrie des véhicules récréatifs. Le moteur de ce type de véhicule est source de vibrations qui peuvent être inconfortables tant pour l'utilisateur que pour les autres éléments mécaniques du véhicule. Dans le but de réduire les effets nocifs de ces vibrations, des isolateurs viscoélastiques sont montés entre le moteur et la structure. Certains isolateurs sont fabriqués à base de Polychloroprène qui un élastomère offrant une combinaison de propriétés mécaniques et résistances particulièrement intéressante pour une application d'isolation vibratoire dans des environnements difficiles. Cependant, ces pièces présentent des variabilités notables et inexpliquées de leurs propriétés mécaniques suite à leur fabrication. L'objectif de ce projet de recherche est donc d'investiguer les différentes sources éventuelles de variabilité intervenant lors du procédé de fabrication des supports, et ainsi d'évaluer leur impact sur les propriétés mécaniques de ces pièces. Il s'agit de regarder l'ensemble du procédé de fabrication des supports de moteur, de la préparation du mélange d'élastomère, au moulage des pièces puis de leur conditionnement après moulage jusqu'à la livraison au client. Le travail de recherche effectué a été divisé en deux volets. Tout d'abord, l'effet des différents aspects externes au procédé central de moulage des pièces a été analysé: le mélangeage (en amont), la thermique du moule (pendant), et le refroidissement des pièces (en aval). Ensuite, les paramètres intervenant lors du processus de moulage par injection des pièces ont été considérés. Pour mener à bien ces deux points, l'homogénéité du mélange brut a tout d'abord été vérifiée à l'aide de mesures expérimentales du module élastique. Ces mesures ont été réalisées à l'aide d'un tensiomètre sur des éprouvettes du mélange étudié. Par la suite, afin de vérifier l'uniformité de la distribution de température dans un moule à injection, un modèle thermique par éléments finis d'un moule de production a été développé et validé par des mesures expérimentales réalisées à l'aide d'un thermocouple. Cela a permis d'acquérir une première idée de la distribution de température dans un moule, en dépit du fait que les conditions aux limites appliquées se soient avérées insuffisantes pour reproduire fidèlement la réalité. Néanmoins, un moule permettant de mouler plusieurs pièces à la fois a été investigué. Et l'effet de la position de la cavité de cuisson sur les propriétés a pu être analysé. Les supports ont été expérimentalement caractérisés à l'aide d'une machine servo-hydraulique de traction permettant d'évaluer leurs propriétés statiques et dynamiques. Deux modes de refroidissement après cuisson ont été comparés, le refroidissement en condition normale de production, et le refroidissement à l'air ambiant. Il s'est avéré que le premier mode était trois fois plus préjudiciable que le second et n'autorisait pas un refroidissement uniforme adéquat des pièces.