Comportement sous choc des composites sandwichs et influence des paramètres des matériaux et du test

Bien que les structures sandwichs occupent actuellement une place considérable dans tous les secteurs industriels notamment le secteur aéronautique, leur forte sensibilité aux chocs mêmes à des faibles vitesses soulève certaines inquiétudes chez les constructeurs d'aéronefs et tend à limiter leur champ d'application. En effet, les structures aéronautiques sont susceptibles d'être exposées à des chocs accidentels de diverses origines (chutes d'outils lors de maintenance, chocs entre deux panneaux lors de l'assemblage, impact d'oiseaux pendant la vie en service de l'avion…) dont les conséquences sont souvent redoutables. Pour cela, une méthode de tolérance aux dommages est adoptée pour la certification de ces structures. Cette méthode vise à évaluer la résistance résiduelle d'une structure endommagée et donc à quantifier l'effet des dommages sur les performances mécaniques de ces structures. Ceci va nous permettre de construire des structures plus résistantes aux dommages. C'est dans cette optique que nous nous sommes intéressés à l'étude du comportement à l'impact des panneaux sandwichs constitués avec des peaux stratifiées verre-E/vinyle-ester et une âme en mousse PVC rigide. Dans un premier temps, pour réaliser les tests d'impact, divers panneaux sandwichs (17 x 45 po²) ont été fabriqués par moulage sous vide. Pour des finalités de recherche, deux densités d'âme ont été retenues (58.5 Kg/m³ et 92 Kg/m³). Les peaux ont été constituées avec deux épaisseurs différentes (2 et 3 plis) respectivement selon les séquences d'empilement suivante [0/90/ -45/+45]s et [0/90/-45/+45/90/0]s. Le chargement d'impact a été simulé par un dispositif à masse tombante sur des échantillons mesurant 4 po x 6 po et en utilisant trois diamètres d'impacteur (½, 1 et 1¾ po). Les résultats des tests d'impact (courbes force-temps) associés à l'inspection visuelle des échantillons impactés, nous ont permis d'évaluer la sévérité de dommages provoqués par les sollicitations d'impact. Par ailleurs, en nous référant aux courbes énergies-temps, nous avons pu déterminer l'indice d'endommagement (ID) pour chaque échantillon impacté. Les résultats sont ensuite présentés sous la forme de courbes où l'on porte en abscisse le pourcentage d'énergie absorbée et en ordonnée l'énergie fournie. Ces courbes ont permis de déterminer la valeur critique d'énergie d'impact à laquelle une transition entre les différents types de dommages est observée. De là, nous avons pu déterminer l'effet de différents