Caractérisation de matériaux composites à structure sandwich comportant des modifications.

Les modifications de structures sandwichs sont courantes dans l'industrie aéronautique. Ce projet s'est concentré sur l'étude des propriétés mécaniques de structures sandwichs ayant subit des modifications de trois natures différentes. Tout d'abord les propriétés de poutres sandwichs avec un noyau en nid d'abeille ont été analysées lorsque des discontinuités sont présentes dans le noyau. Ces discontinuités ont lieu lorsque deux pièces distinctes de nid d'abeille sont utilisées bout à bout pour former le noyau d'un même sandwich. Elles peuvent se retrouver lors de la fabrication de grandes pièces mais leur impact sur les propriétés en flexion est peu connu. Deux configurations ont été étudiées : des discontinuités sans espacement et avec 2 mm d'espacement. Des essais de flexion quatre points ont été réalisés afin d'étudier le comportement de telles poutres lorsque la discontinuité est située dans la zone en cisaillement. Pour les discontinuités étudiées, les modifications sur la rigidité sont négligeables et le mode de rupture des poutres est inchangé. Cependant, la résistance en flexion est légèrement plus faible. Par la suite, des panneaux chanfreinés comportant des discontinuités ont été testés en flexion quatre points et des comportements similaires ont été observés. La rigidité des structures n'est pas modifiée pour de petits défauts ou pour des défauts de grande taille si ces derniers sont peu nombreux. La rupture se produit sur le chanfrein pour tous les panneaux. La rigidité d'un panneau comportant de nombreuses discontinuités de grandes tailles est plus faible et la rupture se produit à un chargement moins élevé. La seconde modification étudiée consiste en l'intégration d'un matériau viscoélastique dans les peaux de poutres sandwichs. Ce type de traitement est fréquemment utilisé dans l'industrie pour amortir les vibrations des matériaux composites mais peu d'études traitent de leur impact sur les propriétés mécaniques. Tout d'abord, le module d'Young des peaux est investigué puis comparé à des peaux intégrant des matériaux viscoélastiques. On constate que l'insertion de matériau viscoélastique dans les peaux ne modifie pas le module d'Young des peaux. Par la suite, des poutres sandwichs comportant des inserts dans les peaux sont testées en flexion trois points. La position longitudinale des inserts est différente pour chaque poutre. Deux modes de rupture ont été observés en fonction de la position des inserts. Lorsque les inserts sont placés sous le poinçon de chargement, la peau supérieure subit une compression et le noyau rompt en compression. Dans tous les autres cas, la défaillance se produit par une rupture en cisaillement du noyau. La rigidité des poutres ainsi que leur résistance sont très peu altérées par la présence des inserts.