Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

وزارة التعليم العالي والبحث العلمي BADJI MOKHTAR ANNABA-UNIVERSITY جامعة باجي م

وزارة التعليم العالي والبحث العلمي BADJI MOKHTAR ANNABA-UNIVERSITY جامعة باجي مختار عنابه UNIVERSITE BADJI MOKHTAR ANNABA FACULTE DES SCIENCES DE L’INGENIORAT DEPARTEMENT DE GENIE MECANIQUE MEMOIRE PRESENTE EN VUE DE L’OBTENTION DU DIPLOME DE MASTER INTITULE COMPORTEMENT MECANIQUE EN TRACTION MONOTONE D’UN POLYMEREASSOCIE A LA POUDRE DE FER PUR (PEHD5502 CHARGE EN FER PUR) DOMAINE : SCIENCES ET TECHNOLOGIE FILIERE : GENIE MECANIQUE SPECIALITE : CONSTRUCTIONMECANIQUE PRESENTE PAR : Mr CHAOU Yazid DIRECTEUR DU MEMOIRE : Dr CHEMAMI A/N. DEVANT LE JURY PRESIDENT : Pr BEY K. UNIVERSITE D’ANNABA Encadreur : Dr CHEMAMI A/N. UNIVERSITE D’ANNABA Co-cadreur : Mr BOUKHEZAR S. URMA ANNABA Membres : Dr BENAMIRA M. UNIVERSITE D’ANNABA Dr BOUARICHA A. UNIVERSITE D’ANNABA Pr HAIAHEM A. UNIVERSITE D’ANNABA Année : 2018/2019 i Je dédie ce travail : A mes défunts parents, Ma mère et mon père. A ma femme. A mes chers enfants. A toute ma famille. A tous ceux qui me sont cher. ii Remerciements Je remercie tout d’abord Dieu tout puissant pour tous ces biens, de m’avoir donné la force et la confiance pour surmonter toutes les difficultés Je remercie en premier lieu, mon encadreur Monsieur A/N. CHEMAMI docteur au département de mécanique, pour avoir accepté de diriger ce travail, pour ses encouragements et ses conseils judicieux tout le long de la réalisation de ce mémoire. Je tiens à adresser mes vifs remerciements et mon profond respect à Monsieur Professeur BEY K. pour son soutien et Messieurs le Professeur KHADRE Y. chef de département de génie mécanique et le docteur DIB Responsable de la pédagogie du département de génie mécanique, Université de BADJI Mokhtar Annaba J’exprime aussi ma gratitude à tous les membres de l’équipe, Mr BOUKRAA M. , Mr BOUCHELEGHEME A/A. et Mr BOUKHEZAR S. de m’avoir accepter dans leurs laboratoire, pour leurs soutiens et leurs explications. Je remercier profondément tous mes enseignants et mes collègues étudiants de la promotion 2018-2019. Enfin, je remercie toute ma famille et tous ceux qui me sont cher. TABLE DES MATIERES Comportement mécanique en traction d’un PEHD 5502 associé à la poudre de fer pur iii TABLE DES MATIERES Dédicaces i Remerciements ii Table des matières iii Liste des figures vii Liste des tableaux x Nomenclature xi Introduction générale 01 1ER PARTIE : ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE CHAPITRE I GENERALITES SUR LES POLYMERES I-1. Définition d’un polymère ………………………………...........…............... 07 I-2. Famille des polymères……............................................................................ 08 I.2.1. Les homopolymères ………………....................................……... 08 I.2.2. Les copolymères ……………….................................…………... 08 I.3. Classement des polymères …….................…..................................………. 09 I.3.1. Polymère naturel........................................…......………............... 10 I.3.2. Les polymères thermoplastiques..................………...................... 10 I.3.3. Les élastomères................…......………..……..……..................... 12 I.3.4. Les polymères thermodurcissables ……………………………… 13 I.4. Structure d’un moléculaire ............................................................................. 13 I.4.1. Polymères à molécules linéaires ………………………………… 13 I.4.2. Polymères à molécules ramifiées………………………………... 14 I.4.3. Polymères à molécules réticulées………………………………... 14 I.5. Propriétés des polymères ............................................................................... 15 I.5.1. Propriétés physique......………………………..……............…… 15 I.5.1.1. Influence de la température…………………………… 16 A. La température de transition vitreuse (Tg)…………… 16 B. La température de fusion (Tf)……………………..… 16 C. La température de décomposition (Td)......………….. 16 I.5.2. Propriété mécanique…….....…………..…..........…….…..….….. 16 A. Courbes contrainte-déformation (diffèrent type de matériau)……………………………………………… 18 B. Module d’élasticité et résistance en traction.................. 18 TABLE DES MATIERES Comportement mécanique en traction d’un PEHD 5502 associé à la poudre de fer pur iv I.6. Les plastiques …………………………………..………………………...... 19 I.6.1. Définition…………………….………...........……...................... 20 I.6.2. Différents plastiques …….…………………….……..........…..… 21 I.6.3. Les adjuvants ………………………………………..................... 21 I.6.3.1. Les plastifiants…………………………………….…... 22 I.6.3.2. Les stabilisants………………………………………... 22 I.6.4. Autres Adjuvants……………………………….…..…….……… 23 I.6.4.1. Les colorants pigments…………………………...…… 23 I.6.4.2. Les conductrices et antistatiques……………………… 23 I.6.4.3. Les conductrices et antistatiques………………..….…. 23 I.6.4.4. Les ignifugeants……………….……………………… 24 I.6.4.5. Les lubrifiants…….………………………….……….. 24 I.6.4.6. Divers adjuvants……..………………………….…….. 24 I.7. Les thermoplastiques………………………………….…….......…….......... 24 I.7.1. Les polyéthylènes (PE) ……..……….….…...………..........…..... 28 I.7.2. Les différents types de polyéthylène………………..……............. 29 I.7.2.1. Le polyéthylène basse densité (PEBD)……………….. 29 I.7.2.2. Polyéthylène à haute densité (PEHD)………………… 29 I.7.2.3. Polyéthylène à moyenne densité (PEMD)……………. 29 I.8. Propriétés du polyéthylène ……………..........….…………….…................ 30 I.8.1. Propriétés physiques………..…………..…......…….…….......... 30 I.8.1.1. Propriétés thermique…………………………………. 30 I.8.1.2. Propriétés électriques……………….………………… 31 I.8.2. Propriétés chimiques ………………………..…………………… 31 I.8.3. Propriétés mécaniques ……………………....……….............….. 31 CHAPITRE II MISE EN ŒUVRE DES POLYMERES II-1. Processus d’élaboration des polymères…………………………………….. 36 II.1.1. Degré de polymérisation………………………………...………. 37 II.2. Résines............................................................................................................ 38 II.2.1. Les résines thermodurcissables………………………………….. 39 II.2.2. Les résines thermoplastiques…………………………………….. 39 TABLE DES MATIERES Comportement mécanique en traction d’un PEHD 5502 associé à la poudre de fer pur v II.3. Transformation des polyéthylènes .................................................................. 40 II.3.1 Le calandrage.................................................................................. 40 II.3.2. L’extrusion (principe)..................................................................... 41 II.3.3. Le moulage ..................................................................................... 43 II.3.4. L’enduction .................................................................................... 45 II.3.5. Le thermoformage .......................................................................... 46 II.4. Emploi des polyéthylènes .............................................................................. 46 II.4.1. Fin de vie des polyéthylènes........................................................... 47 II.4.2. Recyclage des polyéthylènes ........................................................ 48 II.5. Avantages et inconvenants des polyéthylènes……….……………………… 49 CHAPITRE III : COMPORTEMENT MECANIQUES DES POLYETHYLENES III.1. Principe de l’essai de traction………………….……….………..........…..… 51 III.2. Description de l’essai de traction ………………………………………..…. 52 III.2.1. Eprouvette……………………………………………………….. 52 III.2.2. Amarrage……………….………………………………………… 52 III.3. Endommagements ……………………………..……………………..…….. 52 III.3.1. Types d’endommagements…………………….….…….....…….. 53 PARTIEEXPERIMENTALE 56 CHAPITRE IV : ETUDE EXPERIMENTALE 57 IV.1. Matériaux étudiés........................................................................................... 58 IV-1-1. Caractéristiques des matériaux..........…..……………………....... 58 A Caractéristiques du PEHD 5502 vierge ……....………. 58 B Caractéristiques de la poudre de fer pur …………....… 58 IV.1.2. Modes d’obtentions du matériau (PEHD 5502 vierge ) ................. 59 IV.1.3. Modes d’obtentions du matériau (PEHD 5502/Fe15%) ................ 61 IV.2. Éprouvettes..................................................................................................... 62 IV.3. Banc d’essai et conditions d’essais ................................................................. 63 IV.4 Déroulement de l’essai.................................................................................... 64 V.5 Interprétation des résultats…………………………..………….................... 65 TABLE DES MATIERES Comportement mécanique en traction d’un PEHD 5502 associé à la poudre de fer pur vi V.5.1. Observation des faciès et analyse endommagement…………….. 71 IV.5.1.1. Introduction………………………………………….. 71 IV.5.1.2. Observation des facies………………………………. 72 IV.5.1.3. Conclusion………………….………..….................... 75 Conclusion générale…………………………………………....…….......................... 78 Référence bibliographique …………………………….....………….......................... 81 LISTE DES FIGURES Comportement mécanique en traction d’un PEHD 5502 associé à la poudre de fer pur vii Liste des figures 1er Partie Chapitre I : Généralité sur les polymères Figure I.1 Evolution mondiale de la consommation des polymères…….....… 07 Figure I.2 Matériaux utilisés dans la réalisation des cellules des avions AIRBUS…………………………………………………………… 07 Figure I.3 Structures de molécules à chaînes carbonées……………………... 14 Figure I.4 macromolécule de polyéthylène……………………….………….. 15 Figure I.5 Comportement mécanique des matériaux différents…………….... 18 Figure I.6 production de défirent matériaux, dans le monde occidental ou dans le monde entier ……………………………………………… 19 Figure I.7 Plastique matière première………………………………………… 20 Figure I.8 dérivés du polymère……………………………………...……....... 21 Figure I.9 Schématisation du mécanisme de plastifiant à l’échelle moléculaire………………………………………………………… 22 Figure I.10 Variation de la rigidité avec un plastifiant………………………… 22 Figure I.11 Consommation mondiale, en million de tonnes (Mt), de matières plastiques en 1999, 1998, 1997. Réparation par type de polymères. 25 Figure I.12 Evolution de la production des principaux types de matières plastiques dans le monde occidental………….…………………… 26 Figure I.13 Secteur d’application et consommation des matières plastiques, en France……………………………………………………………… 27 Figure I.14 Croissance de la consommation du thermoplastique en Europe ….. 28 Figure I.15 Schématisation des ramifications dans les polyéthylènes................. 29 Figure I.16 Variation de cristallinité en fonction du taux de branchement cours 30 FigureI.17 Variation des propriétés mécaniques en fonction de la masse molaire d’un polyéthylène………………………………………… 32 Chapitre II : Mise en œuvre des polymères Figure II.1 Grandes étapes de la fabrication des plastiques…………………… 36 Figure II.2 De la résine aux granulés…………..………………….…………… 38 Figure II.3 Transformation irréversible de la structure d’une résine thermodur- cissable par réticulation…….………………………………..……. 39 Figure II.4 Différent technique de mise en œuvre de polyéthylène……..…..… 40 Figure II.5 Principe de procédé de calandrage………………..………..…….... 40 Figure II.6 Principe de procédé d’extrusion…………………………..……….. 41 Figure II.7 Les différentes phases d’extrusion……………............................... 41 Figure II.8 Principe de procédé d’extrusion-gonflage ………………………… 41 Figure II.9 Obtention des bouteilles par principe de procédé d’extrusion soufflage............................................................................................ 42 LISTE DES FIGURES Comportement mécanique en traction d’un PEHD 5502 associé à la poudre de fer pur viii FigureII.10 Machine de molage par rotation de deux axes perpendéculaire….... 43 Figure II.11 Objets mis en œuvre par moulage par rotation………..…………… 44 Figure II.12 Procédé de moulage par injection…………………………………. 44 Figure II.13 Fabrication des bouteilles par machine de moulage……….……… 44 Figure II.14 Moulage par compression…………………………………….…… 45 Figure II.15 Procédé de d’enduction de PE…………………………………….. 46 Figure II.16 Objets mis en œuvre par thermoformage…………………………. 55 Figure II.17 Destination de production de polyéthylène à haute densité PEHD (Source POLYMED)……………………..……………………….. 47 Figure II.18 Signe de propriété recyclage………………………………………. 48 Figure II.19 Sigle Ruban de Möbius pour quelques polymères………………… 48 Chapitre III : Comportement mécaniques des polyéthylènes Figure III.1 Courbe de comportement contrainte-déformation lors d’un essai de traction d’un thermoplastique semi-cristallin……………………… 52 Figure III.2 Déformation du polyéthylène en traction uniaxial………………… 54 Figure III.3 Etapes de formations des craquelures pour un polymère semi- cristallin……………………………………………………………. 55 Figure III.4 Microstructure d’une craquelure……………………………...…… 55 Partie Expérimentale Chapitre IV : Etude expérimentale FigureIV.1 Machine des R X ULTIMAT IV Rigaku …………………..…...… 58 Figure IV.2 Préparation d’échantillon en poudre de fer pur……………….…… 59 Figure IV.3 Mode d’obtention de plaque en PEHD vierge …………………… 60 Figure IV.4 Presse hydraulique………………………………………………… 60 Figure IV.5 Rouleaux mélangeurs……………………………………………… 61 Figure IV.6 Presse pneumatique à découper, éprouvettes en PEHD vierge en haut et en bas PEHD/Poudre de fer pur…………………………… 62 Figure IV.7 Géométrie de l’éprouvette selon la norme ASTM D638…………. 62 Figure IV.8 Machine d’essais de traction type MTS Criterion modèle 43.504… 63 Figure IV.9 Différentes étapes de l’essai sur éprouvette en PEHD/Poudre de fer pur……………………………………………………………… 64 Figure IV.10 uploads/Geographie/ a-voir-chaou-yazid.pdf