Imprimer

Résume de thèse Emmanuel Cailleux

-A +A

Microstructure et comportement thermomécanique d'un béton réfractaire renforcépar des fibres métalliques

 

Emmanuel CAILLEUX - 11 mai 2001.

Comparés aux matériaux métalliques, les bétons réfractaires utilisés comme outillage de formage superplastique d'alliages d'aluminium ou de titaneprésentent de nombreux avantages, notamment au niveau des coûts matériaux et des coûts de mise en oeuvre. Néanmoins, leur comportement fragile conduitsouvent à la rupture de l'outillage lors des étapes de manutention et de démoulage. L'ajout de fibres métalliques, capables d'améliorer lesperformances mécaniques d'un béton réfractaire, est une solution pour contrer ce problème de fragilité. Cette étude a donc eu pour objectif d'optimiser lecomportement thermomécanique d'un béton réfractaire renforcé de fibres métalliques dans le domaine de température 20°C-1000°C.

Dans un premier temps, les transformations microstructurales du bétonréfractaire avec la température ont été identifiées. Elles ont notamment permis de définir un cycle de cuisson conduisant à une stabilitéphysico-chimique et dimensionnelle du matériau.

Dans un deuxième temps, l'étude présente une modélisation thermomécanique ayant pour objectifs l'optimisation au niveau micromécanique de l'efficacitédes fibres et l'optimisation au niveau macromécanique de paramètres de formulation et de répartition des fibres. Un modèle micromécanique basé surl'utilisation de la résistance des matériaux a été développé. Il intègre les mécanismes d'arrachement élémentaires mis en évidence au moyen d'un essai depullout haute température, ainsi que l'effet du cycle de cuisson et de la température d'essai sur la résistance de l'interface fibre/matrice. Lamodélisation macromécanique est basée sur l'utilisation du modèle micromécanique, ainsi que sur la quantification de la répartition des fibresdans la matrice par stéréovision. Un essai de traction directe haute température a été développé et a conduit à la validation de ce modèle. Uneétude paramétrique a ensuite permis de quantifier et de discuter l'influence de paramètres matériaux et de formulation.