OBJECTIF : Développer des outils permettant la mesure et le suivi in situ des propriétés mécaniques de matériaux à matrice polymère au cours de leur mise en forme, de leur utilisation en service, et de leur recyclage – IntraCarnot AMELCEM (Analyse Multi-Echelle des Lois de Comportement mécanique des polymères en relation avec l’Evolution de leur Microstructure en temps réel).
Les outils à développer reposent sur l’utilisation de la spectroscopie Raman. Cette technique éprouvée et robuste permet la réalisation de mesures locales et non destructives, et dans le cas des polymères, renseigne sur les états microstructuraux aussi bien des phases amorphes que cristallines. Pour le cas des matériaux prévus dans cette étude, l’expérience précédemment acquise au sein de l’équipe « Physique, Mécanique et Plasticité » de l’IJL montre que l’analyse et le traitement des spectres Raman permet de retrouver la plupart des résultats obtenus par DSC et DRX, qui sont des techniques d’analyse courantes, mais appliquées de manières destructive et/ou post mortem/ex situ. Des résultats préliminaires ont été déjà été obtenus sur le poly(éthylène téréphtalate) (PET) et le poly(éthylène furanoate) (PEF), une nouvelle résine polyester biosourcée aux applications prometteuses. En parallèle de l’étude de ces matériaux, il est prévu d’étendre l’ensemble des critères et méthodes à d’autres polyesters tels que le poly(butylène téréphtalate) (PBT) et l’acide polylactique (PLA), et également au polycarbonate (PC). Ces trois matériaux à haute valeur ajoutée ont en effet de nombreuses applications dans les domaines du biomédical, de l’optique et de l’agroalimentaire. Les travaux expérimentaux porteront en particulier sur la réalisation d’essais mécaniques (traction essentiellement) et thermiques (DSC) couplés à des mesures in situ par spectroscopie Raman. Les spectres Raman seront analysés grâce à des outils numériques programmés en MATLAB et Python au sein de l’équipe. L’objectif principal du stage est de confirmer et de développer les résultats déjà obtenus [3], portant sur la quantification des états de déformation à l’échelle microstructurale dans les matériaux visés, grâce à la théorie de Grüneisen.
