Étude du vieillissement de pièces en matériaux composites à matrice organique de moteurs d’aéronefs et de ses conséquences sur leur réparation collée

Ce travail vise à étudier les conséquences du vieillissement hygrothermique sur la réparation collée de matériaux composites tissés 3D carbone/époxy, qui constituent les aubes fans du moteur CFM LEAP. Dans un contexte d’introduction massive de pièces en matériaux composites à matrice organique dans les moteurs d'avions, la maîtrise de leur réparation, notamment par collage, devient essentielle et prend de l'essor. L'optimisation de ces réparations collées est rendue possible par l'utilisation de traitements de surface, comme le traitement plasma atmosphérique dont l'intérêt a déjà été prouvé. Cependant, ces pièces en composite sont sensibles aux conditions climatiques dans lesquelles elles évoluent, notamment la chaleur et l'humidité, et subissent de ce fait des dégradations. La première étape de ce travail a permis de mettre en lumière les paramètres influençant la diffusion d'humidité via une étude statistique. Par la suite, l'analyse des effets vieillissement hygrothermique sur les matériaux composites tissés 3D a mis en évidence des altérations physico-chimiques, massiques et surfaciques, telles que la migration de particules, un lessivage de la matrice, ou l'apparition de fissures, ce qui va affecter l'efficacité des collages. L'utilisation du plasma atmosphérique sur le matériau vieilli a montré un effet désorbant sur les surfaces et des niveaux d'oxydation semblables à ceux des surfaces neuves traitées au plasma, ce qui pourrait permettre d'activer chimiquement la surface en vue d'un collage et de restaurer certaines de ses propriétés. La caractérisation mécanique via des tests d’adhérence des assemblages matériau composite vieilli/colle a montré une nette amélioration de la résistance mécanique suite à l’utilisation du traitement de surface par plasma

Étude du vieillissement de pièces en matériaux composites à matrice organique de moteurs d’aéronefs et de ses conséquences sur leur réparation collée

Ce travail vise à étudier les conséquences du vieillissement hygrothermique sur la réparation collée de matériaux composites tissés 3D carbone/époxy, qui constituent les aubes fans du moteur CFM LEAP. Dans un contexte d’introduction massive de pièces en matériaux composites à matrice organique dans les moteurs d'avions, la maîtrise de leur réparation, notamment par collage, devient essentielle et prend de l'essor. L'optimisation de ces réparations collées est rendue possible par l'utilisation de traitements de surface, comme le traitement plasma atmosphérique dont l'intérêt a déjà été prouvé. Cependant, ces pièces en composite sont sensibles aux conditions climatiques dans lesquelles elles évoluent, notamment la chaleur et l'humidité, et subissent de ce fait des dégradations. La première étape de ce travail a permis de mettre en lumière les paramètres influençant la diffusion d'humidité via une étude statistique. Par la suite, l'analyse des effets vieillissement hygrothermique sur les matériaux composites tissés 3D a mis en évidence des altérations physico-chimiques, massiques et surfaciques, telles que la migration de particules, un lessivage de la matrice, ou l'apparition de fissures, ce qui va affecter l'efficacité des collages. L'utilisation du plasma atmosphérique sur le matériau vieilli a montré un effet désorbant sur les surfaces et des niveaux d'oxydation semblables à ceux des surfaces neuves traitées au plasma, ce qui pourrait permettre d'activer chimiquement la surface en vue d'un collage et de restaurer certaines de ses propriétés. La caractérisation mécanique via des tests d’adhérence des assemblages matériau composite vieilli/colle a montré une nette amélioration de la résistance mécanique suite à l’utilisation du traitement de surface par plasma

Composites allégés à renforts fibreux

Ce projet de fin d’études porte sur l’étude de différents paramètres influençant le moussage de résines expansées. Avec l’utilisation de deux systèmes époxys-amines et de deux agents gonflants endothermiques, nous avons constaté l’influence de l’ordre des réactions de réticulation du polymère et de décomposition de l’agent gonflant. Une réticulation ayant lieu avant le dégagement gazeux permettra à la matière de gélifier et ainsi piéger les bulles qui se forment, ce qui limite les pertes de gaz. Cependant, la viscosité du système époxy-amine choisi a également un impact sur la formation des bulles et donc sur l’homogénéité du moussage. Une gélification plus rapide provoquera une structure moins homogène. L’ajout de fibres dans les résines expansées augmente considérablement leurs propriétés mécaniques mais agit de façon non négligeable sur l’homogénéité de leur structure. Le système époxy-amine, l’agent gonflant et les fibres employés impactent sur la formation des cellules dans la matière. Lorsque l’adhésion fibres/matrice se fait avant le moussage et la nucléation des bulles, une barrière se crée entre la fibre et les bulles. Suite à l’observation de la diminution de la taille moyenne des cellules avec l’ajout de fibres, nous avons décidé d’observer l’évolution du bullage dans la résine à proximité de fibres de verre. La nucléation des cellules des mousses expansées à proximité d’une fibre dépend de sa tension de surface. Avec des fibres de verre ensimées de très fines bulles se forment, alors qu’avec des fibres de verre non ensimées, celles-ci coalescent et forment des bulles de plus grande taille. L’ensimage lorsqu’il est présent sur la fibre permet d’assurer la mouillabilité entre la fibre et la résine, et donc son adhésion

Paramètres influençant le moussage de résines expansées en époxy

Depuis quelques décennies, les mousses en polymère et les composites expansés – matériaux constitués d’une phase gazeuse dispersée sous forme de cellules dans une phase polymère solide – sont de plus en plus utilisés dans l’industrie. En effet, leur matrice poreuse, pouvant aussi bien être thermoplastique que thermodurcissable, permet de répartir les efforts, ce qui leur procure des propriétés mécaniques satisfaisantes combinées à une faible densité. Cette diminution de masse permet une baisse des coûts ainsi qu’une économie d’énergie dans le cas des transports ou de l’aérospatial, et donc une empreinte carbone moindre. Modelables en fonction de leur composition et du cycle de polymérisation employé, les mousses polymères peuvent bénéficier d’un panel de fonctions spécifiques : résistance thermique, propriétés en compression, amortissement des chocs ou des vibrations, isolation phonique ou thermique, étanchéité, flottabilité, allègement ou encore absorption. Il est aussi possible d’influer sur leur rigidité : une mousse souple aura tendance à se déformer facilement mais retrouvera sa forme initiale, tandis qu’une mousse structurelle rigide se déformera plus difficilement, mais de façon irréversible. On retrouve alors des mousses expansées dans de très nombreux domaines : automobile et transport, sport, bâtiment et travaux publics, emballages, armement, aéronautique et aérospatial, médical, agriculture, industrie, construction navale. Cependant, leur optimisation est plus complexe que celle de leurs homologues denses, car il faut obtenir une adéquation entre les réactions de polymérisation des polymères et de moussage de l’agent gonflant. L’étude successive de ces phénomènes et le choix de substances compatible sont donc nécessaires. Dans un premier temps, nous étudierons la mise en forme des mousses polymères, notamment au niveau du moussage, ainsi que le choix des matériaux. Dans un deuxième temps, nous examinerons les principaux paramètres de mise en oeuvre influençant le moussage. Enfin dans un troisième temps, nous observerons les performances mécaniques qui en découlent

Modulation des réponses des cellules voisines simples et complexes par un contraste différentiel entre le centre et la périphérie des champs récepteurs dans l'aire 17 du chat

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal

Complex correspondences for query patterns rewriting

International audienceThis paper discusses the use of complex alignments in the task of automatic query patterns rewriting. We apply this approach in SWIP, a system that allows for querying RDF data from natural language-based queries, hiding the complexity of SPARQL. SWIP is based on the use of query patterns that characterise families of queries and that are instantiated with respect to the initial user query expressed in natural language. However, these patterns are specific to the vocabulary used to describe the data source to be queried. For rewriting query patterns, we experiment ontology matching approaches in order to find complex correspondences between two ontologies describing data sources. From the alignments and initial query patterns, we rewrite these patterns in order to be able to query the data described using the target ontology. These experiments have been carried out on an ontology on the music domain and DBpedia ontology

Notre expérience du couple métal-métal (MoM) dans le resurfaçage (RTH) et les prothèses totales de hanche avec tête de grand diamètre (PTH-GD) présentant un suivi minimum de 10 ans : À propos de 215 cas.

peer reviewedIntroduction : Au début des années 2000, le couple métal-métal (MoM) a connu un regain d’intérêt pour les prothèses de resurfaçage (PR) ainsi que pour les prothèses totales de hanche (PTH) utilisant des megatêtes (> 36 mm) (MT). Depuis 2011, il n’a cessé d’alimenter les débats suite au taux d’échecs à court et moyen termes anormalement élevé dans certains études. Des prothèses particulières ont dès 2010 jeté le discrédit sur ce couple dans son ensemble, imposant un suivi radio-clinique et biologique attentif de ces patients. Matériel et méthodes : Entre 2003 et 2009, 215 prothèses MoM ont été implantées dans notre service. Nous avons revu avec un recul d’au-moins 10 ans (10 – 21 ans ; moyenne 15,2 ans) 142 patients porteurs d’implants DUROM (68 MT, 74 PR), 60 patients porteurs d’implants BHR (15 MT, 45 PR) et 13 patients porteurs d’implants ASR (12 MT, 1 PR). 38 patients perdus de vue ou décédés d’une cause sans relation avec les implants (27 DUROM, 8 BHR et 3 ASR) mais présentant un suivi minimum de 10 ans ont été inclus dans l’étude. Nous avons établi pour chaque groupe de prothèse le score de Harris (HHS) en préopératoire et au dernier suivi , le taux de survie des implants ainsi qu’un historique détaillé des complications ayant mené à une reprise chirurgicale. Résultats : Pour le groupe DUROM, les HHS étaient de 52,9 en préopératoire et 96,5 ; au dernier suivi, nous dénombrons 14 reprises, 7 sur méga-tête (10,3 %) et 7 sur resurfaçage (9,5 %). Pour le groupe BHR, les HHS étaient de 52,4 en préopératoire et 96,2 ; au dernier suivi, nous dénombrons 6 reprises, 1 sur méga-tête (6,7 %) et 5 sur resurfaçage (11,1 %). Pour le groupe ASR, les HHS étaient de 51,3 en préopératoire et 93,1 ; au dernier suivi, nous dénombrons 2 reprises sur méga-tête (15,4 %) et pas de reprise de notre unique resurfaçage (0,0 %). Les principales causes de reprise sont pour les PR une cobaltémie élevée sans symptôme clinique (2 cas), un descellement cotyloïdien (3 cas), un conflit antérieur (3 cas) et un cas de luxation ; pour les MT un descellement (3 cas), une infection (3 cas) et la présence d’une pseudotumeur (2 cas). Les autres indications de reprises étaient des ossifications hétérotopiques, une bursite trochantérienne, une fracture périprothétique ainsi qu’une suspicion d’allergie au métal. Discussion : Les résultats de notre étude semblent montrer un faible pourcentage d’échec lié spécifiquement à l’utilisation du couple MoM à grand diamètre : 3 % (7/215 cas). Selon notre expérience, toute une classe d’implants qui aurait pu conserver une place dans des indications bien spécifiques s’est vue condamnée probablement à tort. Conclusion : Il semble important d’étudier ces implants non pas en tant que classe globale mais en séparant resurfaçaces, mégatêtes et fabricants en raison de la spécificité des métallurgies

Étude de l’adhésion fibre/matrice d’un matériau composite expansé lors du moussage

Dans une optique d’allégement des structures, les polymères et matériaux composites à matrice organique expansés font leur apparition dans l’industrie. Cependant, leur optimisation est plus complexe que celle de leurs homologues denses, car il faut obtenir une adéquation entre les réactions de polymérisation du polymère et de moussage de l’agent gonflant. De plus, une bonne adhésion fibre/matrice est nécessaire pour obtenir des structures homogènes en termes de répartition et de diamètre de porosités. Une mauvaise adhésion des fibres peut être responsable d’une nucléation hétérogène du polymère, avec l’apparition de grosses porosités, responsables d’une diminution des propriétés mécaniques du matériau

Study of the ageing of organic matrix composite components of aircraft engines and its consequences on their bonded repair

Ce travail vise à étudier les conséquences du vieillissement hygrothermique sur la réparation collée de matériaux composites tissés 3D carbone/époxy, qui constituent les aubes fans du moteur CFM LEAP. Dans un contexte d’introduction massive de pièces en matériaux composites à matrice organique dans les moteurs d'avions, la maîtrise de leur réparation, notamment par collage, devient essentielle et prend de l'essor. L'optimisation de ces réparations collées est rendue possible par l'utilisation de traitements de surface, comme le traitement plasma atmosphérique dont l'intérêt a déjà été prouvé. Cependant, ces pièces en composite sont sensibles aux conditions climatiques dans lesquelles elles évoluent, notamment la chaleur et l'humidité, et subissent de ce fait des dégradations. La première étape de ce travail a permis de mettre en lumière les paramètres influençant la diffusion d'humidité via une étude statistique. Par la suite, l'analyse des effets vieillissement hygrothermique sur les matériaux composites tissés 3D a mis en évidence des altérations physico-chimiques, massiques et surfaciques, telles que la migration de particules, un lessivage de la matrice, ou l'apparition de fissures, ce qui va affecter l'efficacité des collages. L'utilisation du plasma atmosphérique sur le matériau vieilli a montré un effet désorbant sur les surfaces et des niveaux d'oxydation semblables à ceux des surfaces neuves traitées au plasma, ce qui pourrait permettre d'activer chimiquement la surface en vue d'un collage et de restaurer certaines de ses propriétés. La caractérisation mécanique via des tests d’adhérence des assemblages matériau composite vieilli/colle a montré une nette amélioration de la résistance mécanique suite à l’utilisation du traitement de surface par plasma.This work aims to study the consequences of hygrothermal ageing on the bonded repair of 3D woven carbon/epoxy composite materials, which constitute the fan blades of the CFM LEAP engine. In the context of massive introduction of polymer matrix composite material parts in aircraft engines, the control of their repair, especially by bonding, becomes essential and is taking off. The optimisation of these bonded repairs is enabled thanks to surface treatments, such as atmospheric plasma treatment, which has already proved its worth. However, these composite parts are sensitive to the climatic conditions in which they are exposed, especially heat and humidity, and are therefore subject to degradation. The first step of this work was to highlight the parameters influencing the humidify diffusion via a statistical study. Subsequently, the analysis of hygrothermal ageing effects on 3D woven composites revealed bulk and surface physicochemical alterations, such as particle migration, matrix leaching, and cracks development, which will affect the bonding effectiveness. The use of atmospheric plasma treatment on aged material has shown a desorbing effect on surfaces and similar levels of oxidation to new plasma-treated surfaces, which could allow the surface to be chemically activated for bonding and restore some of its properties. Mechanical characterisation via adhesion tests of the aged composite/adhesive assemblies showed a significant improvement in mechanical strength following plasma surface treatment

Parameters Influencing Moisture Diffusion in Epoxy-Based Materials during Hygrothermal Ageing—A Review by Statistical Analysis

The hygrothermal ageing of epoxy resins and epoxy matrix composite materials has been studied many times in the literature. Models have been developed to represent the diffusion behaviour of the materials. For reversible diffusions, Fick, Dual–Fick and Carter and Kibler models are widely used. Many parameters, correlated or not, have been identified. The objectives of this review by statistical analysis are to confirm or infirm these correlations, to highlight other correlations if they exist, and to establish which are the most important to study. This study focuses on the parameters of the Fick, Dual–Fick and Carter and Kibler models. For this purpose, statistical analyses are performed on data extracted and calculated from individuals described in the literature. Box plot and PCA analyses were chosen. Differences are then noticeable according to the different qualitative parameters chosen in the study. Moreover, correlations, already observed in the literature for quantitative variables, are confirmed. On the other hand, differences appear which may suggest that the models used are inappropriate for certain materials