Dans le domaine aéronautique, les composites sont utilisés pour leurs propriétés mécaniques spécifiques élevées, les métaux pour leur température d’utilisation plus élevée et les empilements pour bénéficier des deux matériaux. Des jonctions boulonnées permettent le désassemblage, mais demandent la génération d’un trou, laissant des défauts dans la pièce.
Le perçage conventionnel induit du délaminage sur les matériaux composites et la coupe au jet d’eau abrasif induit une rugosité plus élevée sur le titane et un angle de dépouille différent sur les matériaux d’un empilement.
Pour identifier quels types de défaut influent sur le comportement mécanique, quatre matériaux sont sélectionnés; un composite imprimé 3D, un composite carbone/époxy, du titane et un empilement composite/titane. Des échantillons en tension trou ouvert et en tension assemblée sont percés par outil de coupe et par jet d’eau abrasif. Les trous sont caractérisés par mesure de rugosité, tomographie à rayons X, par dureté et par mesure numérique.
En fatigue incrémentale, des modèles sont utilisés pour décrire l’endommagement mesuré par différents instruments. Des corrélations sont calculées entre les défauts et les paramètres des modèles pour identifier les caractéristiques les plus significatives.
Les seuils d’initiation d’endommagement corrèlent avec les indices de rugosité et les porosités pour l’ensemble des matériaux en trou ouvert. En tension assemblée, l’empilement montre un seuil plus élevé avec une conicité inférieure du titane alors que c’est encore la rugosité qui prime pour le composite.
Cette thèse présente les premiers résultats d’association entre les défauts induits par le perçage et la durée de vie en fatigue d’un empilement composite/titane. Les caractéristiques significatives des trous sont identifiées et reliées à un seuil d’endommagement lié à une limite d’endurance.
Thèse de doctorat en ingénierie (génie mécanique) soutenue le 9 avril 2025
Membres du jury
Monsieur Lotfi Toubal, Directeur de recherche
Université du Québec à Trois-Rivières
Monsieur Redouane Zitoune, Codirecteur de recherche
Institut Clément Ader – IUT GMP, Toulouse
Madame Marie Hébert, Présidente du jury
Université du Québec à Trois-Rivières
Monsieur Dmytro Vasjukov, Évaluateur externe
Centre for Materials and Processes
Monsieur Zoheir Aboura, Évaluateur externe
Université de technologie de Compiègne
Monsieur Kamel Moussaoui, Examinateur
ISAE-SUPAERO, Toulouse
Monsieur Lucas Hof, Examinateur
ÉTS Montréal
Madame Habiba Bougherara, Examinatrice
Toronto Metropolitan University
