30 juin-2 juil. 2025 Gif-sur-Yvette (France)
Une perspective microstructurale sur la perméabilité à l'hydrogène des composites thermoplastiques à plis fins
Fatih Ertugrul Oz  1@  , Ahmed Wagih  1@  , Gilles Lubineau  2@  
1 : KAUST
2 : KAUST
PSE Division, Mechanics of Composites for Energy and Mobility -  Arabie saoudite

Cette étude concerne la perméabilité à l'hydrogène des composites fibres de carbone (CF) à plis fins et matrice PA6, CF/PA6, en fonction de l'épaisseur de la couche, variant ici de 42 microns (couche mince) à 168 microns (couche épaisse) sous des pressions d'alimentation de 5, 10 et 15 bars. La perméabilité a tout d'abord été évaluée sur des stratifiés vierges puis sur des stratifiés présentant des dommages induits par des essais de traction interrompus, qui sont soupçonnés d'introduire des chemins de percolation pour la diffusion de l'hydrogène. Le taux de cristallinité et le type de dégradation ont été identifiés comme des facteurs clés influençant la perméabilité. A l'état vierge, les stratifiés à base de couches épaisses présentaient une perméabilité inférieure à celle de leurs homologues à base de couches minces en raison d'un taux de cristallinité plus élevé. Sous l'application d'un pré-chargement mécanique, le taux de cristallinité plus faible des couches minces a conduit à une décohésion précoce des interfaces fibres/matrice, augmentant ainsi la perméabilité à de faibles contraintes de traction mais sans former de réels chemins de percolation. À faibles contraintes, le comportement des stratifiés à base de couches épaisses est similaire . En revanche, sous des contraintes de traction plus élevées, ceux-ci ont développé un réseau de fissures transverses interconnectées à travers l'épaisseur du stratifié, augmentant ainsi la perméabilité de près de quatre fois. Il est également observé que, en l'absence de mécanismes de percolation sevères comme dans les couches épaisses, la perméabilité diminue avec la pression exercée. Les stratifiés à base de couches minces ont donc démontré de meilleures performances de barrière contre l'hydrogène en limitant les chemins de percolation à des contraintes de traction élevées.}


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