Abstract FR:

L’objet de ce travail de recherche est d’étudier l'influence des protections thermiques sur la tolérance aux dommages des structures composites utilisées sur les parties hautes de lanceurs. Il s’agit d’analyser les mécanismes de dégradation de structures composites protégées thermiquement, susceptibles de subir des dommages d’impact basses vitesses, et de déterminer l'influence de la protection sur la tenue résiduelle de la structure composite impactée. Les matériaux utilisés sont des matériaux composites haut module « HM », utilisés dans la fabrication des structures de lanceurs, et haute résistance « HR » afin d’avoir une référence bien connue dans le monde aéronautique. L'étude du comportement à l'impact de plaques composites monolithiques et sandwiches, munies ou non de protection thermique est réalisée dans un premier temps. Un dispositif de poids tombant a été conçu au laboratoire de Supaéro selon les normes Airbus AITM 1-0010. Les contrôles ultrasonores, ainsi que les observations micrographiques des éprouvettes endommagées montrent que la protection thermique a une influence sur la taille ainsi que sur la répartition des délaminages dans le stratifié. Un modèle éléments finis, basé sur l'introduction de différents critères pour chaque mode d'endommagement, est développé en parallèle. Ce modèle montre que la chronologie de l'apparition des différents modes d'endommagement varie entre une plaque nue et une plaque avec protection. Le comportement résiduel des éprouvettes endommagées est ensuite déterminé. Des essais de compression après impact sont effectués et mettent en évidence deux paramètres comme pilotant le comportement en CAI : la surface délaminée combinée avec la position dans l'épaisseur du stratifié ; la profondeur d’empreinte mesurée sur le composite. Un modèle éléments finis est développé afin de mieux comprendre les mécanismes d'endommagement des éprouvettes sollicitées et donne une bonne prédiction de la contrainte résiduelle.