La compréhension voire la maitrise de la durabilité des matériaux

Dès lors que l’on étudie la microstructure des matériaux se pose la question de son évolution. Cela intéresse évidemment les industriels, dont EDF qui souhaite évaluer le comportement à long terme de polymères utilisés dans ses installations. La thèse de G. Rapp avait ainsi pour objectif de comprendre le vieillissement thermo-oxydant d’élastomères PE/PE branchés, candidats pour remplacer les EPDM jusqu’à présent utilisés. Elle a montré que des essais accélérés à température élevée conduisait à une surestimation dangereuse de la durée d’utilisation de ces polymères, et que la présence de la phase cristalline avait une influence mineure sur le vieillissement. Dans le cas de notre collaboration avec Michelin, il s’agissait de mieux comprendre le vieillissement thermo-oxydant de caoutchouc naturel conventionnel.  

Ce type d’étude est aussi l’opportunité d’obtenir des matériaux avec différentes microstructures et donc différentes propriétés. La thèse de F. Grasland a permis de préciser le lien entre les réactions chimiques mises en jeux dans le vieillissement et l’évolution de l’architecture du réseau élastomère, pour ensuite être reliée à celle des propriétés en rupture. Le contrôle de la durabilité peut également intervenir comme une véritable propriété d’usage, par exemple dans des applications biomédicales où la vitesse de dégradation contrôle le relargage de substance active ou une recolonisation cellulaire.  

Cette thématique transverse à MATEIS implique aussi l’équipe I2B  et  J.M. Chenal. Au laboratoire, une étude a par exemple porté sur des polyesters semi-cristallins (poly-b-hydroxybutyrate : PHB) plastifiés pour lesquels ont été explicités différents mécanismes (cristallisation secondaire et vieillissement physique lié au confinement de la phase amorphe) impliqués dans la fragilisation mécanique du matériau au cours du temps.