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N° Ordre ………………/FSI/UMBB/2017 REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE M

N° Ordre ………………/FSI/UMBB/2017 REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE M’HAMED BOUGARA-BOUMERDES Faculté des Sciences de l’ingénieur Mémoire de fin d’étude En vue de l’obtention du diplôme de MASTER en: Filière : Génie des Procédés Option : MATERIAUX POLYMERE THEME Composite à matrice polymérique renforcé par une matière céramique Présenté et soutenu par : Encadré par : BOUDJOUABI Nour elhouda BEN HAOUA Aicha Dr BOUSSAK Hasina Devant le jury composé de : MME SERIRR AICHA Professeur UMBB Président MME BELLOUL NABILA M.C.B UMBB Ex Examinateur MME BOUMRDASSI KARIMA M.C.B UMBB Examinatrice MLLE TIMHADJELT LAMIA M.C.B UMBB Examinatrice MME BOUSSAK HASINA M.C.B UMBB Promotrice Année Universitaire 2016/2017 Remerciements Touts d’abord nous rendons grâce à dieu le puissant de nous avoir donné le savoir et la volante surtout la patience de réaliser modeste travail. A nos parents : pour le soutient et les sacrifices qu’elle on fait pour que nous terminions nos étude. Nos remerciements vont à la directrice du laboratoire Mme SERRIER et aux membres du laboratoire de recherche LRME ; pour leur accueil chaleureux et disponibilité. Nous tenons à exprimer notre haute considération et nos sincères remerciements au président et aux membres de jury pour avoir accepté d’examiner et de juger ce travail. Un grande merci pour notre encadreur, Mm BOUSSAK Hassina. Un grande merci pour notre encadreur, Mr DILLEL Egalement, comité pédagogique de la formation de master du génie de procédé industriel, principalement le groupe de polymères, plus généralement tout le personnel enseignant qui a participé à notre formation. En fin, que toute celles et tous ceux qui, de prés ou de loin nous ont généreusement offert leur concours à l’élaboration de ce travail, trouvent ici l’expression de notre profonde sympathie. Nous présentons également nos remerciements aux membres de jury. Nous remercions toutes les personnes parmi nos camarades ou autres qui nous ont aidés de prés de prés et de loin réalisation de ce mémoire. Merci DEDICASE Au nom d’Allah, le tout miséricordieux, Le très miséricordieux. Je dédie ce modeste travail : A mes très chers parents qui m’ont beaucoup aidé et encouragé durant toutes mes études Tout mes sœurs, chaherazed, Latifa, Karima, Khadija, Saïda, et mais frère Mohammed, hamza A tous mais amis et mes proche A tous ceux que j’aime et je respect Tout le groupe de master II, matériaux polymères A ma binôme nour el hoda et sa famille A tout les enseignants de l’option polymère DEDICASE Au nom d’Allah, le tout miséricordieux, Le très miséricordieux. Je dédie ce modeste travail : A mes très chers parents qui m’ont beaucoup aidé et encouragé durant toutes mes études Tout mes sœurs, SANAA, chahera, et mais frère Mohammed, SALAH A tous mais amis et mes proche A tous ceux que j’aime et je respect Tout le groupe de master II, matériaux polymères A ma binôme AICHA et sa famille A tout les enseignants de l’option polymère Sommaire Remerciement ……………………………………………………………………… Dédicace …………………………………………………………………………................ Sommaire ………………………………………………………………………………….. Liste des figures………………………………………………………..………………...…. Liste des tableaux…………………………………...…………………………………....... Abréviation…………………………………………………………………………………. Introduction générale……………………………………………………………………… CHAPITRE I: ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE I.1.Introduction…………………………………………………………………………....... I .2. Matériaux hybride …………………………………………………………………………… I .2.1 Classement des matériaux hybride …………………………………………………………. I.3 Matériaux composites …………..………………………………….............................. I.3.1 Le renfort…………………………………………………………………………….. I.3.2 La matrice …………………………………………………………………………. I.4 Les polymères ……………………………………………………………………… I.4.1 Les polymère thermodurcissable …………………………………………………. I.4.2 Les polymère thermoplastique…………………………………………………… I.4.2.1 Le polyéthylène (PE) …………………………………..................................... I.4.2.2 Le polyéthylène haut densité…………………………………………………… I.4.2.2.1 Avantage et inconvénient de PEHD………………………………………… I.5. La céramique …………………………………………………………………… I.5.1 Les porcelaine ………………………………………………………………… I.6 Le vieillissement des polymères………………………………………………… Pages I II III IV V VI VII 1 1 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 8 9 I.7 La protection cathodique………………………………………………………………… I.7.1 La protection contre la corrasion …………………………………………………….. I.8 Formation des assemblages époxy / métal ……………………………………….. I.8.1 Généralités …...………………………………………….................................... I.8.2 .Prèpolymère époxy …………………………………………………………… I.8.3. Chimie de la réticulation………………………………………………………. I.8.4 Additifs…………………………………………………………………………. I.8.5 Peinture poudre époxy …………………………………………………………. I.9 Adhésion époxy / métal …………………………………………..………............ I.10 Conclusion …………………………………..……………………....................... PARTIE II : Partie expérimentale II.1 Introduction ……………………………………………………………………….. II.2 Produit et matériaux……………………………………………………………….. II.2.1 Présentation des produits utilisés ……………………………………………….. 11 11 11 12 12 12 12 13 13 14 15 16 16 17 II.3 Etapes d’élaboration d’un revêtement tri couche ……………………………………… 19 II.3.1 Protocol de préparation des échenillons…………………………………………….. 20 II.4 Technique d’analyse ……………………………………………………………....... 23 II.4.1 Analyse granulométrique ……………………………………………………….. 23 II.4.2 Calorimétrie différentielle à balayage (DSC) …………………………………… 24 II.4.3 Test mécanique…………………………………………………………………... 25 II.4.3.1 Test de l’allongement à la rupture …………………………………………….. 25 II.4.3.2 Test de choc……………………………………………………………………. 26 II.4.3.3 Essais de pénétration sous charge poinçonnement……………………………. 27 II.4.3.4 Observation par microscope à balayage électronique (MEB)………………… 27 Chapitre III : Résultats et discussion III.1 Introduction……………………………………………………………………… 29 III.2 Résultats d’analyse granulométrique……………………………………………. 29 III.3 Essai d’allongement à la rupture………………………………………………… 30 III.4 Comportement au choc………………………………………………………….. 31 III.5 Test de pénétration………………………………………………………………. 33 III.6 Résultat de DSC…………………………………………………………………. 35 III.7 Observation microscopiques MEB………………………………………………. 36 III.8 Conclusion……………………………………………………………………… 39 Conclusion général………………………………………………………………. 40 Références bibliographiques……………………………………………………. 42 Liste des figures Figure I-1: Exemples de matériaux hybrides organiques/inorganiques Figure. I.2 :Représentation schématique d'un matériau composite Figure I.3 : Organigramme des différents composites renforcés Figure I-4 : Schéma illustrant les différents types de composites. (Définition: L'isotropie caractérise l’invariance des propriétés physiques d’un milieu en fonction de la direction.) Figure I.5 : Structure d’un Thermodurcissable Figure I. 6 : schéma représentatif du polyéthylène Figure I. 7: Matière première PE sous forme de granulés et tube PEHD Figure I. 8: Microstructure d’une porcelaine Figure I.9: (a) Coulage, (b) Pressage, (c) Finition, (d) Cuisson dégourdi à 980°C, (e) Emaillage, (f) et (g) Cuisson grand feu à 1380°C Figure. I.10: Formation de la DGEBA par condensation du bisphénol A avec l’épichlorhydrine Figure I.11 : Exemple de polyadditions entre un époxy et un durcisseur aminé Figure I.12 : Mise en œuvre industrielle du revêtement tri couches Figure II.1 : Echantillon du matériau tri-couche Figure II-2 : Revêtement tricouche sur un substrat métallique Figure II-3 : Mélangeur interne Brabender : (a) chambre de malaxage, (b) géométrie des pales contrarotatives Figure II-4 : Schéma du dispositif de l’extrudeuse (Laboratoire de Sétif) Figure II-5 : Presse manuelle Figure II-6 : Organigramme de l’élaboration de différents matériaux Figure II 7: Granulometre laser Malvern Mastersizer 2000 Figure II-8: Image du calorimètre différentiel d'analysed’un appareil DSC Figure II-9: Appareil de mesure mécanique (essai de traction). Figure II-10: Appareil de mesure mécanique (essai de choc). Figure II-11: Appareil pour test de pénétration. Figure II-12: Le schéma de principe et l’appareil d’une microélectronique à balayage(MEB) (Tizi-Ouzou-Université MOULOUD MAAMRI) Figure III. 1: Distribution granulométrique de la poudre de porcelaine Figure III.2: Courbe contrainte déformation pour des échantillons PEHD avec (0, 10, 20, 40% de porcelaine) Figure III. 3 : Variation de la résistance au choc en fonction du pourcentage de porcelaine. Figure III-4 : DSC thermogrammes obtenus sur PEHD-porcelaine composites Figure III-5Microstructure du mélange : 100% PEHD et 0% porcelaine Figure III-6Microstructure du mélange : 100% PEHD et 10% porcelaine Figure III-7Microstructure du mélange : 100% PEHD et 20% porcelaine Figure III-8Microstructure du mélange : 100% PEHD et 40% porcelaine Liste des tableaux Tableau I-1 : Classification structurale des matériaux hybrides organiques-inorganiques Tableau II-1: caractéristiques techniques de l’époxy AXON Tableau II-2 : Propriétés de revêtement réticulé de la résine époxy Tableau II-3 : Propriétés physiques de l’adhésif polyéthylène greffé Tableau II-4 : Propriétés physiques du Polyéthylène haute densité. Tableau II-5:Numérotation des échantillons en fonction de différentes formulations testées. Tableau III-1 : Valeurs des grandeurs mécaniques : résistance à la traction et le module de Young Tableau III-2: Résistance au choc en fonction du pourcentage de porcelaine pour les mélanges PEHD-porcelaine Tableau III-3 : Résultats des tests de résistance à la pénétration en fonction du pourcentage de porcelaine Tableau III-4 : Température de fusion pour les différents échantillons Liste de l’abréviation PEHD: Polyéthylène haute densité EBA : Ethylène, d’Acrylate de Butyl MA : Anhydride Maléique Ep : Epoxy F1 : Polyéthylène haute densité avec 0% en porcelaine F2 : Polyéthylène haute densité avec 10% en porcelaine F3 : Polyéthylène haute densité avec 20% en porcelaine F4 : Polyéthylène haute densité avec 40% en porcelaine µm : Micron mètre DSC : Calorimétrie différentielle à balayage Tf : Température de fusion K : La résilience W : Travail S : Surface Al2O3 : Alumine Rtr : Résistance à la traction E : Module d’Young Résumé Ce travail s’est consacré à l’étude de l’adhésion et du comportement d’un revêtement polymère tri-couche assurant la protection externe des canalisations en acier. Afin d’éviter les problèmes liés à la corrosion, stabilité thermique, résistance à la rayure et rigidité de ces canalisations, ont a pu renforcer le PEHD (matière organique) utilisé comme couche extérieur de revêtement par une poudre en porcelaine (matière inorganique). L’intérêt de ce travail est de pouvoir combiner de façon synergique (création) les propriétés intrinsèques de la composante inorganique (stabilité thermique, rigidité…) à celle du polymère (flexibilité, propriétés diélectrique, facilité de mise en œuvre…). Si la taille des domaines inorganiques devient nanométrique, les propriétés finales du matériau hybride organique/inorganique (O/I) que l’on pourrait également nommer nanocomposite, s’en trouvent améliorées en raison d’une plus grande uploads/Geographie/ boudjouabi-nouelhouda-et-ben-haoua-aicha-pdf.pdf