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International audience; This study is focused onthecharacterization of the thermomechanical properties of semicrystalline PEKK and of C/PEKK thermoplastic based laminated composites: in particular, it is focused on the characterization, modeling and simulation oftheir creep behavior at temperatures above the glass transition temperature. The characterization phase consists in a preliminary campaign of DSC, DMA and tensile tests followed by an experimental creep test campaign on both the pure polymerand ±45°composites. A simple micromechanical model confirms that at the first order the mechanical and physical behavior of the matrix and the resin are very similar; Cette étude est centrée sur la caractérisation des propriétés thermomécaniques du PEKK semi-cristallin et des composites à matrice thermoplastique C/PEKK : en particulier, sur la caractérisation, la modélisation et la simulation de leur comportement au fluage à des températures supérieures à la température de transition vitreuse. La phase de caractérisation consiste en une campagne d'essais DSC, DMA et de traction suivie d'une campagne expérimentale de fluage sur le polymère pur et les composites ±45°. Une modèle de micromécanique simple confirme qu’au premier ordre les comportements mécanique et physique de la matrice et la résine sont très proches.

This study is focused onthecharacterization of the thermomechanical properties of semicrystalline PEKK and of C/PEKK thermoplastic based laminated composites: in particular, it is focused on the characterization, modeling and simulation oftheir creep behavior at temperatures above the glass transition temperature. The characterization phase consists in a preliminary campaign of DSC, DMA and tensile tests followed by an experimental creep test campaign on both the pure polymerand ±45°composites. A simple micromechanical model confirms that at the first order the mechanical and physical behavior of the matrix and the resin are very similar, Cette étude est centrée sur la caractérisation des propriétés thermomécaniques du PEKK semi-cristallin et des composites à matrice thermoplastique C/PEKK : en particulier, sur la caractérisation, la modélisation et la simulation de leur comportement au fluage à des températures supérieures à la température de transition vitreuse. La phase de caractérisation consiste en une campagne d'essais DSC, DMA et de traction suivie d'une campagne expérimentale de fluage sur le polymère pur et les composites ±45°. Une modèle de micromécanique simple confirme qu’au premier ordre les comportements mécanique et physique de la matrice et la résine sont très proches.

The IMPEKKABLE project deals with the use of organic matrix composite materials such as thermoplastic matrix reinforced with continuous carbon fibers for “high temperature” parts. More precisely, it refers to the utilization of a new generation of C/PEKK composite for structural applications around 180°C above the glass transition of the thermoplastic matrix. The innovative and ambitious aspect of this study remains in the development of models and simulation tools aiming at predicting the thermo-mechanical behavior of these composites for long-term solicitations under these temperatures levels. Considering such conditions, creep recovering and recrystallization phenomenon as well as chemical evolutions are expected., Le projet IMPEKKABLE s’inscrit dans la thématique « stimuler le renouveau industriel », dans l’axe « matériaux et procédés » et concerne l’élargissement des domaines d’utilisation de matériaux avancés, tels que les composites à fibres continues de carbone et à matrice thermoplastique. Il adhère à l’objectif des constructeurs aéronautiques d’augmenter le champ d’application des composites à matrice organique à des pièces dites « chaudes » et porte plus particulièrement sur l’utilisation d’une nouvelle génération de composites C/PEKK pour des applications entre 150°C et 200°C. Le caractère novateur de l’étude réside dans la sollicitation de telles structures composites thermoplastiques au-delà de sa température de transition vitreuse en jouant sur les propriétés cristallines de la matrice pour assurer un comportement mécanique adéquat sur de longues durées en condition de service (sous contrainte, en température, en ambiance oxydante).

International audience; The present paper focuses on the development of a model for simulating the thermoelectric behavior of CNTs/CFRP Organic Matrix Composite (OMC) laminates for aeronautical applications. The model is developed within the framework of the thermodynamics of irreversible processes and implemented into commercial ABAQUS Finite Element software and validated by comparison with experimental thermoelectric tests on two types of composites materials, namely Type A with Carbon Nanotubes (CNT) and Type B without CNT. A simplified model, neglecting heat conduction, is also developed for simplifying the identification process. The model is then applied for FEM numerical simulation of the thermoelectric response of aircraft panel structures subjected to electrical loads, in order to discuss the potential danger coming from electrical solicitations. The structural simulations are performed on quasi-isotropic stacking sequences (QI) [45/-45/90/0](s) using composite materials of type A and type B and compared with those obtained on plates made of metallic material (aluminum). For both tested cases-transit of electric current of intermediate intensity (9A) and electrical loading on panels made of composite material-higher heating intensity is observed in composites materials with respect to the corresponding metallic ones.

Reliable investigation of damage in fibre reinforced composites requires concurrent in-and ex-situ application of multiple instruments at different scale: digital image correlation, acoustic emission registration, optical/electron microscopy, C-scan, X-ray imaging and micro-computed tomography. The multi-instrument experimental mechanics allows detailed damage monitoring and inspection.

International audience