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International audience; Le présent travail se concentre sur la surveillance d'un matériau CMO en fibres de verre renforçant une matrice polyester, incorporant un capteur piézocéramique PZT de faible épaisseur, au cours des essais en flexion 4-points (monotone, charge/décharge et incrémentale jusqu’à la rupture) équipés d'une multi-instrumentation CND externe composée de la corrélation d'image numérique (CIN) sur l'épaisseur de l'échantillon et de l’EA. Ce système multi-instrumenté a été utilisé pour comprendre le signal de la capacité électrique in-situ provenant du capteur PZT en le comparant aux différentes signatures CND, de volume (EA) et de surface (CIN) ex-situ, et ainsi en déduire des informations sur les scénarios de l’endommagement.

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International audience; The study investigates the electrical response of polymer-matrix composites (PMC) manufactured with the thermoplastic resin PPSU (polyphenylsulfone) which is reinforced by twill 2/2 carbon fabrics during the self-heating tests. The stabilization of the thermal (temperature) and electrical (resistance) measurements, conducted simultaneously, was conformed and evaluated during this type of test. Thereby, the originality of this study lies in the assessment of the fatigue limit of thermoplastic composites using two macroscopic quantities: temperature and electrical resistance. These two physical magnitudes provide a fairly fast estimation of the fatigue limit with a slight percentage difference of 21%.; L'étude se focalise sur la réponse électrique des composites à matrice organique (CMO) fabriqués avec une résine thermoplastique PPSU (polyphénylsulfone) renforcée par des tissus en carbone sergé 2/2 lors des essais d’auto-échauffement. La stabilisation des mesures thermique (température) et électrique (résistance), conduites simultanément, a été conformée et évaluée durant ce type de test. Ainsi, l'originalité de cette étude réside dans l'évaluation de la limite de fatigue des composites thermoplastiques à l'aide de deux quantités macroscopiques : la température et la résistance électrique. Ces deux grandeurs physiques fournissent une estimation assez rapide de la limite de fatigue avec un léger écart de 21%.

International audience; This article investigates the Liquid Resin Infusion (LRI) technique of glass fiber/polyester composite plates embedding a thin piezoelectric (PZT) disk. The real-time in-situ Process Monitoring (PM) of this technique is conducted using the electrical signature (capacitance) variation of the embedded PZT transducer. To help with the understanding of capacitance variations, an internal/external multi-instrumentation (Infrared Thermography, thermocouples, Acoustic Emission, Z-displacement sensing, pressure sensing) was set on the infusion systems, so that it was possible to make couplings between the various obtained measurements and the PZT capacitance curves. Rheological tests were also performed on pure resin samples to find correlations between the matrix chemo-physical transitions during curing and PZT capacitance inflections during its final decrease. It was shown that the PZT capacitance is sensitive to several key moments of the infusion process, such as the end of preform impregnation, the isolation of the system at the end of resin injection, and the different resin curing stages such as gelation and vitrification. It is therefore a cheap and quite powerful in-situ Non-Destructive Testing device for the PM of the Liquid Resin Infusion(LRI)manufacturing; Cet article étudie la surveillance du procédé d’infusion d’une plaque composite fibre de verre/matrice polyester grâce à l’intégration d’un disque piézoélectrique (PZT) fin. La surveillance du procédé (PM) est réalisée par un suivi en temps réel de la variation de capacité électrique du PZT in-situ.Pour avoir une meilleure compréhension de cette variation de capacité, une multi-instrumentation comportant des techniques de Contrôle Non Destructif à la fois internes (thermocouples à cœur) et externes (Thermographie Infrarouge, Emission Acoustique, mesures de pression et de déplacements verticaux) est mise en place autour du système d’infusion; ceci afin de pouvoir expliciter les variations de capacité en les couplant avec les autres signatures acquises au cours de l’infusion.Afin de pouvoir vérifier la sensibilité du PZT aux diverses étapes de réticulation de la résine, des essais de rhéologie sur la résine seule ont également été réalisés. L’ensemble de ces tests a montré que le PZT est non seulement capable de détecter les moments clés de l’étape d’injection, comme la fin de l’imprégnation de la préforme fibreuse et l’isolation du système de la pompe à vide; mais aussi ceux de la réticulation, à savoir la gélification et la vitrification.

In this work, electrical resistance change method is used for Carbon Fiber Reinforced Thermoplastic Polymers (CFRTP) damage monitoring. The electrical resistance couldbe an interesting complementary to existing/classical damage monitoring methods. It is extremely attributed to electrical conductivity of composite material and it appears that enhancing the conductivity of materials, by the use of conductive nanofillers in our case, improves their sensitivity to mechanical loading. CFRTP with different nanofillers types and concentrations were manufactured and tested in tensile loading. Concentration of 0 and 8wt % of carbon black (CB) and 2.5wt % of carbon nanotubes (CNT) were used with Polyamide 6 sheets as matrix. Nanofillers weakening effect was discussed according to their concentrations and types. The acoustic emission (AE), digital image correlation (DIC) and in situ microscopy were also recorded during testing. A correlation between all these signals and the evolution of the electrical resistance of the composites during the tensile loading was performed. It was found that CB enhances sensitivity of CFRTP to damage detection, especially delamination. For the CNT, results are less promising. A discussion is held about the nanofillers concentration influence., Cette étude consiste à déployer la méthode piézorésistive le suivi de l’endommagement pour des composites à matrice thermoplastique nanochargée. La résistance électrique pourrait constituer un complément intéressant aux méthodes de contrôle d’endommagements existantes/classiques. Cela passe par l’augmentation de la conductivité électrique des matériaux composites et il apparait que cette amélioration, par l’utilisation de nanocharges conductrices, améliore leur sensibilité aux endommagements. Des composites avec différents types et concentrations de nanocharges ont été fabriqués et testés en traction. Des concentrations de 8% en poids de noir de carbone (CB) et 2,5% en poids de nanotubes de carbone (CNT) ont été dispersées dans du polyamide 6 comme matrice. L’effet fragilisant des nanocharges a été examiné en fonction de leurs concentrations et de leurs types. L’émission acoustique (AE), la corrélation d'images numériques (DIC) et la microscopie in situ ont également été enregistrés au cours des tests. Une corrélation entre tous ces signaux et l'évolution de la résistance électrique des composites lors du chargement en traction a été réalisée. Il a été constaté que le CB augmente la sensibilité des CMO à la détection des dommages, en particulier au délaminage. Pour le CNT, les résultats sont moins prometteurs.

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This paper describes the design and implementation of a new innovative machine for hydraulic crash of composite structures at a laboratory scale. This machine can be classified in the category of low velocity impact machines. Its first use was conducted on a glass fiber-reinforced polymer composite plate (GFRP), impacted by a fluid (water) at 10 bars during 10 ms. Initial results, in terms of pressure and deflection, show the potential of this machine for studying the dynamic response of a structure in hydraulic crash test.