Étude de la rupture du polyéthylène sous charge constante

Abstract

Du fait de leurs excellentes propriétés mécaniques, les PEHD de dernière génération ne peuvent être discriminés par des tests usuels de durée de vie, qui conditionnent la mise en service. Progresser dans la compréhension du comportement du HDPE tubulaire et tenter de mettre en place des tests mécaniques à court terme permettant de mieux maitriser leur comportement est l'objectif principal de cette thèse. Les pipelines en HDPE sont des structures importantes dans les infrastructures de transport de fluides et jouent un rôle déterminant pour le développement des pays de par la facilité et la flexibilité des réseaux construits sur plusieurs centaines de kilomètres. Ils constituent aussi des moyens d’approvisionnement et de satisfaction des besoins exprimés par les marchés de l’énergie. De nos jours différents réseaux de transport et de distribution de gaz, d’eau ou de pétrole sont construits à des coûts élevés pour réduire les trafics de véhicules routiers ou de pétroliers maritimes. Les pipelines sont des moyens de transport fiables, économiques et écologiques lorsque les éléments de conception et de fabrication sont respectés et les normes requises sont appliquées. Dans ce travail, nous avons fixé comme objectif la contribution à l’examen de la résistance à la rupture des tubes les plus convoités dans les différents réseaux. Il s’agit des tubes en polyéthylène de haute densité. L’examen de cette résistance passe par l’étude des contraintes résiduelles pour les matériaux viscoélastiques et la détermination du gradient des propriétés mécaniques telles que la ténacité, la résilience et la limite d'élasticité, entre les différentes couches du tube. Cette étude nécessite l’utilisation d’éprouvettes d’essais extraites directement à partir du tube pour préserver l’historique thermomécanique du matériau. De telles éprouvettes sont obtenues uniquement par usinage. Une importante partie des travaux a été consacrée à l'optimisation des opérations de tournage du HDPE tubulaire pour mieux maitriser la fabrication des éprouvettes standards servant ensuite à la caractérisation des différentes propriétés du matériau.