EFFET DU NOIR DE CARBONE ET DE LA SILICE SUR LE COMPORTEMENT A LA RUPTURE DES ELASTOMERES CHARGES

Abstract

Ce travail est consacré à l’étude du comportement à la rupture des élastomères chargés avec différents types de charges (noir de carbone ou silice). Deux types d'élastomères ont été étudiés: un qui cristallise sous contrainte, un caoutchouc naturel (NR), et un autre qui ne cristallise pas, un caoutchouc synthétique (SBR). Les résultats d'essai de traction, ainsi que les observations des images sur les modes de propagation de fissures des échantillons simplement entaillés (SENT) enregistrées au cours des essais ont permis de mettre en évidence l'influence du type, du taux de charges, de leurs traitement de surface, de la cristallisation sous contrainte et de la vitesse de déformation sur les modes de propagation de fissures observés. Les SBR et les NR non chargés ont montré une propagation latérale simple indépendamment de la vitesse de déformation, alors que les matériaux chargés ont montré une déviation ou une rotation de fissures. Le mode de fissuration observé dans le cas des matériaux chargés était très influencé par les paramètres cités précédemment. Cette déviation a une grande importance dans la résistance à la rupture des matériaux élastomères puisqu'elle mène à une augmentation considérable de leurs densités d'énergies de rupture. Des observations microscopiques sous MEB ont été réalisées afin de chercher s’il y’a des hétérogénéités (Agglomérats de charges) qui sont à l’origine de la propagation instable observée. Les images enregistrées montrent qu'il faut aller à des observations plus fines ce qui n’était pas permis avec le matériel et les moyens à notre possession. D’autre part un code de calcul éléments finis sous FEMLAB a été mis en place en adaptant des lois de comportement hyperélastiques dans le but de visualiser les champs de contraintes en fond de fissures. L'analyse des résultats a permis de mettre en évidence l’existence d’une forte concentration de contrainte en pointe de l’entaille avant l’amorçage de la fissure. Cette concentration est plus importante dans le cas des matériaux chargés.