Séminaire des Doctorants - mardi 21 février 2012 - Manuela DA CRUZ

mardi 21 février à 12h30 en salle de réunion Polymères - 2ème étage

Manuela Da Cruz  nous présentera ses premiers résultats de thèse intitulée « Modélisation du vieillissement oxydatif du PEHD utilisé dans le génie civil et le BTP »

 

Ce projet de recherche proposé et financé par I'IFSTTAR s'inscrit dans le contexte du développement durable des matériaux et des infrastructures .Il vise à modéliser le vieillissement thermo et photochimique en vue de prévoir la durée de vie d'éléments en PolyEthylène haute densité (PEhd). Ce matériau est couramment utilisé en génie civil et dans la construction en général (géo-membranes, gaines de ponts à haubans, conduits de gaz ou d'eau) en raison de son faible coût, de sa facilité de mise en œuvre, de ses propriétés barrières, ou encore de sa résistance à l'humidité et aux principaux agents chimiques. Cependant, en environnement extérieur, plusieurs facteurs tels que le lessivage par l'eau de pluie, les rayonnements ultra-violets (UV) et les variations saisonnières de température peuvent entraîner une dégradation chimique du polymère et ,à terme, sa fragilisation.

Un travail de thèse antérieur (J. Tireau, thèse Ifsttar/Ensam, janvier 20ll) a permis de développer une approche multi-échelles et multidisciplinaire d'analyse de la durabilité des gaines PEhd utilisées en génie civil. Cette approche expérimentale a permis d'identifier les principaux mécanismes chimiques et physiques impliqués dans le vieillissement accéléré ou naturel (sur site) des gaines PEhd.

Il est maintenant nécessaire de développer une modélisation cinétique de ces mécanismes d'oxydation, permettant à terme, de prédire la durée de vie de ces matériaux. Cette modélisation sera le cœur du travail de thèse et devra prendre en compte divers paramètres tels que :

- le caractère poly-chromatique de la lumière solaire et les variations saisonnières de température,

- la distribution des espèces photo-réactives (cétones, hydroperoxydes, etc ...) au sein du matériau,

- les pertes physiques/chimiques des antioxydants,

- la compétition entre les phénomènes de coupures et de soudures de variations non monotones de la masse moléculaire du polymère;

- la formation d'espèces chromophores conduisant à une modification progressive des propriétés d'aspect (changements de couleur).

L'enjeu est particulièrement important, car dans le domaine de la construction, les maîtres d'ouvrage sont très demandeurs de modèles robustes leur permettant d'évaluer la durabilité des structures polymère, mais aussi de prévoir leur éventuel remplacement. Cette thèse s'appuie sur les compétences pluridisciplinaires et les moyens techniques de I'Ifsttar (K. Benzarti et L. Van Schoors) et de I'ENSAM Paris (X. Colin)