Characterisation and modelling of the viscoelastic properties of an expoxy/flax fiber layer to predict the damping of biosourced composite structures ; Caractérisation et modélisation des propriétés viscoélastiques d'un pli époxy/fibres de lin pour prédire l'amortissement des structures composites biosourcées

The objective of this thesis is to model the damping properties of a layer (epoxy/flax fibers) in order to predict the damping behavior of biosourced composite structures. Three rheological models are considered in order to establish representative laws for the viscoelastic behaviour of a layer. At the composite scale, this leads to the solution of a non-linear complex eigenvalue vibration problem. We then use numerical techniques of homotopy and perturbation to transform the non- linear problem into a series of linear recurrent problems. The finite element method is used for the spatial description. In parallel, experimental tests are carried out to characterize the elastic and vibratory properties of the flax fiber composite and the carbon fiber composite used as a reference. These results allow us to identify the parameters of the layer constitutive laws using the Nelder-Mead simplex algorithm with a multi-modal approach. These identifications are then validated by considering two multilayered structures. The natural character of flax fibers implies a certain influence of temperature, UV radiation or ageing in marine environment on the damping behaviour of the composite. For this reason, we are conducting three experimental campaigns to characterize the mechanical properties of a biosourced composite structure subjected to these environmental factors. ; L’objectif de cette thèse est de modéliser les propriétés amortissantes d’un pli (époxy/fibres de lin) afin de prédire l’amortissement des structures composites biosourcées. Trois modèles rhéologiques sont considérés afin d’établir des lois représentatives du comportement viscoélastique d’un pli. A l’échelle du composite, cela mène à résoudre un problème de vibration aux valeurs propres complexes non-linéaire. Nous utilisons alors les techniques numériques d’homotopie et de perturbation qui permettent de transformer le problème non-linéaire en une série de problèmes linéaires récurrents. La méthode des éléments finis est utilisée pour la description spatiale. ...