Evaluation des propriétés de matériaux viscoélastiques par barres de KOLSKY

Le but de l'etude est de developper des methodes permettant d'obtenir frequence par frequence les proprietes mecaniques de materiaux viscoelastiques lineaires isotropes ou anisotropes dans la gamme des frequences audibles. La methode des barres de KOLSKY ou de HOPKINSON qui permet d'atteindre cette plage de frequences a ete etendue au cas de barres viscoelastiques. Les proprietes viscoelastiques de la barre sont alors obtenues par la mesure du coefficient de propagation complexe qui depend de la vitesse de phase et de l'attenuation du materiau constitutif de la barre. La force normale et la vitesse particulaire axiale d'une section droite de la barre peuvent ainsi etre determinees en tout point de celle-ci. Dans le cas de barres possedant une impedance mecanique non-uniforme inconnue, une methode est developpee. Elle permet d'atteindre simplement, sans connaissance a priori de la forme de la variation d'impedance de la barre, 1a force normale et la vitesse particulaire axiale a l'extremite de celle-ci. Cette methode peut notamment etre utilisee lors d'essais en temperature. Afin de determiner les proprietes viscoelastiques de materiaux composites qui ne se conforment pas facilement sous la forme de barre longue, une methode permettant de caracteriser des eprouvettes de faibles longueurs (10 a 20 cm) est presentee. Elle utilise une barre d'entree longue instrumentee servant de dispositif de mesures au bout de laquelle est collee l'eprouvette a caracteriser. Une etude de sensibilites a permis de determiner avec precision le couple [barre d'entree] / [methode de resolution du probleme inverse] a choisir en fonction de la gamme de frequences d'obtention des proprietes viscoelastiques. Un dispositif experimental original est alors construit permettant d'atteindre les frequences comprises entre 100 Hz et 40 kHz. Cette methode a ete validee sur un polymere isotrope (PVC) et a ete appliquee avec succes a un composite Verre/Epoxy.