BTP, naval, spatial, les colles industrielles prennent une place de plus en plus importante dans l'industrie. Elles répondent notamment aux enjeux d’allégement des structures et de réduction des consommations énergétiques. Au sein du pôle thématique de recherche « Assemblages multi-matériaux » de l’IRDL / ENSTA Bretagne, les équipes travaillent depuis de nombreuses années sur les assemblages collés. Composites, aciers, aluminium, les types de matériaux et types de colles observés sont large et utilisés pour de nombreuses applications (maritime, énergie, bâtiments…). L’enjeu consiste en une meilleure compréhension des colles et procédés d’assemblage afin de les optimiser et prédire leur durabilité.
L’apport de l’équipe porte sur 2 volets principaux :
1/ Le développement de méthodes de dimensionnement
Ses méthodes sont développées dans de nombreux projets de recherche tels que le projet européen Ramsses, le projet ANR Induscol ou encore le projet Cocoa.
Débuté en mars 2021, Cocoa associe des équipes de l’IRDL/ENSTA Bretagne, du CETIM à St Etienne et du LAMIH (UMR CNRS 8201) à Valenciennes.
Financé par l’Institut Carnot ARTS, la région Bretagne et le département du Finistère, l’enjeu porte sur la caractérisation et la modélisation du comportement d’assemblage structural utilisant des adhésifs à fort allongement appliqués en forte épaisseur.
Deux enseignants-chercheurs et un post-doctorant de l’ENSTA Bretagne sont impliqués sur ce projet qui a notamment pour particularité d’intégrer le paramètre épaisseur dans les outils de calcul permettant de prédire les conditions de fissuration des joints collés.
Ces outils originaux permettent de mieux prendre en compte la complexité du comportement de ces systèmes qui pourraient être utilisés dans les secteurs des énergies marines renouvelables, du nautisme…
2/ La mise en place de dispositifs expérimentaux originaux
Seconde facette des projets menés par l’équipe, de nombreuses expérimentations à différentes échelles sont menées sur le campus. Elles permettent de valider les modèles développés.
Platsolar est l’un de ces projets applicatifs qui fait écho aux travaux réalisés dans le cadre de Cocoa.
Porté par le laboratoire commun associant l’Université de Bordeaux et le centre de recherche Nobatek/INEF4, le projet porte sur l’efficacité énergétique des bâtiments.
La structure étudiée vise à servir de capteur solaire thermique (installation en façade de bâtiments).
Elle associe deux panneaux métalliques au moyen de cordons d’adhésif épais qui doivent assurer l’étanchéité du système et le guidage du fluide caloporteur pendant une durée de 30 ans.
Dans le cadre de ce projet, l’ENSTA Bretagne a été sollicitée pour son expertise dans le collage structural. Elle accueille à ce titre un doctorant (Paulo Guimaraes Lacerda Neto). Les travaux portent sur la réalisation d’analyses mécaniques et de tests de durabilité sur cet assemblage collé composé de 2 plaques d’aluminium.
Nous réalisons des tests de vieillissement et de rupture pour vérifier quelle pression peut supporter l’installation en service. La durée de vie de ces panneaux est estimée à 30 ans. Nous devons nous en assurer en croisant les modélisations aux expérimentations menées dans notre laboratoire.
explique Julien Jumel, enseignant-chercheur à l’ENSTA Bretagne.
Ce projet fait suite au projet Batisol et pourra faire l’objet de nouvelles recherches dans le but d’optimiser la quantité et la répartition de la colle dans la structure pour réduire le coût de revient du produit.
