Méthode par Intervalle pour la Caractérisation et le Pronostic des Assemblages Collés – MICPAC

* Garantie du (des) modèle(s) utilisés en modélisation
* Pour une meilleure compréhension des phénomènes physico-chimiques aux interfaces
* tests d'adhérence
=> pour la prévision de durée de vie des assemblages collés

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Les adhésifs sont très utilisés dans de nombreux domaines tels que l'automobile ou l'aéronautique: leur fonction est non seulement une fonction d'assemblage, mais également parfois d'étanchéité. Dans les deux cas, l'adhérence entre substrat et adhésif est primordiale.
La caractérisation des joints de colles, mais aussi des interphases formées est alors cruciale: si les techniques de caractérisation classiques permettent la caractérisation de polymères en volume, la caractérisation aux différentes échelles des interphases à base de polymère est souvent plus difficile.
La spectroscopie diélectrique est alors une technique de choix pour l'analyse de la dynamique moléculaire multi-échelle. La modélisation mathématique des données expérimentales obtenues s'avère nécessaire pour mieux appréhender la dynamique moléculaire des matériaux, entre autre à cause des phénomènes qui ont lieu en même temps : conduction, polarisation de l'échantillon, polarisation des électrodes...
Malheureusement elle est extrêmement difficile à cause des phénomènes multiples mis en jeu, et de la complexité des matériaux étudiés. Classiquement, cette modélisation est faite via des logiciels de calcul numérique utilisant l'approximation au sens des moindres carrés ce qui engendre plusieurs problèmes :
- les erreurs expérimentales sont peu prises en compte
- le modèle mathématique doit être connu : en particulier le nombre de relaxation doit être estimé au préalable
- les algorithmes au sens des moindres carrés nécessitent des valeurs initiales pour chaque paramètre et la réussite/convergence de l'algorithme qui dépend de ces valeurs initiales
- enfin, et surtout, le résultat retourné ne peut pas ou difficilement être vérifié : il n'est pas garanti.

L'analyse par intervalle permet de s'affranchir de tous ces défauts : en se basant sur l'erreur expérimentale (provenant des appareillages et de la préparation des échantillons), elle permet de manière systématique de vérifier ou d'infirmer qu'un modèle mathématique proposé est correct aux erreurs expérimentales près.
Ainsi des expérimentations préliminaires ont permis de modéliser des courbes de spectroscopie diélectrique à l'aide de relaxations de Debye indépendantes (Le modèle de Debye ayant un sens physique, alors que les autres modèles, Cole-Cole, Davidson-Cole et Havriliak-Negami sont des modèles phénoménologiques, traduisant des distributions fixées de relaxation).
Nous proposons durant cette ANR de caractériser et modéliser à l'aide d'un logiciel d'analyse par intervalles des relaxations diélectriques d'assemblages collés époxyde-amine/Aluminium, avec pour but final un suivi in situ (et non destructif) du vieillissement des joints collés.

L'analyse par intervalles est surtout utilisée pour la localisation de véhicules et de robots, notamment avec la création et l'utilisation du logiciel SIVIA (Set Inversion Via Interval Analysis). SIVIA a d’ores et déjà été adapté à la modélisation de spectres diélectriques par le développement du logiciel SADE (Sivia Applied to DiElectric spectrocopy).

Le logiciel d'analyse par intervalles sera dans un deuxième temps développé pour répondre à la modélisation de nombreux autres résultats expérimentaux (Analyses mécaniques dynamiques...), et à la déconvolution de pics complexes (spectrométrie photoélectronique X , diffraction des rayons X, Spectrométries Raman ou infra-rouge...)