Testeurs de caoutchouc

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novembre 2015
Par un dégradé de couleurs, la caméra thermique met en évidente les variations d température de l'élastomère (l'élément fin et blanc à gauche de la photo) lorsqu'il est étiré.
DR

L’Université de Rennes 1 et l’entreprise Cooper Standard s’associent pour innover dans le caoutchouc utilisé par l’industrie automobile.

Pour consommer moins de carburant, les voitures actuelles doivent gagner en légèreté. Ce challenge pousse les équipementiers automobiles à innover afin d’alléger les pièces (même celles en caoutchouc), et de les rendre plus résistantes à une élévation de température : « Si les voitures sont plus compactes, elles possèdent paradoxalement davantage d’équipements, explique Jean-Benoît Le Cam, chercheur à l’Institut de physique de Rennes (IPR).

Ça chauffe sous le capot !

« Sous le capot, l’espace se réduit et la température augmente. » En outre, les moteurs hybrides génèrent des vibrations différentes des moteurs conventionnels, les matériaux doivent donc acquérir de meilleures propriétés d’amortissement. Face à ces enjeux, l’Université de Rennes 1 et l’équipementier automobile Cooper Standard(1) ont inauguré la première chaire d’entreprise de la Fondation Rennes 1. Ce partenariat, signé le 29 septembre dernier, est à l’origine d’un nouveau laboratoire commun, le LC-Drime(2), basé à l’IPR.

« Cooper Standard possède un grand savoir-faire dans la conception et la fabrication de pièces pour l’automobile, dit Jean-Benoît Le Cam, titulaire de la chaire et directeur du laboratoire commun. Et à l’Université de Rennes 1, notre équipe de recherche Imagerie quantitative en mécanique des matériaux (IQ2M) développe des techniques innovantes de caractérisation qui permettent de mieux comprendre les mécanismes de déformation et d’endommagement des matériaux. » La spécialité de son équipe, c’est l’imagerie thermographique infrarouge. Pour caractériser le comportement thermomécanique d’un élastomère, les chercheurs enregistrent, via des caméras thermiques, les variations de température générées lors de la déformation du matériau. Ces mesures de surface, traitées ensuite par informatique, mettent en évidence les multiples modifications de la microstructure qui ont lieu à l’échelle très locale, à l’intérieur du matériau.

Au millikelvin près

« Aujourd’hui, nos algorithmes augmentent la sensibilité de nos mesures. Nous pouvons ainsi localiser très précisément l’apparition d’un endommagement et évaluer la résistance du matériau à l’auto-échauffement », explique le chercheur. Cette technique, propre à l’équipe IQ2M, permet de réduire les temps de conception et de prototypage, et d’améliorer les modèles de comportement exploités par Cooper Standard.

Dans le cadre de ses travaux sur les élastomères, l’IPR a déjà développé un nouvel appareil, unique en son genre, qui permet de tester un grand nombre de sollicitations mécaniques à partir d’un seul essai et d’une seule éprouvette. « Nous sommes en mesure de concevoir, de réaliser et donc de faire évoluer nos outils. Ce sont aussi ces compétences que recherche Cooper Standard », précise Jean-Benoît Le Cam.

Cette première chaire d’entreprise permettra de renforcer les interactions nées en 2012 entre Cooper Standard et l’Université de Rennes 1, qui vont d’ores et déjà bien au-delà de l’activité de recherche. L’entreprise propose en effet des stages de professionnalisation aux étudiants et intervient dans les enseignements des filières technologiques, en particulier à l’IUT de Rennes. Elle souhaite également faciliter la diffusion du savoir en mécanique des élastomères. « Pour nous, enseignants-chercheurs à Rennes 1, inscrire une partie de nos travaux dans le développement économique et scientifique du territoire est très valorisant », conclut Jean-Benoît Le Cam.

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