Durabilité des polyamides en contact avec les sels de déneigement

Les polyamides 6 et 6,6 sont des polymères thermoplastiques largement utilisés dans l’industrie, notamment pour leur résistance mécanique et thermique. En dépit de leurs propriétés mécaniques intéressantes, ces matériaux montrent une sensibilité particulière à l’eau due à l’hydrophilie importante des fonctions amides qu’ils comportent. En fonctionnement, ils peuvent être soumis à des solutions salines, notamment des chlorures de sodium et de calcium, pouvant entraîner un endommagement important. L’objectif de la thèse est d’apporter des éléments de compréhension des phénomènes de fissuration sous contrainte environnementale en présence de telles solutions salines.Des expériences d’immersions simples ont été réalisées à différentes températures, avec différents sels à différentes concentrations. Ces expériences ont mis en évidence l’absence de diffusion des ions salins dans la matrice polymère et la dépendance de la masse absorbée à l’activité chimique de l’eau dans la solution saline. L’impact de l’absorption des solutions sur les propriétés mécaniques et thermiques a été mesuré et la réversibilité de ces changements a été mise en évidence.Un montage expérimental a été mis en place afin d’étudier les situations d’immersion sous contrainte. Trois types de comportements peuvent être distingués en fonction de la nature de la solution étudiée. On observe à haute activité en eau une déformation importante localisée, à plus faible activité l’apparition de craquelures à pores larges ainsi qu’une troisième morphologie mettant en évidence le rôle des ions de chlorure de calcium dans la modification des propriétés mécaniques, donnant lieu à des craquelures à pores multiples de plus petite taille. L’étude de ces morphologies a permis de formuler des hypothèses sur le mécanisme d’endommagement : l’absorption d’eau dépend de l’activité de l’eau dans la solution de contact et entraîne une augmentation variable de la déformabilité du matériau. A haute activité d’eau, le matériau est déformable, aucune craquelure ne se forme. A plus faible activité, la déformabilité est diminuée, des craquelures se forment donc pour accommoder la déformation imposée. Enfin, dans le cas du CaCl2, une augmentation du module d’Young entre en jeu, induisant de plus petits pores, plus nombreux. La compréhension de ces mécanismes permettra d’étendre les critères de sélection formulés à d’autres types de polyamides utilisés dans l’industrie automobile.