Étude expérimentale des propriétés mécaniques et morphologiques dans un tube de gaz en HDPE-80

Abstract

L'objectif de cette étude expérimentale est d'établir la distribution des propriétés mécaniques et morphologiques à travers la paroi d'un tube de transport du gaz naturel en polyéthylène de haute densité (HDPE). L'approche proposée utilise un filament continu et uniforme, automatiquement usiné du tube à faible vitesse de coupe et à profondeur de passe optimale afin de réduire le flux de chaleur ainsi que les modifications structurales. Des courbes typiques (σ−ε), dans chaque couche, sont obtenues sur une machine d'essai conçue pour les polymères et sont statistiquement analysées. Elles montrent que le comportement mécanique du tube en HDPE est pratiquement divisé en 3 zones distinctes dont la seconde reste la plus étendue. Le niveau de contrainte moyen exprimant l'étirage à froid pour une couche donnée est presque constant à travers l'épaisseur du tube. Les contraintes et le module d'élasticité donnent de très bonnes corrélations avec l'épaisseur indiquant une augmentation de la surface externe vers les couches internes. Ceci est expliqué par l'évolution de cristallinité durant le procédé de production faisant appel à un refroidissement échelonné dans le temps et qui génère des contraintes résiduelles. Les corrélations statistiques à l'écoulement plastique, au début de l'étirage à froid et à la rupture indiquent des relations linéaires acceptables pour une probabilité d'erreur p ≤ 0,05. D'autre part, une corrélation linéaire croissante caractérise la relation entre la contrainte limite et le module d'élasticité. Ce résultat est confirmé dans la littérature pour des éprouvettes standards obtenues par moulage en compression.