Étude de l’influence du vieillissement stratosphérique sur des films polymères constituant l’enveloppe des ballons pressurisés stratosphériques / Simon Lewandowski ; directeur de thèse, Pr Alain Bernès

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : français / French

Catalogue Worldcat

Langmuir-Blodgett, Couches de

Ballons-sondes

Bernes, Alain (Directeur de thèse / thesis advisor)

Université Toulouse 3 Paul Sabatier (1969-....) (Organisme de soutenance / degree-grantor)

Résumé / Abstract : L’objectif de ces travaux est l’étude de l’influence du vieillissement stratosphérique simulé sur l’enveloppe polymère des ballons pressurisés stratosphériques. Le matériau étudié est un film multicouche constitué de deux films de Poly(téréphtalate d’éthylène) (PET) enserrant un film de Polyamide 6 (PA-6), assemblés par un adhésif Polyuréthane (PU). Le film multicouche non vieilli définit l’état initial, caractérisé par un comportement complexe de l’ensemble de ses propriétés mécaniques, spectro-photométriques, calorimétriques et diélectriques. L’interprétation de ces comportements est réalisée grâce à une étude comparative des réponses de chacun des films le constituant. L’influence du vieillissement stratosphérique sur le film multicouche est ensuite étudiée. Ce protocole permet de mettre en évidence une décroissance de ses propriétés mécaniques à la rupture ainsi qu’une augmentation de son absorptivité solaire. L’étude de ces propriétés révèle une évolution non linéaire en fonction du temps. Ces résultats sont interprétés d’après des phénomènes de photo-oxydation du film PET situé face à la source d’irradiation UV. On note qu’il se produit aussi une photo-oxydation du film interne de PA-6, révélée par une évolution des relaxations diélectriques. Enfin, l’accélération du vieillissement, réalisée par une augmentation de la température de vieillissement et de l’intensité du flux d’irradiation UV, entraîne une dégradation accentuée du film multicouche. Cependant, l’évolution de ces dégradations ne peut pas être décrite uniquement selon les phénomènes observés lors des vieillissements dans les conditions stratosphériques.

Résumé / Abstract : The purpose of this work is to study the influence of simulated stratospheric ageing on the polymeric envelope of the stratospheric pressurized balloons. The studied material is a multi-layer film made of two poly(ethylene terephthalate) (PET) films, surrounding a polyamide 6 (PA-6) film, held together by a polyurethane (PU) adhesive. The initial state is defined by the unaged multi-layer film, characterised by a complex behavior of all its mechanical, spectrophotometric, calorimetric and dielectric properties. The interpretation of these behaviors is performed thanks to a comparative study of the responses of each film comprising it. Next, this work discusses the influence of statospheric ageing on the multi-layer film. This protocol highlights a decrease in its mechanical properties at breakage as well as an increase in its solar absorptivity. The study of these properties reveals a non linear evolution as a function of time. These results are interpreted based on photo-oxydation phenomena of the PET film located in front of the UV irradiation source. It is noted that there is also a photo-oxydation of the PA-6 internal film, revealed by a change in the dielectric relaxations. Finally, acceleration of ageing, performed with an increase in ageing temperature and UV irradiation flow intensity, causes a more pronounced degradation of the multi-layer film. However, these results seem to indicate that this evolution can’t be only described according to observed phenomena during ageing in stratopheric conditions.