ED Sciences Chimiques
Élaboration de matériaux poly(diméthylsiloxane) auto-cicatrisants pour applications spatiales et développement de nanocomposites à base de silice
par Mickaël DU FRAYSSEIX (Laboratoire de Chimie des Polymères Organiques)
Cette soutenance a lieu à h00 - Amphi 1 16 Av. Pey Berland ENSMAC 16, 33600 Pessac
devant le jury composé de
- Stéphane CARLOTTI - Professeur - Bordeaux INP - Directeur de these
- Audrey LLEVOT - Maîtresse de conférences - Bordeaux INP - CoDirecteur de these
- Simon LEWANDOWSKI - Docteur - ONERA - Examinateur
- Sophie PERRAUD - Docteure - CNES - Examinateur
- Vincent LADMIRAL - Directeur de recherche - CNRS - Rapporteur
- Eric DANTRAS - Professeur - Université de Toulouse - Rapporteur
- Marc GUERRE - Chargé de recherche - CNRS - Examinateur
- Frédéric PERUCH - Directeur de recherche - CNRS - Examinateur
Le poly(diméthylsiloxane) (PDMS) est largement utilisé pour des applications spatiales en raison de sa transparence et de ses propriétés de résistance thermique et aux UV. Cependant, l'exposition prolongée de ces matériaux à l'environnement spatial entraîne leur jaunissement et leur fissuration, contribuant ainsi à la dégradation des satellites. Dans ce contexte, des PDMS dotés de propriétés d'auto-cicatrisation ont été élaborés afin de limiter leur dégradation en orbite géostationnaire. Une première approche, basée sur la combinaison de fonctions urée et imine, a permis l'obtention de réseaux PDMS supramoléculaires et covalents adaptables (CANs). Ces systèmes ont conduit à une réduction de la densité de fissuration en surface après irradiations aux protons. Toutefois, les formulations présentant la meilleure stabilité aux protons possèdent un faible module élastique ainsi que propriétés thermomécaniques limitées au-delà de 80 °C. Afin de remédier à ces limitations, des CANs PDMS intégrant des fonctions éther silylé ont été développés. Cette stratégie a permis d'améliorer significativement les propriétés mécaniques et thermomécaniques des matériaux, tout conservant leur stabilité sous irradiation protons. Enfin, une dernière approche a consisté à élaborer des nanocomposites PDMS cicatrisants. Ceux-ci reposent sur l'établissement de liaisons covalentes dynamiques entre la matrice PDMS et des nanoparticules de silice dispersées. Ces nanocomposites présentent des propriétés mécaniques et thermomécaniques renforcées, sans dégradation des propriétés optiques. Les essais d'irradiation aux protons ont également mis en évidence une amélioration de la stabilité des PDMS face aux conditions de l'environnement spatial.