Note ABES Étude des relations structure-propriétés de matériaux hybrides piézoélectriques à base PVDF Study of the relationships between structure and properties of piezoelectric hybrid materials based on PVDF Pvdf 668.9 Matériaux hybrides Matériaux piézoélectriques Fluorure de polyvinylidène Polymorphisme (cristallographie) Déformations (mécanique) Nanotubes Titanate de baryum Dopamine Ces travaux de thèse contribuent à l’étude de matériaux hybrides à base d’un polymère semi cristallin, le polyfluorure de vinylidène (PVDF) connu pour ses propriétés piézoélectriques. Cependant, celles-ci dépendent du polymorphisme du PVDF et les phases polaires nécessaires à l’obtention de telles propriétés sont classiquement obtenues par étirage ou par incorporation de charges. L’objectif de ces travaux est la compréhension des comportements mis en jeu au cours d’essais d’étirage et l'évaluation de l’influence des charges sur les propriétés résultantes. L’originalité de ces travaux réside dans le suivi in-situ de l’évolution structurale durant l’étirage, permettant de conclure que la phase polaire ? du PVDF se forme lors de la striction et que la relaxation cristalline joue un rôle primordial sur les mécanismes de déformation du PVDF. L’insertion de nanotubes de carbone (NTC) dans la matrice PVDF induit un changement partiel de phase cristalline apolaire ?-->polaire ?. Le taux de cette phase induite passe par un maximum pour un taux de NTC proche du seuil de percolation. L’étude in-situ sous étirage de ces composites montre que la présence de NTC n’affecte pas la formation de la phase polaire ? du PVDF induite mécaniquement. Pour améliorer les propriétés piézoélectriques du PVDF, des composites à base de céramiques piézoélectriques (BaTiO3) ont été élaborés. Cependant l’interface entre les deux constituants est peu cohésive. L’utilisation d’un dérivé de dopamine, la nitro-dopamine permet d’améliorer l’adhésion interfaciale mais n’engendre pas de changement de phase cristalline du PVDF. L’étude piézoélectrique des composites étirés souligne le potentiel de tels systèmes. This work is a contribution to the study of hybrid materials based on a semi-crystalline polymer: poly(vinylidene fluoride), PVDF, well known for its piezoelectric properties. However these properties are dependent of the PVDF crystalline structure which must be in polar form. The most polar phase (?) is classically obtained by stretching the non-polar phase (?) or by incorporating fillers.The aim of this work is the understanding of structural changes and deformation mechanisms of PVDF during stretching. The impact of the incorporation of different (nano)fillers on PVDF structure and mechanical behavior is also studied.The distinctive feature of this work is the use of synchrotron radiation for in-situ strain-induced structural evolution studies. These experiments show that the polar ? phase appears with necking and that the crystalline relaxation of PVDF plays a main role on plasticity mechanisms.The incorporation of carbon nanotubes (CNT) in PVDF matrix leads to a partial crystalline change from non-polar form ? to a polar form ?. The ratio of this ? phase is maximal for a CNT loading close to the electric percolation threshold. The in-situ structural evolution shows that CNT's do not affect the formation of the mechanically-induced polar ? phase.In order to improve the PVDF piezoelectric properties, composites based on piezoelectric ceramics (BaTiO3) are elaborated. Nevertheless, interactions between PVDF and BaTiO3 are too weak. The use of a dopamine derivative, nitro-dopamine improves the interfacial interactions but does not change the PVDF crystalline form. However a piezoelectric study of these stretched composites suggests interesting electroactive capabilities. Electronic Thesis or Dissertation Text fr PDF 8871659 application/pdf https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/EDSMRE/2015/50376-2015-Defebvin.pdf https://theses.fr/2015LIL10113/abes Defebvin Juliette Defebvin 1989-11-13 FR 190932392 https://theses.fr/2015LIL10113 2015LIL10113 https://doi.org/10.70675/fef41887z024bz4d81z8bddz81cefb2c71f1 2015-11-26 Mécanique, Énergétique et Sciences des matériaux Lille 1 026404184 Doctorat Docteur es non oui Lefebvre Jean-Marc MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 091635039 Barrau Sophie MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 087984814 École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Lille ; 1992-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 148937330 Unité Matériaux et Transformations (Lille ; 2010-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 161609465 ddc:660 Lefebvre Jean-Marc Barrau Sophie École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq, Nord) Unité matériaux et transformations (UMET) PDF 8871659