On Friday 7th of November 2014, Suvam NAG CHOWDHURY will present his work entitled » Conductive Polymer nanoComposite Quantum Resistive strain Sensors for structural composites’ damage monitoring » at 10am in room amphi Sci.2. The jury is composed of:
Prof. Jean-François FELLER, Director of Thesis (University of South Brittany, Lorient, France)
Mr. Pascal LONGRAIS, Co-Director of Thesis (ESI Group, Rennes, France)
Dr. Mickaël CASTRO, Co-Director of Thesis (University of South Brittany, Lorient, France)
Prof. Lionel FLANDIN, Reviewer (University of Savoie, Chambéry, France)
Prof. Frédéric VIDAL, Reviewer (University of Cergy-Pontoise, France)
Prof. Jean-Louis de BOUGRENET de la TOCNAYE, Examiner (Telecom Bretagne, Brest, France)
Prof. Pierre-Yves MANACH, Examiner (University of South Brittany, Lorient, France)
ABSTRACT
A new type of carbon nanotubes based Quantum Resistive Strain sensor (QRS sensor) for structural health monitoring (SHM) has been developed directly on glass fibers’ surface via spray layer by layer (sLbL) technique. The response of similar transducers was investigated under varying static and dynamic solicitations. Different strategies of piezo-resistive sensing in GFRP are compared in terms of efficiency to follow mechanical solicitations and damages
in both elastic and plastic domains. The results demonstrate that the sensors’ output retains all static and dynamic features of the input thus providing useful information for SHM and further can be extended for composite parts with large dimensions, to probe local stress/strain concentrations and facilitate the simulation of these critical areas. The electrical responses of QRS combined with those of the acoustic emission (AE) technique and microscopy have allowed investigating damage initiation and propagation in laminated composites. Based on the results obtained in this study, the investigated QRS can be considered as real time in situ non strongly invasive sensors which appear to be suitable for
performing dynamic measurements in structural engineering applications.
RESUME DE LA THESE EN FRANÇAIS
Un nouveau type de Senseur de déformation Résistif Quantique (QRS) à base de nanotubes de carbone (CNT) a été développé pour le suivi de santé de structures composites (SHM). Les senseurs ont été fabriqués directement par pulvérisation en couche par couche (sLBL) sur la surface de fibres de verre ou de carbone d’une formulation de nanoComposites Polymères Conducteurs (CPC). La réponse des transducteurs CPC a été étudiée sous diverses
sollicitations mécaniques en mode statique et dynamique. Différentes stratégies de suivi de santé des composites à l’aide de senseurs piézo-résistifs ont été comparées en termes d’efficacité de suivi des sollicitations mécaniques dans les domaines élastique et plastique et des endommagements. Les résultats montrent que les réponses des senseurs conservent toutes les caractéristiques statiques et dynamiques d’entrée fournissant ainsi des informations utiles
pour le SHM. Cela permet d’envisager leur déploiement dans des pièces composites de grandes dimensions, pour évaluer les déformations et les concentrations de contraintes locales et ainsi faciliter la simulation et la modélisation dans ces zones critiques. La réponse électrique des QRS a aussi été utilisée pour évaluer l’accumulation d’endommagement dans
les composites en association avec la microscopie et l’émission acoustique (AE) afin de détecter l’initiation de fissures et leur propagation dans des composites stratifiés. Sur la base des résultats obtenus dans cette étude, les QRS étudiés peuvent être considérées comme des capteurs en temps réel peu intrusifs qui semblent être tout à fait appropriés pour effectuer des mesures dynamiques dans des applications d’ingénierie structurelle.
