Dissertations / Theses on the topic 'Composites à fibres – Fibres végétales – Tuyaux'
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Maziz, Ammar. "Analyse des endommagements dans les pipes en matériaux composites." Electronic Thesis or Diss., Brest, École nationale supérieure de techniques avancées Bretagne, 2021. http://www.theses.fr/2021ENTA0019.
Full textAbstract:
La modélisation de l'endommagement des matériaux composites hybrides a joué un rôle important dans la conception des structures composites. Bien que des modèles numériques pour l'endommagement progressif des pipes en matériaux composites hybrides à enroulement filamentaire, tels que la fissuration matricielle, le délaminage et la rupture des fibres, aient été développés dans la littérature, des améliorations sont encore nécessaires. Cette thèse vise à développer des modèles d'endommagement adaptés à la prédiction du comportement dynamique et l'endommagement intra-laminaire et inter-laminaire dans les tubes en matériaux composites hybrides sous une pression interne, et soumis à un chargement dynamique tel que l'impact d'un objet externe. Les approches de la mécanique de la rupture et de la mécanique de l’endommagement ont été adoptées pour construire le modèle de dommages. Une analyse détaillée a été réalisée pour avoir une vue d'ensemble de tous les mécanismes d'endommagement jusqu'à la rupture finale. Des éléments cohésifs ont été implémentés dans les modèles bidimensionnels et tridimensionnels pour simuler l'initiation et la propagation d’endommagement interlaminaire (délaminage) dans les stratifiés. Une subroutine a été implémentée dans le code de calcul FE (Abaqus/Explicit) via une VUMAT afin de modéliser l’endommagement intralaminaire. Par la suite, des validations basées sur des corrélations essai/calcul sur des sous-systèmes et/ou des pièces réelles ont été effectuées. L'initiation des dommages est prédite sur la base des critères de rupture contrainte-déformation, tandis que la loi d'évolution des dommages est basée sur la dissipation de l'énergie de rupture. Le comportement non linéaire du matériau en cisaillement a également été pris en compte et validé par rapport aux résultats expérimentaux. Les prédictions montrent un excellent accord avec les observations expérimentalesDamage modelling of hybrid composite materials has played an important role in the design of composite structures. Although numerical models for the progressive damage of filament wound hybrid composite pipes such, matrix cracking, delamination, and fiber failure have been developed in the literature; there is still a need for improvement. This thesis aims to develop damage models suitable for predicting dynamic behaviour and intra-laminar and inter-laminar damage in hybrid composite tubes under internal pressure subjected to dynamic loading such as the impact of an external object. Fracture mechanics and continuum damage mechanics approaches were adopted to build the damage model. A detailed analysis was performed to have an overview of all the damage mechanisms until the final failure. Cohesive elements were inserted into the two-dimensional and three-dimensional models to simulate the initiation and propagation of matrix cracking and delamination in cross-layered laminates. The damage model was implemented in the FE code (Abaqus/Explicit) by a user-defined material subroutine (VUMAT). Subsequently, validations based on test/calculation correlations on real subsystems and/or parts were performed. Damage initiation was predicted based on the stress-strain failure criteria, while the damage evolution law was based on the dissipation of failure energy. The nonlinear behavior of the material in shear was also taken into account and validated against experimental/numerical results. The predictions show excellent agreement with the experimental observations
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Coroller, Guillaume. "Contribution à l'étude des matériaux composites renforcés par des fibres végétales : cas des composites extrudés à matrice polypropylène." Lorient, 2013. http://www.theses.fr/2013LORIS302.
Full textAbstract:
Dans les matériaux composites, la substitution des renforts minéraux ou synthétiques par des fibres végétales est possible pour de nombreuses applications industrielles, automobile ou non. Cependant, l'origine naturelle des fibres végétales, leurs structures complexes et multi composants rendent leur utilisation plus difficile à maîtriser que dans le cas des renforts usuels. Ces travaux de thèse ont donc pour objectif de contribuer à la compréhension des paramètres clés pour profiter de la capacité de renforcement des fibres végétales courtes dans une matrice thermoplastique (PP). Dans un premier temps, nous avons étudié le rôle des éléments constituant un composite renforcé par des fibres courtes et transformé par injection. Ceci a mis en évidence l 'intérêt de l'utilisation des fibres de lin comme renfort de composites. L'influence de leur fraction volumique et de la compatibilisation fibre / matrice a aussi été étudiée. La comparaison entre procédé d'extrusion et d'injection a souligné l'effet de la mise en œuvre sur la microstructure et sur les propriétés mécaniques des composites. Nous avons ensuite montré qu'il était possible d'extruder un polypropylène renforcé par des fibres de lin qui réponde au cahier des charges de l 'automobile, avec cependant des limitations au niveau de la stabilité du process. L'étude des composites hybrides lin / talc extrudés, a montré que l'ajout de particules de talc apportait une amélioration des propriétés mécaniques et une diminution des défauts d'extrusion. Enfin, nous avons mis en évidence, pour les fibres courtes ou longues, que la division et la dispersion des renforts étaient les paramètres clés à contrôler pour bénéficier de leur capacité de renforcementNatural fibers can replace mineral or synthetic reinforcements in many industrial applications, for automotive or not. Their complex and multi component structure as well as their natural origin lead to higher difficulties in this kind of reinforcement than the usual ones. The aim of this thesis work is give a better understanding of the key parameters to control to get the reinforcement capacity of natural fibers. In a first step we studied the influence of the components on the mechanical properties of an injected polypropylene. This has highlighted the interest in flax fibers for composite's reinforcement. It has also underlined the influence of fiber content and using coupling agent. The comparison between extrusion molding and injection molding bas showed the effect of molding process on microstructure and mechanical properties, injection molding showing a better efficiency. Then we focused on extrusion molding, and we have brought to light that it is possible to extrude polypropylene reinforced with flax fiber that is complying with automotive specifications, but it showed lack stability during extrusion process. The study of flax / talc hybrid composites extruded showed that adding talc particles to flax fibers help to increase mechanical properties and to troubleshoot extrusion issues. Finally, we highlighted that, for both short and long flax fibers, fiber's individualization and dispersion are one of the key parameters to control
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Alia, Adem. "Comportement à la rupture d'un composite à fibres végétales." Thesis, Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSEI016.
Full textAbstract:
L’objectif de cette thèse est la caractérisation du comportement mécanique et de l’endommagement d’un composite tissé jute/polyester. Les fibres végétales constituent en effet une alternative écologique intéressante à l’utilisation des fibres synthétiques, en particulier les fibres de verre qui sont les plus utilisées pour les pièces composites de grande diffusion. Le composite est développé au sein du laboratoire LMNM à l’IOMP, Sétif, Algérie. Deux orientations ([0]8 et [+45/-45]2S) sont considérées. La caractérisation mécanique est effectuée en traction et compression monotones ainsi qu’en fatigue cyclique. Les caractérisations mécaniques et microstructurales sont réalisées au sein du laboratoire MATEIS. L’étude de l’endommagement des composites est réalisée en combinant cinq techniques : l’évolution des paramètres mécaniques via des essais cyclés et de fatigue, la microscopie, l’émission acoustique (EA), la corrélation d’images et la micro-tomographie RX. L’étude de l’évolution des paramètres mécaniques accompagnée de l’analyse globale de l’EA fournit des premiers indicateurs quant au développement de l’endommagement lors des essais. Les analyses microstructurales permettent d’identifier finement les différents mécanismes d’endommagement qui surviennent lors des sollicitations mécaniques (décohésions fibre/matrice, fissurations matricielles et rupture de fibres). Pour la segmentation des signaux d’émission acoustique en traction et en compression monotones, une classification non-supervisée est utilisée en mettant l’accent sur le choix des descripteurs et sur la labellisation des classes obtenues. Des essais de traction instrumentés par corrélation d’images ainsi que des essais de traction in-situ sous tomographe permettent d’identifier la chronologie d’apparition de l’endommagement. Ces résultats permettent également de labelliser les classes obtenues. Les signaux labellisés servent ensuite à créer une bibliothèques pour identifier la chronologie d’évolution des modes d’endommagement en fatigue cyclique réalisée par classification supervisée. Enfin, toutes ces analyses ont permis d’établir des scénarios d’endommagement pour les différents modes d’endommagement et pour les deux orientations. Il est ainsi possible de reconsidérer l’élaboration pour optimiser les propriétés mécaniquesThe objective of this thesis is the characterization of the mechanical behavior and the damage of a woven jute / polyester composite. natural fibers are indeed an interesting ecological alternative to synthetic fibers, in particular glass fibers which are the most used for composite manufacturing. The studied composite is developed in the LMNM laboratory at IOMP, Sétif, Algeria. Two fibre orientations ([0] 8 and [+ 45 / -45] 2S) are considered. The mechanical characterization is carried out in monotonic tensile and compression as well as in cyclic fatigue. Mechanical and microstructural characterizations are carried out in the MATEIS laboratory. The study of the damage is carried out by combining five techniques: the evolution of mechanical parameters via cyclic and fatigue tests, microscopy, acoustic emission (EA), image correlation and micro- RX tomography. The study of the evolution of the mechanical parameters combined with the global analysis of the AE provides first indicators concerning the development of the damage during the tests. Microstructural analyzes allow to finely identify the damage mechanisms that occur during mechanical tests (fiber / matrix decohesions, matrix cracks and fiber breakage). For the segmentation of acoustic emission signals in monotonic tests, an unsupervised classification is used, emphasizing the choice of descriptors and the labeling of the classes obtained. Tensile tests instrumented by image correlation as well as in situ tensile tests under tomography allow to identify the chronology of appearance of the damage. These results are also used to label the obtained classes . The labeled signals are then used to create a library to identify the chronology of evolution of the modes of damage in cyclic fatigue achieved by supervised classification. Finally, all these analyzes made it possible to establish damage scenarios for the different damage modes and for the two orientations. It is thus possible to reconsider the development to optimize the mechanical properties
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Cheour, Khouloud. "Analyse du comportement en vibration de matériaux composites à fibres végétales." Thesis, Reims, 2017. http://www.theses.fr/2017REIMS022/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse a pour objectif d’analyser le comportement en vibration des composites non-hybrides et hybrides lin-verre. Dans une première partie, une démarche d’analyse modale a été mise en place pour étudier le comportement mécanique et dynamique de ces matériaux. Ceci a permis d’une part, d’identifier les propriétés élastiques et les coefficients d’amortissement de ces composites à partir de leurs fréquences propres, et d’autre part, d’effectuer une comparaison avec les composites traditionnels. La deuxième partie de ce travail est consacrée à une modélisation de l’amortissement des composites non-hybrides et hybrides. Cette modélisation, basée sur la théorie des stratifiés avec cisaillement transverse, a été développée en utilisant la méthode des éléments finis. Plusieurs aspects ont été étudiés comme l’orientation des fibres, la séquence d’empilement, l’architecture des renforts, le choix des séquences d’empilement pour l’hybridation. Cette analyse a conduit enfin à optimiser les performances mécaniques et dissipatives des composites non hybrides et hybrides lin-verre.La dernière partie de ce travail est consacrée à l’étude d’un vieillissement caractérisé par une immersion des matériaux dans l’eau. Dans un premier temps, des essais de vibration ont été réalisés à différentes périodes d’immersion pour identifier l’impact de ce vieillissement sur les propriétés mécaniques et dissipatives des composites non hybrides et hybrides, ainsi que leur évolution en fonction de la durée d’immersion. Enfin, la réversibilité de ces propriétés a été également analysée en effectuant un cycle de vieillissement jusqu’à la saturation puis une opération de séchageThis PhD research work aimed at analysing the free vibration behaviour of non-hybrid and hybrid flax-glass composites. First, a modal analysis approach was developed to study the mechanical and dynamic behaviour of these materials. Their elastic and damping properties were identified from their natural frequencies and a comparison with the traditional composites was carried out. In the second part, a finite element modelling of the damping of non-hybrid and hybrid composites was implemented by considering the classical laminate theory, taking into account the transverse shear effects. Different topics were studied such as the fibres orientation, the stacking sequence, the reinforcement architecture, the choice of the stacking sequence layers for the hybridisation. This analysis resulted in optimising both mechanical and damping performances of non-hybrid composites and hybrid flax-glass composites. In the last part of this work, the effect of water ageing on the dynamical and mechanical properties of non-hybrid and hybrid glass-flax composites was studied. To this end, these composites were subjected to free vibrations at different ageing durations in order to identify the effect of water ageing on their mechanical and damping properties and their evolution with ageing time. Finally, a cycle of ageing until saturation was reached followed by a drying operation, which was carried out to analyse the reversibility of their properties
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Bourmaud, Alain Gilles. "Contribution à l'étude multi-échelles de fibres végétales et de biocomposites." Lorient, 2011. http://www.theses.fr/2011LORIS241.
Full textAbstract:
L’épuisement de nos ressources naturelles ainsi que les impacts croissants de notre société sur l’environnement nous imposent une réflexion sur les matériaux de demain. Ainsi, l’usage de fibres végétales constitue une solution de substitution aux fibres de synthèse, pour une large gamme de composites industriels. En raison de leur structure très hiérarchisée et multi composants, elles constituent des matériaux très complexes, et assimilables, à leur échelle, à des composites. Ces travaux de thèse ont pour objectif de contribuer, à différentes échelles, à leur connaissance ainsi qu’à celle des composites qu’elles renforcent. Dans un premier temps, nous avons montré l’intérêt de la nanoindentation et de la diffraction des rayons X pour la caractérisation mécanique des parois ainsi que pour la détermination de leurs angles micro-fibrillaires. Le second volet expérimental a prouvé que la mise en œuvre de simples traitements à l’eau, ou à la dopamine, par bio mimétisme, pouvait améliorer la division et l’extraction de fibres de lin sous rouies de manière significative ainsi que certaines propriétés en traction des biocomposites élaborés. Enfin, nous avons montré l’influence de différents procédés de mise en forme sur les propriétés des fibres et des composites ainsi que celle du recyclage sur des composites renforcés par des fibres végétales. L’intérêt environnemental d’utiliser une matrice recyclée pour leur élaboration ainsi qu’une bonne stabilité de leurs propriétés mécaniques après recyclage ont été mis en évidenceThe depletion of our natural resources as well as the increasing impacts of the society on our environment, involves a necessary modification of composite materials design. Thus, for many industrial products, vegetal fibres could be used to substitute synthetic fibres, as composite materials reinforcement. Due to their hierarchical and multi components structure, the vegetal fibres could be considered, at their scale, as complex composite materials. The purpose of this work is to contribute, at various scales, to the knowledge about the vegetal fibres and the associated composites. First of all, we evidenced the interest of nanoindentation and x-ray diffraction to obtain the mechanical and viscoelastic properties of the cell walls as well as their microfibrillar angles. The second experimental part highlights that the processing of soft water, or dopamine bio mimetic treatments, could significantly improve the division and manualy extraction of under retted flax fibres, or some mechanical properties of elaborated biocomposites. In the last section of this thesis report, we evidenced the influence of various manufacturing processes on the composites and fibres properties as well as those of the recycling on vegetal fibres reinforced composites. We showed a good stabilization of the composites mechanical properties after recycling and an important environmental interest to use a recycled matrix for their elaboration
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Liu, Taiqu. "Caractérisation multi-échelle de l'amortissement des matériaux composites à fibres végétales." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2021. http://indexation.univ-fcomte.fr/nuxeo/site/esupversions/7f465635-2b19-4a9c-8100-84b95d1c4521.
Full textAbstract:
Les vibrations et le bruit sont des problèmes inévitables dans les produits d’ingénierie et la vie quotidienne. Il est donc indispensable de connaître les performances d’amortissement des matériaux d’ingénierie et les facteursqui affectent les dites propriétés. Les composites à base de fibres végétales (PFC) sont devenus une nouvelle option lorsqu’il s’agit de trouver un compromis entre l’amortissement et la rigidité. Les recherches actuelles sur l’amortissement sont principalement menées à l’échelle macro scopique et les sources et les mécanismes d’amortissement des composites de fibres végétales sont complexes et encore mal compris.Ainsi, l’objectif de cette de proposer une caractérisation fine et une meilleure compréhension de l’amortissement dans les composites biosourcés à l’aide d’une approche expérimentale multiéchelle. Cette thèse commence par une revue de la littérature sur le comportement d’amortissement des PFC. Ensuite, les influences de nombreux paramètres, y compris les types de matrice et de fibres, l’architecture du renfort, la température, la fréquence et la teneur en humidité sur les propriétés d’amortissement des PFC, sont étudiées sur la base d’une analyse mécanique dynamique (DMA) et d’une analyse modale. Les propriétés d’amortissement des constituants sont également déterminées in situ grâce des des essais en nanoindentation dynamique. Un protocole de chargement à amplitude constant est proposé en alternative à la méthode dynamique traditionnelle de raideur de contact (CSM). Les résultats sont comparés à ceux obtenus par l’analyse mécanique dynamique et méthodes de test modal. Les résultats montrent la contribution de chaque composant (fibre, matrice et interface) sur la dissipation d’énergie. En fin, les propriétés d’amortissement déterminées à ces différentes échelles à l’aide de ces trois techniques expérimentales sont tracées sur une concernant la large gamme de fréquences et de températuresVibration and noise are unavoidable problems in engineering products and daily life. Thus, the knowledge of the damping performances of engineering materials and the factors that affect these properties are highly required. Plant fiber composites (PFCs) have become a new option when considering the compromise between damping and stiffness. Current researches on damping are mainly work at the macroscale and the damping sources and mechanisms in plant fiber composites are complex and not fully revealed. Thus, the main objective of this thesis is to provide a better characterization and understanding of damping in PFCs using various experimental techniques at different scales and on a wide range of frequency. This thesis starts with the review of literature on the damping behavior of PFCs. Then, the influences of many parameters including matrix types, fiber architecture, woven pattern, temperature, frequency and moisture content on the damping properties of PFCs are investigated based on dynamic mechanical analysis (DMA) and modal analysis. Furthermore, a constant amplitude method as well as constant stiffness method are used to map the in situ damping properties at the microscale based on grid dynamic Nanoindentation (DNI). These results are then compared to those obtained from dynamic mechanical analysis and modal test methods. The results from DNI show the contribution of each component (fiber, matrix and interface) on energy dissipation. Finally, the damping properties measured using these three experimental techniques at the three different scales are plotted on a wide frequency and temperature range
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Pomel, Catherine. "Contribution à l'étude de matériaux composites renforcés par des fibres de lin." Nantes, 2003. http://www.theses.fr/2003NANT2029.
Full textAbstract:
Les fibres végétales, en tant que charges dans les matériaux composites, sont couramment utilisées. En revanche, peu d'expérimentations ont été menées avec des fibres végétales en tant que renfort. Bien que les fibres végétales, et notamment les fibres de lin, présentent un certain nombre d'inconvénients (propriétés géométriques et mécaniques variables, qualité variant d'une production à l'autre, présence de défauts. . . ), elles présentent également des avantages (biodégradabilité, faible densité, module élevé. . . ). Les différentes étapes possibles permettant de passer de la fibre de lin au matériau composite industriel à base de textiles de lin ont été analysées. . .
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Merotte, Justin. "Contribution a l'étude des matériaux composites renforcés par des fibres végétales aiguilletées." Thesis, Lorient, 2017. http://www.theses.fr/2017LORIS444.
Full textAbstract:
Proposer des solutions permettant de concevoir et de fabriquer des pièces automobiles performantes mais également respectueuses de l’environnement est devenu un enjeu majeur pour les équipementiers automobiles. Ces travaux de thèse s’inscrivent donc dans ce contexte de compréhension et d’amélioration des matériaux composites non-tissés aiguilletées renforcés par des fibres végétales. À partir d’un même matériau de base, il est possible d’obtenir des structures et des propriétés différentes grâce au contrôle du taux de porosités dans le matériau. On peut ainsi conférer au composite de bonne propriétés d’absorption acoustique à des taux de porosités élevés (50%) ou au contrainte privilégier la tenue mécanique du produit en les limitant. La structure du matériau et la liaison fibre/matrice vont évoluer avec la fraction de porosités et en résulteront des comportements mécaniques bien différents. Suivant le taux de porosité, les performances mécaniques seront donc principalement gouvernées par des paramètres différents tels que la liaison interfaciale ou le renfort. Dans un environnement automobile, les conditions climatiques (humidité et température) jouent un rôle prépondérant dans les performances des biocomposites non-tissés. En effet, l’adhérence fibre/matrice est essentiellement liée aux contraintes radiales compressives, qui sont largement influencées par l’état hygrométrique du renfort. Enfin, la valorisation les chutes de fabrication issues de la thermocompression pour modifier la structure du composite non-tissé a permis de développer un produit présentant un gain en rigidité significatifProposing solutions to produce more efficient and environmentally friendly automotive parts has become a major challenge for tier one suppliers. The work described in this thesis is about understanding and improving composite materials made with commingled plant fibre nonwovens. From the same initial nonwoven, it is possible to obtain very distinct material structures by controlling porosity content. One can then give to the material enhanced acoustic properties with high porosity content (50%) or in the contrary show good mechanical properties by limiting porosities. Material structure will evolve with porosity as well as its mechanical behavior. Thus, as function of porosity, interfacial adhesion of fibre mechanical properties will govern composite mechanical properties. Biocomposite automotive parts are exposed to a large range of climatic environments and their mechanical properties can vary significantly. Indeed, radial stresses are drastically influenced by the reinforcement hygroscopic state. Finally, the idea developing an innovative material structure from compression moulding wastes has helped enhancing material rigidity
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Ilczyszyn, Florent. "Caractérisation expérimentale et numérique du comportement mécanique des agro-composites renforcés par des fibres de chanvre." Thesis, Troyes, 2013. http://www.theses.fr/2013TROY0016/document.
Full textAbstract:
Dans les travaux de cette thèse, des fibres extraites de la plante de chanvre et des agro-composites polypropylène renforcés par des fibres courtes ont été étudiés. Des essais de caractérisations expérimentales alliés à une modélisation numérique ont permis de comprendre et de déterminer leurs comportements mécaniques en tenant compte des considérations géométriques, des défauts naturels ainsi que la taille des fibres. De part leur nature, les fibres unitaires et les faisceaux de chanvre ont une structure, une forme et une composition complexe influençant leur comportement et leurs propriétés mécaniques. Les études menées dans cette thèse ont montré l’influence des conditions de cultures et de la variété de chanvre sur les propriétés des fibres et des agro-composites. Concernant l’agro-composite, d’autres méthodes expérimentales à la fois optique et macroscopique ont été utilisées pour la caractérisation de son comportement. La méthode de corrélation d’images sous diverses sollicitations mécaniques a mis en lumière l’hétérogénéité du comportement local de ces matériaux, montrant ainsi la non-homogénéité des propriétés mécaniques. Une étude complémentaire a montré l’influence de la répartition des fibres et du processus de fabrication des agro-composites sur l’endommagement et la rupture du matériauIn this thesis, fibres extracted from hemp plant and bio-composites polypropylene reinforced by short hemp fibres was investigated. Experimental studies coupled to numerical modelling have enabled to understand and determined their mechanical behaviour taking into account the geometrical shape, the natural defects and the size of hemp fibres. Microscopic experimental method has enabled to characterize the unitary fibre behaviour independently of fibre bundles. Due to their vegetal origins, hemp unitary fibres and bundles present a complex morphology and structure which have an impact on the mechanical properties of composite. Studies carried out the effect of the growing conditions and hemp variety on the fibre behaviour.For the bio-composite material, optical and macroscopic experimental characterization methods were used in order to determine the behaviour of a polypropylene PP reinforced by hemp fibres. The imaging correlation method is also used to analyse the local behaviour showing the heterogeneity of PP/hemp fibres reinforced material. Moreover, complementary work showed the impact of the fibre distribution and the manufacturing process on the composite properties and the damage initiation and growth
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Roussière, Fabrice. "Contribution à l'étude d'un non-tissé de fibres végétales pour le renforcement de matériaux composites." Lorient, 2010. http://www.theses.fr/2010LORIS171.
Full text
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Marrot, Laetitia. "Contribution au développement de matériaux composites à matrices thermodurcissables biosourcées et renforcées par des fibres végétales." Lorient, 2014. http://www.theses.fr/2014LORIS333.
Full textAbstract:
De nos jours, une certaine prise de conscience des limites de notre environnement apparaît, motivée par l’épuisement des ressources fossiles et le changement climatique. Selon une démarche plus respectueuse de l’environnement, il est possible de remplacer les fibres de verre par des fibres végétales pour le renfort de matériaux composites. Les composites thermodurcissables permettent de cibler des applications structurales. Ces travaux de thèse ont pour objectif de contribuer au développement de composites à matrices thermodurcissables biosourcées et renforcées par des fibres végétales. Dans un premier temps, nous avons mis en évidence les caractéristiques des fibres de chanvre et les principales particularités microstructurales qui les différencient du lin. Les conséquences des itinéraires techniques spécifiques (type de défibrage et rouissage) des deux plantes ont été investiguées. Ensuite, nous avons montré des résultats favorables en termes de performances mécaniques et d’adhérence pour l’utilisation de matrices époxy et polyester biobasées renforcées par des fibres de lin. Néanmoins la nature du durcisseur de la résine époxy a une forte influence sur l’adhérence de la matrice avec la fibre de lin. Enfin, nous avons considéré des composites industriels à matrice époxy renforcés par des fibres de lin, avec des matrices pétrochimiques et biobasées. Nous avons pu valider le cahier des charges des propriétés mécaniques requises par des industriels du ferroviaire, automobile et mobilier avec des deux types de matrice. Malgré la présence de défauts variés, et en particulier des porosités, les composites ont été satisfaisants en traction et en flexion. La résistance à l’impact reste cependant une faiblesse chez ces biocompositesNowadays, depletion of fossil resources and climate change create a growing awareness of the limits of the environment. To be more respectful towards the environment, it is possible to replace glass fibers by vegetable fibers in the reinforcement of composite materials. Thermoset composite materials are well adapted for applications which require high performances. The purpose of this work is to help the development of thermoset composites reinforced with vegetable fibers. First, we highlighted hemp fibers characteristics and their main microstructural specificities, which make them different from flax. Consequences on hemp fibers of activities related to the harvesting steps like decorticating and retting have been investigated. Then, we found interesting results for the use of biobased epoxy and polyester resins in terms of mechanical performances and adhesion with flax fibers. It has been showed that the hardener nature of the epoxy matrix has an influence on the adhesion with a flax fiber. In the last section, we considered industrial composites reinforced with flax fibers with petrochemical and biobased epoxy matrices. We checked the specifications for the mechanical properties in automotive, railway transport and luxury furniture applications. In spite of several defects, especially porosities, the composites showed satisfying tensile and bending properties. Impact properties remained insufficient though
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Saad, Houda. "Développement de bio-composites à base de fibres végétales et de colles écologiques." Thesis, Pau, 2013. http://www.theses.fr/2013PAUU3039/document.
Full textAbstract:
L’intégration des fibres naturelles cellulosiques de plantes annuelles ou de résidus agricoles ou agro-industriels dans l’élaboration de matériaux de structures composites et le développement de nouveaux liants biosourcés sont aujourd’hui un domaine de recherche d’intérêt croissant. La thèse s'est déroulée dans le cadre du programme « Eco-panneaux », dont les deux objectifs principaux furent tout d'abord de valoriser les fibres végétales d’origine tunisienne comme l’alfa, le jonc et les folioles de palme et ensuite d'évaluer le potentiel d'espèces végétales tunisiennes dont les écorces sont riches en tannins (fruit de grenade, racines du sumac et tronc de pin d’Alep). Les études de caractérisation des fibres ont montré que leurs masses volumiques sont inférieures à 1. Le calcul du point de saturation des fibres (FSP) montre des valeurs majoritairement comprises entre 60 et 100 %. Nous avons également pu caractériser la cinétique d'imprégnation d'eau pour chacune des fibres. L’imprégnation se stabilise après 24 h d’immersion. Riches en minéraux (concentrations supérieures à 1 %), les fibres ont montré des teneurs en cellulose, en lignines et en hémicellulose comparables à celles généralement rencontrées avec les fibres de bois. L’analyse thermogravimétrique (ATG) a permis de constater que les matrices végétales étudiées sont thermiquement stables pour des températures inférieures à 200°C. Le dosage colorimétrique pour étudier la composition en polyphénols des matrices tannifères, l’analyse infrarouge et l’étude structurale de l’extrait des tanins, ainsi que le calcul du « Stiasny number » , montrent la forte teneur de l’écorce de grenade en tanins hydrolysables et la richesse des écorces du tronc de pin d’Alep et des racines du sumac en tanins condensés. L’étude des propriétés thermiques des extraits de tanins par ATG montre que les tanins de pin d’Alep et du sumac sont thermiquement plus stables que ceux de la grenade. La colle formulée à partir d’hexamine et de tanins de pin d’Alep présente un module d’élasticité élevé. Alors que la colle à base de tanins de grenade forme le réseau le moins dense. Ces résultats ont été confirmés par l’étude de la résistance au cisaillement. L'étude réalisée sur les composites fibres-plâtre (mise en œuvre et caractérisation physico mécanique des composites) a montré que les fibres locales pourraient constituer une alternative aux fibres d'importation utilisées actuellement. Une première caractérisation de la conductivité thermique des panneaux isolants élaborés à partir des fibres locales et de colles de tanins montre une conductivité thermique moyenne de 0,106w/K.mThe integration of natural cellulosic fibers from annual plants and agricultural residues and agro-industrial materials in the development of composite structures and the development of new bio-based adhesives, are now a research field with growing interest. The thesis was conducted within the framework of "Eco-panels" program, which its two main objectives were firstly, to enhance plant fibers of Tunisian origin as alfa, rush and palm leaflets and then to evaluate the potential of Tunisian plant species whose bark is rich in tannins (pomegranate fruit, sumac roots and Aleppo pine trunk). The characterization studies of fibers showed that their densities are less than 1. The calculation of the fiber saturation point (FSP) shows values mostly between 60 and 100 %. We were also able to characterize the impregnation kinetics of water for each of these fibers. The impregnation stabilizes after 24 h of immersion. Rich in minerals (concentrations greater than 1 %), the fibers showed levels of cellulose, lignin and hemicellulose comparable to those generally encountered with wood fibers. The thermogravimetric analysis (TGA) shows that the plant matrices are thermally stable for temperatures below 200 ° C. The colorimetric assay of the polyphenolic composition of tanniferous matrices, the infrared analysis and the structural study of the tannins extract, as well as the calculation of "Stiasny number" show the high content in hydrolysable tannins for pomegranate barks and richness of Aleppo pine trunk barks and sumac roots barks in condensed tannins. The study by TGA of the thermal properties of tannins extracts shows that Aleppo pine and sumac tannins are thermally more stable than those of pomegranate. The formulation made from hexamine and Aleppo pine tannins has the greatest elasticity modulus. While the formulation prepared from pomegranate tannins forms the least dense network. These results were confirmed by the study of the shear strength. The study conducted on fiber-plaster composites (implementation and physico-mechanical characterization of composites) showed that local fiber could be an alternative to imported fibers used currently. A first characterization of the thermal conductivity of insulation panels made from local plant fibers and tannins adhesives shows an average conductivity of 0,106 W / Km
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Ringuette, Benoît. "Matériaux composites à base de fibres de chanvre." Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/28057/28057.pdf.
Full text
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Dalmay, Pierre. "Etude physico-chimique et mécanique de composites à matrice plâtre contenant des fibres végétales." Limoges, 2009. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/53a14d4c-4935-4176-9a4c-f7102d682e0b/blobholder:0/2009LIMO4071.pdf.
Full textAbstract:
Ce travail a eu pour objectif l'étude des propriétés physico-chimiques de mortiers de gypse renforcés par des fibres cellulosiques. Les fibres végétales non traitées, en particulier celles de chanvre, retardent la prise du plâtre. Quelques traitements, notamment alcalins, ont été efficaces pour réduire le temps de prise des mortiers. L'analyse des produits lixiviés lors du traitement des fibres a révélé la présence majoritaire de sucres caractéristiques des pectines, connues pour retarder la prise de certains matériaux à prise hydraulique. La cinétique d'absorption des fibres a également été étudiée par relaxométrie RMN. Du point de vue des propriétés mécaniques, les meilleurs résultats en termes de propriétés élastiques et de résistance en flexion ont été obtenus pour un taux de renfort de 3% en masse de fibres de lin. L'endommagement des composites a également été suivi par la méthode d'émission acoustique lors du chargement en flexion des éprouvettesThe aim of this work was to study the structural, chemical and mechanical properties of natural fibre reinforced plasters. The interactions at the interfaces between flax or hemp fibres and gypsum were investigated. Natural fibres, especially hemp, delayed the setting of plaster when they were used untreated. Some treatments, for exmple alkali ones, were found to be efficient to reduce the setting times of slurries. The analysis of the compounds washed from the fibres revealed mainly the presence of sugars characteristic of pectins, already known as retarder of hydraulic setting materials, like cement or plaster. Absorption kinetics of different fibres was also measured by NMR relaxometry. Regarding the mechanical properties of the composites, the best results for both elastic properties and flexural strength were obtained for 3%wt of 1 cm long flax fibres. The damaging of the composite was also studied using an acoustic emission technique
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Dobircau, Larisa. "Relations structures-propriétés dans les composites 100 % naturels, bio-sourcés, renforcés par des fibres végétales." Rouen, 2011. http://www.theses.fr/2011ROUES016.
Full textAbstract:
Le devenir des matières plastiques issues de la production pétrolière est de plus en plus remis en cause et en conséquence de nouvelles matières plus repectueuses de l'environnement sont proposées. Parmi ces nouvelles matières, les plastiques issus de bio-ressources en général, et l'amidon en particulier, semblent être capables de remplacer les matières plastiques issues de la pétrochimie. Ainsi, le premier objectif de ce travail est d'étudier l'influence des différents constituants utilisés pour la mise en oeuvre d'une matrice thermoplastique à base de farine de blé sur les propriétés physiques des films obtenu. Nous avons réalisé des films de compositions différentes et comparé les structures, les morphologies, les propriétés thermiques, mécaniques et vibro-acoustiques obtenues. Puis, nous nous sommes intéressés à la valorisation des fibres naturelles (coton, lin et bambou) par leur incorporation dans notre matrice. Ces fibres n'ont pas été choisies par hasard. En effet, le coton est issu du recyclage de découpe de tissus, la fibre de lin courte est un sous-produit de la production des fibres longues et enfin le bambou a l'avantage de croître très rapidement. Nous avons pu montrer dans un premier temps, que la composition de la matrice initialement établie dans un brevet peut être simplifiée et améliorée par la suppression de certains constituants comme la silice, le stéarate de magnésium et le sorbitol en partie. Dans un deuxième temps, des composites 100 % naturels "low-tech" ou à courte durée de vie ont été réalisés en variant la nature du renfort utilisé. A l'avenir, les performances observées peuvent permettre de cibler des marchés bien spécifiquesOver the last decades the consumption of synthetic polymers and their products increased rapidly and the problems concerning the plastic wastages are now one of the most important limiting factors for its extensive usages. The research efforts are being harnessed in the development of fully biodegradable "green" materials. Among these new materials , plastics resulting from bio-resources in general, and starch in particular, seem to be able to replace polymers resulting from petro chemistry. Thus, the primary goal of this work was to study the effect of the composition of a wheat flour based matrix on the physical properties. By the mean of an extrusion process, we carried out films with different compositions and compared the structures, morphologies, the thermal and mechanical properties obtained. Then, we focused on the valorisation of natural fibres (cotton, flax and bamboo) by their incorporation in our matrix. These fibres were not chosen by hazard, indeed, cotton is resulting from the recycling of fabric cutting, the short flax fibres are a by-product of the production of long fibres and finally the bamboo because this plant can present very fast growths. We could show initially that the matrix composition initially established in a patent can be simplified and improved by the suppresion of certain components like silica, stearate of magnesium and partly the sorbitol. Then, "low-tech" 100 % natural composites (short life time) were carried out by varying the nature of the reinforcement used. In the future, these performances will make it possible to target quite specific markets
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Tissandier, Cédric. "Composites microcellulaires : production et caractérisation de structures asymétriques." Doctoral thesis, Université Laval, 2014. http://hdl.handle.net/20.500.11794/25274.
Full textAbstract:
Cette thèse traite principalement de la compréhension des propriétés morphologiques et mécaniques de composites moussés en injection avec un agent moussant chimique exothermique (azodicarbonamide). Dans la première partie, des structures symétriques et asymétriques sont obtenues, à partir de polyéthylène de haute densité (HDPE) et de fibres naturelles (agave), en appliquant différents gradients de température au moule. Leurs propriétés morphologiques (épaisseur des peaux et du cœur, diamètre et densité cellulaires) et mécaniques (traction, flexion, torsion) sont présentées. Dans la deuxième partie, la caractérisation morphologique de composites microcellulaires à base de HDPE et de fibre de lin est approfondie. En plus des informations relatives au diamètre cellulaire et à la densité cellulaire, les profils de densité des composites moussés sont introduits. Leurs analyses révèlent la présence de zones de transition entre le cœur et les peaux. L'utilisation de ces profils de densité offre un accès rapide, simple et efficace aux épaisseurs des peaux, du cœur et de ces zones de transition ainsi qu'à la masse volumique du cœur moussé. Enfin, la troisième partie examine les comportements mécaniques (résistance et module en traction, flexion, torsion et impact) de composites microcellulaires à base de HDPE et de fibre de lin. Les profils de densité préalablement présentés permettent de prédire avec précision (2 à 6% d'erreur) les modules mécaniques des composites moussés.
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Nicollin, Arnaud. "Développement de matériaux composites écologiques à base de résines de tannins et de renforts de fibres végétales." Thesis, Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0086/document.
Full textAbstract:
Les tannins sont des produits issus de la chimie végétale qui possèdent une bonne réactivité et qui peuvent remplacer des produits similaires dérivés du pétrole. C’est le cas des tannins condensés qui présentent des caractéristiques de réactivité proches de celles du phénol. Utilisées depuis plusieurs années dans des colles pour les produits à base de bois, les résines de tannin n’ont pas fait l’objet de recherches approfondies pour la fabrication de matériaux composites. Le travail présenté ici est axé sur trois projets visant à développer des matériaux composites de hautes performances en utilisant à la fois des résines à base de tannins condensés et des renforts de fibres végétales. 1. Le premier projet a pour but de développer un composite thermodurcissable à base de la résine tannin/hexamine déjà employée comme colle pour panneaux de particules. Une étude avait démontré la faisabilité du principe mais de nombreux problèmes pratiques restaient à résoudre pour obtenir un processus de fabrication fiable et compétitif. 2. Le but du deuxième projet est l’étude et le développement de composites dont la matrice est constituée d’un copolymère de tannins et d’alcool furfurylique. Les propriétés des résines furaniques et la possibilité de les faire réagir avec des composés phénoliques en font des candidates potentielles à la fabrication de composites de haute performances. 3. Le dernier projet vise à produire des tannins acétylés en suivant les méthodes utilisées pour la lignine, à vérifier s’ils présentent le même caractère thermoplastique et le cas échéant à les tester pour la fabrication de matériaux compositesTannins are plant chemicals that show a good reactivity and so they can replace similar products from oil chemistry. This is the case for condensed tannins that have reactivity mechanism similar to that of the phenol. They have been used for several years in wood glues, but no in depth study have been carried out on their potential in composite manufacturing. The work presented here can be split into three projects aiming at the development of composite materials of high performances using both tannin based resins and natural fibers reinforcement. 1. The first project aims to develop a thermosetting composite based on the same tannin/hexamine resin already as glue for particleboards. A previous study shown that it was feasible but numerous problems needed to be solved in order to obtain a reliable and competitive manufacturing process. 2. The goal of the second project is the study and the development of composites which matrix is based on a copolymer of tannin and furfuryl alcohol. Furanic resins show good properties and their capability to react with phenolic compounds makes them potential candidates for the manufacturing of high performances composites. 3. The last project’s objective is the production of acetylated tannins by using similar methods than that used for lignin, to check if they present the same thermoplastic behavior and if yes, to test them in composite manufacturing
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Teymoorzadeh, Hedieh. "Composites and foams based on polylactic acid (PLA)." Doctoral thesis, Université Laval, 2016. http://hdl.handle.net/20.500.11794/27075.
Full textAbstract:
Cette étude est destinée à la production et à la caractérisation des composites d'acide polylactique (PLA) et des fibres naturelles (lin, poudre de bois). Le moussage du PLA et ses composites ont également été étudiés afin d'évaluer les effets des conditions de moulage par injection et du renfort sur les propriétés finales de ces matériaux. Dans la première partie, les composites constitués de PLA et des fibres de lin ont été produits par extrusion suivit par un moulage en injection. L'effet de la variation du taux de charge (15, 25 et 40% en poids) sur les caractéristiques morphologique, mécanique, thermique et rhéologique des composites a été évalué. Dans la deuxième étape, la poudre de bois (WF) a été choisie pour renforcer le PLA. La préparation des composites de PLA et WF a été effectuée comme dans la première partie et une série complète de caractérisations morphologique, mécanique, thermique et l'analyse mécanique dynamique ont été effectués afin d'obtenir une évaluation complète de l'effet du taux de charge (15, 25 et 40% en poids) sur les propriétés du PLA. Finalement, la troisième partie de cette étude porte sur les composites de PLA et de renfort naturel afin de produire des composites moussés. Ces mousses ont été réalisées à l'aide d'un agent moussant exothermique (azodicarbonamide) via le moulage par injection, suite à un mélange du PLA et de fibres naturelles. Dans ce cas, la charge d'injection (quantité de matière injectée dans le moule: 31, 33, 36, 38 et 43% de la capacité de la presse à injection) et la concentration en poudre de bois (15, 25 et 40% en poids) ont été variées. La caractérisation des propriétés mécanique et thermique a été effectuée et les résultats ont démontré que les renforts naturels étudiés (lin et poudre de bois) permettaient d'améliorer les propriétés mécaniques des composites, notamment le module de flexion et la résistance au choc du polymère (PLA). En outre, la formation de la mousse était également efficace pour le PLA vierge et ses composites car les masses volumiques ont été significativement réduites.This study reports on the production and characterization of natural fiber reinforced polylactic acid (PLA) composites. Foaming PLA and its composites was also undertaken to investigate the effect of injection molding conditions (shot size) and natural fiber (flax and wood flour) content on the final properties of the final products. In the first part, PLA was mixed with flax fiber via extrusion and further processed by injection molding to manufacture the final parts. The effect of flax fiber content (15, 25, and 40% wt.) on the morphological, mechanical, thermal, and rheological properties of the composites was evaluated. In the second step, wood flour (WF) was selected to reinforce PLA. Compounding of PLA and WF was carried out in a twin-screw extruder followed by injection molding to obtain the test specimens. A complete series of morphological, mechanical, thermal, and dynamic mechanical analysis was performed to get a complete evaluation of WF addition (15, 25, and 40% wt.) on the properties. Finally, the last step studied PLA composites with natural fibers for the purpose of foaming. Foaming was carried out using an exothermic foaming agent (azodicarbonamide) via injection molding. Injection foaming proceeded after mixing PLA and natural fibers by extrusion. In this case, the shot size (amount of material injected into the mold: 31, 33, 36, 38, and 43% of the machine capacity) and reinforcement content (15, 25, and 40% wt.) were varied. The characterization included mechanical and thermal properties. The results showed that both flax and wood flour led to increased mechanical properties including flexural modulus and impact strength. Moreover, foaming was also effective for neat PLA and PLA composites, i.e. the overall density of the parts was significantly reduced.
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Le, Troedec Marianne. "Caractérisation des interactions physico-chimiques dans un matériau composite à base de phyllosilicates, de chaux et de fibres végétales." Limoges, 2009. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/e24c28f9-a650-4203-a4d0-a9fe7302ca00/blobholder:0/2009LIMO4055.pdf.
Full textAbstract:
Afin de comprendre les mécanismes physico-chimiques régissant les interactions entre des fibres de chanvre et une matrice à base de chaux et d'argiles, les effets de différents traitements chimiques des fibres sur l'état de surface des fibres d'une part et sur les propriétés mécaniques des composites d'autre part ont été évalués. Un traitement basique à l'hydroxyde de sodium (NaOH) permet ainsi d'augmenter les forces d'adhésion entre la fibre et un colloïde de silice et d'accroître les propriétés mécaniques d'un matériau composite dont la matrice est constituée de chaux uniquement ou de chaux et de kaolin. Cette amélioration peut être le résultat d'une augmentation de la rigidité de la fibre et d'une homogénéité en surface qui la rendent plus réactive. Les autres traitements réalisés, avec de l'acide éthylène diamine tétra-acétique (EDTA), du polyéthylène imine (PEI), une solution saturée d'eau de chaux et une solution de chlorure de calcium n'ont pas d'effets sur les propriétés mécaniquesIn order to understand the physico-chemical mechanisms governing the interactions between hemp fibres and mineral matrices based on lime and on mixtures of lime and clay minerals, the influence of various chemical treatments of fibres on their surface properties and on macroscopic mechanical properties of mortars were evaluated. Treatment with sodium hydroxide (NaOH) removes various organic components from the surface of the fibres, increases the adhesion forces between the fibre and a colloid made of silica and improves the mechanical properties of the resulting composites for lime and lime/kaolin matrices. An explanation for this behaviour could be linked to an increase of the fibre surface roughness and homogeneity. Other chemical treatments, with Ethylene Diamine Tetra-acetic Acid (EDTA), Polythylene imine (PEI), a saturated lime solution and a calcium chloride solution have no impact on the mechanical properties of the composite material
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Khelifi, Hamid. "Matériaux argileux stabilisés au ciment et renforcés de fibres végétales : formulation pour extrusion." Lorient, 2012. http://www.theses.fr/2012LORIS277.
Full textAbstract:
Le principal objectif de cette thèse a été de contribuer à l'étude de la mise en œuvre par extru-sion de matériaux argileux et de la valorisation des matériaux locaux dans l'industrie du bâti-ment. Pour ce faire, des matériaux extrudables à base d'argile (kaolin) stabilisée au ciment ont été formulés. Ces formulations respectent des impératifs environnementaux, en particulier l’utilisation d’une part importante de matériaux argileux (matériau local), et sont susceptibles d’être utilisés comme matériaux de construction (critères mécaniques et thermiques). Des renforts de fibres de lin d'origine végétale ont été incorporés. Ces fibres, comme tout autre type d'inclusions, modifient les caractéristiques rhéologiques par leur effet d'encombrement. Les modifications, amplifiées par le caractère hydrophile du lin, impactent la mise en forme et ont nécessité une étude particulière. Les performances mécaniques des matériaux formulés, l'effet de l'incorporation des fibres ainsi que les bénéfices de la mise en forme par extrusion ont été décrits. Un modèle prédictif de la résistance à la compression des mortiers à forte frac-tion argileuse, basé sur la méthode de Féret, a été développé. Une modélisation de l'écoule-ment d'extrusion axisymétrique à piston des matériaux à forte fraction volumique solide a été réalisée. La modélisation proposée s'inspire de la mécanique des sols. Elle utilise une défini-tion originale du comportement d’un matériau plastique frottant avec notamment la mise en place d’une transition continue d’un comportement plastique pur à un comportement de plus en plus frottant. Finalement, les performances mécaniques et thermiques des formulations optimales ont été comparées à celles des matériaux de construction traditionnels (blocs en béton, béton, briques de terre cuite, béton cellulaire,…). Les impacts de la fabrication des ma-tériaux formulés sur l'environnement ont aussi été évalués et comparés. Il ressort de cette étude que les matériaux argileux stabilisés et extrudés constituent une alternative crédible et durable comme matériaux de constructionThe main aim of this thesis was to contribute to the study of the extrusion of cement-clay paste and the valorization of local materials in order to produce extruded building bricks. To do this, extrudable cement-stabilized argillaceous materials (kaolin) have been designed. These mix designs comply with actual requirements concerning environmental impacts (use of a significant proportion of clay) and they may be used as building materials. Bio-based fibers (flax fibers) have been incorporated. As for any other type of inclusions, flax fibers modify the rheological behavior of material at fresh state. Furthermore, their hydrophilic character amplifies the changes and has required a specific study. The mechanical perform-ances of the tested mix design and the positive effect of extrusion process as well as the addi-tion of fiber have been characterized. Such as for concrete, the Féret relationship is shown to be able to predict the compressive strength assuming that kaolin acts as a high water demand aggregate. A model for stiff paste ram extrusion incorporating the filtration phenomenon and the frictional behavior of the granular packing has been developed. This model is based on the soil mechanics approach and is able to predict the transition between pure plastic behavior and frictional plastic behavior. Finally, the mechanical and thermal performances of the cho-sen eco-friendly mix designs have been compared to those of traditional building products (concrete blocks, concrete, clay bricks, AAC. . . ). Environmental impacts of these mix design have also been evaluated and compared. It appears from this study that the extrudable cement-stabilized argillaceous materials comply with legislations concerning environmental impacts thermal comfort. They are also able to present an alternative to actual building products
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Cuynet, Amélie. "Etude du comportement mécanique à l’impact et en post impact de matériaux composites à fibres végétales." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAA017/document.
Full textAbstract:
L'objectif du projet de thèse est d'étudier et d'analyser le comportement mécanique à l'impact et en post impact de composites à fibres végétales. Le déroulement de cette thèse nécessite : L'élaboration et la caractérisation des matériaux de l'étude : Les matériaux de l'étude seront constitués de tissus à fibres végétales (lin et/ou chanvre) imprégnées de résine thermodurcissable (de type époxyde) ou thermoplastique (de type PP ou PLA). Ceux-ci seront fabriqués sous forme de plaque par la technique d'infusion sous vide ou la technique de la thermocompression, en fonction du type de résine. La caractérisation mécanique sera effectuée à partir d'essais mécaniques statiques et d'essais d'impact avec une tour de chute (à plusieurs niveaux d'énergie). Celle-ci sera d'abord menée sur des éprouvettes modèles (non impactées et non vieillis, sans et avec renfort fibreux) puis sur des éprouvettes dégradées (impactées à chaque niveau d'énergie et vieillis en humidité et température). La caractérisation de l'endommagement : Elle permettra, à partir des analyses d'images associées aux techniques de l'émission acoustique, de localiser et d'identifier les différents mécanismes d'endommagement intervenant dans ces matériaux au cours des diverses sollicitations choisies. Cette étude conduira à définir le degré de nocivité de ces endommagements tout en associant à la démarche l'influence des paramètres microstructuraux tels que la nature du renfort fibreux et des constituants (résine et fibres). L'identification de modèles de comportement : Il s'agit de proposer une méthode d'identification des paramètres matériaux de modèles de comportement tenant compte de l'endommagement au niveau de la microstructure du matériau (résine et torons de fibres). Cette étude conduira à la mise en œuvre d'une méthode de type recalage de modèles éléments finis en utilisant les bases de données expérimentales constituées notamment des mesures de champs cinématiques. L'objectif à terme est de disposer de modèles fiables et prédictifs pour le calcul de structures de ces matériaux dans l'industrieThe purpose of this PhD project is to study and analyze the mechanical behavior during the impact and post-impact of plant-fiber based composite materials. The conduct of this thesis requires: The manufacturing and characterization of the materials involved in the study : The materials are composed of plant-fiber fabrics (flax and/or hemp) impregnated with thermosetting resin (epoxy type) or thermoplastic resin (PP or PLA). These are manufactured using the vacuum infusion process or using thermocompression, depending on the resin. The materials are plate-shaped. The mechanical characterization will be performed using static mechanical testing and impact testing with a drop tower (over several energy levels). This will be first conducted on unmodified specimens (unimpacted and unaged, with and without fiber reinforcement) then on degraded specimens (impacted with a known energy and/or aged in humidity and temperature). The characterization of damage: It will, from the analysis of the images associated to the techniques of the acoustic emission, locate and identify the various damage mechanisms that intervene in these materials during different stresses. This study will lead to define the degree of harmfulness of such damage while associating to the approach the influence of microstructural parameters such as the nature of the fiber reinforcement and the components (resin and fibers). The identification of behavioral patterns: It consists in suggesting a method to identify the material parameters of behavioral patterns while taking into account the damage level of the material's microstructure (resin and fiber strands). This study will lead to the implementation of a finite element model updating-like method using experimental databases such as kinematic field measurements. The ultimate purpose is to have reliable and predictive models in order to calculate the structures of such materials in the industry
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Fehri, Meriem. "Comportements mécanique et hydrique des composites renforcés par des fibres naturelles et/ou conventionnelles." Thesis, Normandie, 2018. http://www.theses.fr/2018NORMC215/document.
Full textAbstract:
Ce travail vise à étudier le comportement mécanique des composites renforcées par des fibres de lin ainsi que le comportement mécanique et hydrique des composites hybrides. Un taux de porosité élevée observée chez ces matériaux conduit à une dégradation des propriétés mécaniques. Des essais de traction et de flambement avec suivi par émission acoustique ont permis d’identifier les mécanismes d’endommagements qui règnent dans ces matériaux et à mettre en évidence leur chronologie d’apparition. Des observations microscopiques des faciès de rupture ont permis de valider ces résultats. Une optimisation des propriétés mécaniques et notamment en termes de réduire le taux de porosité a été testée et ceci en insérant des fibres de carbone dans la structure. Les résultats ont montré que la position des fibres de carbone est primordiale dans l’amélioration des propriété hydrique et mécaniquesThis work aims to study the mechanical behavior of composites reinforced by flax fibers as well as the mechanical and water behavior of hybrid composites. A high porosity rate observed in these materials leads to a degradation of the mechanical properties. Tensile and buckling tests with acoustic emission monitoring have identified the mechanisms of damage that reign in these materials and highlight their chronology appearance. Microscopic observations of fracture facies validated these results. An optimization of the mechanical properties particularly in terms of reducing the porosity rate has been tested by inserting carbon fibers in the structure. The results showed that the position of carbon fibers is essential in the improvement of water and mechanical properties
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Ntenga, Richard. "Modélisation multi-échelles et caractérisation de l'anisotropie élastique de fibres végétales pour le renforcement de matériaux composites." Clermont-Ferrand 2, 2007. http://www.theses.fr/2007CLF21759.
Full textAbstract:
Il est nécessaire de connaître les propriétés mécaniques des fibres végétales pour garantir la fiabilité des structures en composites à base de ces fibres. L'objectif poursuivi au cours de cette thèse était donc de développer une méthodologie de modélisation et de caractérisation de l'anisotropie élastique des fibres végétales. L'e��tude menée est de type multi-échelle, ce qui a permis de prendre en compte la stucture hiérarchique responsable des caractéristiques globales de la fibre, dans une modélisation numérique par éléments finis des propriétés élastiques. Le travail expérimental s'est focalisé, d'une part, sur la caractérisation morphologique et physico-chimique d'une nouvelle fibre végétale le Rhecktophyllum camerunense (RC) et d'autre part, sur la mise en oeuvre et caractérisation des composites unidirectionnels Sisal/Epoxyde et RC/Epoxyde. Les données obtenues ont été intégrées dans un modèle micromécanique avéré afin d'estimer complètement les propriétés élastiques des fibres végétales utilisées
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Ntenga, Richard. "Modélisation multi-échelle et caractérisation de l'anisotropie élastique de fibres végétales pour le renforcement de matériaux composites." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00718126.
Full textAbstract:
l est nécessaire de connaître les propriétés mécaniques des fibres végétales pour garantir la fiabilité des structures en composites à base de ces fibres. L'objectif poursuivi au cours de cette thèse était donc de développer une méthodologie de modélisation et de caractérisation de l'anisotropie élastique des fibres végétales. L'étude menée est de type multi-échelle, ce qui a permis de prendre en compte la stucture hiérarchique responsable des caractéristiques globales de la fibre, dans une modélisation numérique par éléments finis des propriétés élastiques. Le travail expérimental s'est focalisé, d'une part, sur la caractérisation morphologique et physico-chimique d'une nouvelle fibre végétale le Rhecktophyllum camerunense (RC) et d'autre part, sur la mise en oeuvre et caractérisation des composites unidirectionnels Sisal/Epoxyde et RC/Epoxyde. Les données obtenues ont été intégrées dans un modèle micromécanique avéré afin d'estimer complètement les propriétés élastiques des fibres végétales utilisées
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Surini, Thibaud. "Analyse dynamique de la biodégradation du bois et des composites à base de bois et fibres végétales." Thesis, Bordeaux 1, 2009. http://www.theses.fr/2009BOR13848/document.
Full textAbstract:
La biodégradation du bois est étudiée pour comprendre et quantifier l’endommagement mécanique résultant. Il apparaît que le bois, et notamment le pin maritime, est sensible à une attaque fongique, faisant baisser sa résistance (en compression ou en fissuration) avant même la constatation d’une perte de masse. Cette observation oblige à développer des outils de détection précoce, comme la relaxométrie RMN, pour détecter l’apparition d’un pathogène sur des structures bois de plus en plus encouragées. Par ailleurs, l’emploi de composites à base de bois s’avère justifié pour rendre durable le matériau, et présente un avantage écologique, grâce au recyclage des éléments comme le plastique. Cet argument « vert » est d’une importance grandissante et requiert le développement de nouveaux procédés de préservation du bois. Ainsi, cette thèse étudie aussi le comportement à plus ou moins long terme des bois imprégnés d’anhydrides et d’huile d’origine végétale, ou encore du bois traité thermiquement. Des domaines autres que la mécanique sont abordés, afin d’expliquer l’ensemble des phénomènes intervenant durant une dégradation et comprendre les axes d’amélioration dans cette discipline « vivante »Wood biodegradation is studied in order to understand and quantify the mechanical damage. Wood, and especially maritime pine, is sensitive to a fungal attack that causes a decrease of its strength (compression or fracture resistance), before a weight loss occurs. This requires developing or ameliorating the tools of early detection, such as NMR relaxometry, in order to detect the appearance of a pathogen in wooden structures that are more and more appreciated. Besides, wooden composites are a good alternative to make the material more durable, and are ecologically interesting, as they permit to recycle some element, like plastics. This “green” effect is of main importance, which implies a development of new ways in wood preservation. This thesis, led in a short as well as in a long term scale, also studies the behaviour of wood, impregnated with anhydrides or oils from a vegetal origin, or even heat-treated wood. Not only mechanics is described, so that many phenomena are explained and perspectives are clarified
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Barbulée, Antoine. "Compréhension des effets du défibrage sur la morphologie, les propriétés et le comportement mécanique des faisceaux de fibres de lin : étude d'un cοmposite dérivé lin/époxyde." Caen, 2015. http://www.theses.fr/2015CAEN2075.
Full textAbstract:
Les fibres de lin ont des propriétés mécaniques et écologiques qu’il est intéressant de valoriser dans les biocomposites. Cependant, l’emploi des fibres végétales dans les matériaux composites structuraux est freiné par le manque de connaissances sur leur composition et structure à l’échelle nanométrique d’une part, et d’autre part par la mauvaise compréhension des relations entre le mode production des fibres, le comportement mécanique des faisceaux de fibres et les propriétés mécaniques des composites. En prenant en compte les spécificités morphologiques et microstructurales des fibres de lin, de nouveaux outils expérimentaux et de modélisation numérique sont proposés pour l’analyse des propriétés mécaniques des fibres unitaires, puis étendus à l’étude des faisceaux et des mèches. L’élément central de cette approche est le maillon ultime dont l’assemblage, régi par les lois de la mécanique, permet de mieux comprendre les comportements mécaniques de la fibre en lien avec la morphologie aux différentes échelles ainsi que les composites. Cette nouvelle avancée permet de relier le comportement hydrique des fibres de lin aux contraintes résiduelles de séchage et d’expliquer les effets de traitement de défibrage, depuis le teillage jusqu’à l’étirageFlax fibers show interesting mechanical and environmental properties that can promote their utilization for biocomposites. However, the use of plant fibers in structural composite materials is hindered by the lack of knowledge about their composition and structure at nanoscale firstly and secondly by the poor understanding of the relationship between the mode of production of the fibers, the mechanical behavior of the fiber bundles and the mechanical properties of the derived composites. Considering the morphological and microstructural characteristics of flax fibers, new experimental tools and numerical modelling are proposed for analyzing the mechanical properties of ultimate fibers, and then extended to the study of bundles and strands. An essential element of this approach is the ultimate link which assembly, governed by the laws of mechanics, allows better understanding the mechanical behavior of the fiber, in relation to the morphology at different scales, and the composites. This latest advance allows connecting the hydric behavior of flax fiber to residual drying stresses and explaining the effects of decortication treatments, since scutching up to stretching
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Charlet, Karine. "Contribution à l'étude de composites unidirectionnels renforcés par des fibres de lin : relation entre la microstructure de la fibre et ses propriétés mécaniques." Caen, 2008. http://www.theses.fr/2008CAEN2012.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur la caractérisation morphologique et mécanique des fibres de lin. En effet, leur faible densité et leurs bonnes propriétés mécaniques permettent d’envisager leur utilisation comme renfort de polymères en remplacement des fibres de verre. Des fibres de lin ont d’abord été étudiées à partir d'observations de leurs sections et de leur profil longitudinal, ce qui a permis de déterminer leurs tailles moyennes et leur dispersion et de formuler un schéma d'organisation interne de la fibre de lin. Des essais de traction ont ensuite été réalisés sur des fibres unitaires. Leur comportement élasto-visco-plastique présente une non-linéarité initiale qui a été interprétée comme un réarrangement interne des constituants des parois. La comparaison avec d'autres fibres végétales ainsi que des observations de faciès de rupture de fibres ont permis de valider cette hypothèse de réorganisation. A partir de l’étude de fibres issues de différentes variétés de lin et prélevés en différents endroits le long des tiges, il est apparu que les fibres présentes dans la zone médiane des tiges présentaient des dimensions optimales et des propriétés mécaniques supérieures aux fibres apicales ou basales. Enfin, des composites unidirectionnels lin / polyester ont été fabriqués par contact et par compression, avec différents taux volumiques de fibres. Ceux-ci ont été testés en traction et en flexion par flambement afin de déterminer leurs propriétés mécaniques et de préciser leur mode d'endommagement. Les résultats montrent que, en plus de leur avantage écologique, les composites à base de fibres de lin sont mécaniquement compétitifs par rapport à ceux à base de fibres de verreThis doctoral dissertation deals with morphological and mechanical characteristics of flax fibres. Indeed, due to their lightness and their good mechanical properties, these fibres are considered as good alternatives for the glass fibres commonly used as reinforcement in polymer composites. At first, sections and longitudinal profiles of flax fibres were observed in order to determine their mean sizes and their scattering and to draw up an internal organisation scheme. Then, tensile tests were then performed on elementary fibres. Their mechanical behaviour displays a typical elasto-visco-plasticity as well as an initial non-linearity which has been attributed to an internal rearrangement of the cell wall constituents. The comparison with other natural fibres and the observation of fibre rupture surfaces allowed to corroborate this hypothesis. The study of fibres issued from two varieties and from different parts of the stems led to the conclusion that the median fibres exhibited optimal dimensions as well as higher mechanical properties than the apical or the basal ones. Finally, unidirectional composites made of flax fibres and polyester were processed by hand lay-up or by compression moulding, with several fibre volume fractions. They were tensile and flexural tested in order to determine their mechanical properties and their damage modes. The results show that flax fibres reinforced composites, in addition to their ecological benefit, are mechanically competitive compared to glass fibres reinforced composites
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Sadeghi, Vahid. "Effet des modifications de surface sur les propriétés morphologiques et mécaniques de composites à base de coquille de sarrasin et de polyéthylène." Master's thesis, Université Laval, 2021. http://hdl.handle.net/20.500.11794/69130.
Full textAbstract:
Ce projet se concentre sur la production et la caractérisation de composites à base de polymère thermoplastique (polyéthylène de haute densité) et de particule naturelle (coquilles de sarrasin) comme valorisation de ces dernières. Des échantillons ont été préparés avec trois composés différents. La première partie porte sur les coquilles non traitées et utilisées directement dans la matrice polymère. La seconde partie porte sur les coquilles traitées (mercerisation) avant leur introduction dans la matrice polymère, tandis que la partie finale porte sur les coquilles traitées avec l'ajout d'un agent de couplage (polyéthylène greffé d'anhydride maléique). Tous les échantillons ont été préparés à des concentrations de 10, 20, 30 et 40% en poids de coquilles de sarrasin pour comparer avec la matrice seule (0%). Des plaques ont ensuite été fabriquées par moulage en compression pour préparer les éprouvettes d'essai. Les caractéristiques morphologiques (microscopie électronique à balayage), physiques (densité et dureté) et mécaniques (tension et impact) ont été mesurées sur les échantillons produits. Sur la base des résultats obtenus, on remarque que certaines propriétés mécaniques et physiques sont améliorées, mais seulement en utilisant le traitement alcalin en combinaison avec l'agent de couplage. En général, les meilleurs résultats sont obtenus pour une concentration de 30% en poids.This project focuses on the production and characterization of composites based on a thermoplastic polymer (high density polyethylene) and a natural fiber (buckwheat shells) as a valorization of the latter. The samples were prepared with three different compounds. The first part deals with untreated shells used directly in the polymer matrix. The second part deals with the shells treated (mercerization) before their introduction into the polymer matrix, while the final part deals with the shells treated with the addition of a coupling agent(polyethylene grafted with maleic anhydride). All the samples were prepared at concentrations of 10, 20, 30 and 40% by weight of buckwheat shells to compare with the matrix alone (0%). Plates were then made by compression molding to prepare the test specimens. The morphological (scanning electron microscopy), physical (density and hardness) and mechanical (tension, bending and impact) characteristics were measured on the samples produced. Based on the results obtained, it was observed that some mechanical and physical properties were improved, but only by using the alkali treatment in combination with the coupling agent. In general, the best results were obtained for a concentration of 30% by weight.
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Jin, Shuai. "Etude de vieillissement du comportement mécanique des agro-matériaux à base de fibres de chanvre." Troyes, 2013. http://www.theses.fr/2013TROY0006.
Full textAbstract:
L’objectif principal de ce travail consiste à élaborer des nouveaux matériaux composites à base de fibres de chanvre et à caractériser ses comportements mécaniques avec les différents effets de vieillissement. Nous avons commencé à caractériser le comportement en traction des fibres unitaires de chanvre, à l’état initial et à vieillissement accéléré. Les différentes conditions de vieillissement sont choisies afin d’étudier séparément les influences de chaque élément climatique principal (Humidité relative, Lumière solaire UV et Température) sur son comportement mécanique. Les résultats expérimentaux ont montré que l’UV et l’humidité relative jouent un rôle plus important que celui de température sur les propriétés mécaniques de fibres unitaires. Les observations microscopiques ont permit d’analyser l’évolution de la dégradation due au vieillissement des fibres unitaires. Les composites PP/Chanvre sont ensuite élaborés, vieillis et caractérisés en variant la fraction volumique de fibres. Les conditions de vieillissement sont les mêmes que celles des fibres unitaires. D’après les résultats, l’UV et la température sont les plus pénalisantes sur les propriétés mécaniques des composites, il est clair que le polymère PP protège bien les fibres et diminue considérablement l’effet de l’humidité sur les fibres. La dernière partie est consacrée à la modélisation analytique et micromécanique, les résultats obtenus à partir des modèles Hashin- Shtrikman+ et Neerfeld-Hill présentent une bonne corrélation avec les résultats expérimentauxThe main objective of this work consists to manufacturing the new composite materials based on hemp fibers and to characterizing their mechanical behavior with different aging effects. We started our study by characterizing the tensile behavior of the single hemp fiber, with original state and accelerated aging. Different aging conditions are chosen to study separately the influence of each climatic parameter (relative humidity, temperature and UV) on the mechanical behavior. The experimental results showed that the UV and humidity play a more important role than temperature on the mechanical properties of single fibers. Microscopic observations have allowed to analyzing the evolution of aging degradation of single fibers. The composites PP / Hemp are then manufactured, aged and characterized with different fibre volume fractions. Aging conditions are the same as those of single fibers. According to the results, UV and temperature are most penalizing to the mechanical properties of composite; it is clear that the PP polymer protects well the fibers and lessens greatly the effect of moisture on the fibers. The last part is devoted to the analytical and micromechanical modelling. The obtained results from Hashin-Shtrikman+ and Neerfeld Hill model showed a good correlation with the experimental results
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Le, Hoang Tung. "Etude de caractérisation du comportement de composites cimentaires incorporant des fibres courtes de lin." Caen, 2013. http://www.theses.fr/2013CAEN2042.
Full textAbstract:
Les préoccupations économiques et environnementales liées au recyclage et aux besoins en éco-matériaux conduisent à explorer des matières premières jusque-là destinées à d’autres applications. Ceci est le cas pour le lin, matière abondante et de très bonne qualité en Normandie, Actuellement, il est surtout exporté en Chine ou en Italie, et transformé dans l’industrie textile. La valorisation de cette matière naturelle est à l’ordre du jour dans le cadre de plusieurs projets nationaux dont LINT-Lin Technique normand pour l’intégration du lin dans les matériaux composites. Dans le monde entier, un intérêt de plus en plus croissant est porté sur la fabrication des matériaux de construction incorporant des fibres végétales. Du point de vue matériau de construction, le lin est utilisé sous plusieurs formes : fibres, anas, etc. Les applications se situent principalement dans le domaine des bétons afin d’améliorer les propriétés mécaniques, thermiques et d’isolation phonique. Les matériaux incorporant des fibres végétales sont font partie de l’ensemble générique appelé agro-matériaux. L’élaboration de composites cimentaires avec des végétaux dépend d’un certain nombre de paramètres telles que les proportions du mélange, les méthodes de malaxage, de manipulation et de mise en place qui s’avèrent très influentes sur les propriétés des composites à l’état frais et à l’état durci. Ce travail, réalisé au sein du Laboratoire sur les matériaux de Construction de l’ESITC Caen et du laboratoire de Cristallographie des Matériaux (Crismat, UMR 6508) de Caen, consiste à étudier le rôle des fibres de lin sur la rhéologie des pâtes cimentaires, la microstructure des composites obtenus et leurs propriétés mécaniques. Les paramètres relatifs aux fibres sont leur morphologie (longueur), leurs caractéristiques mécaniques, leur état de surface et leur taux volumique. Le mémoire est constitué de cinq chapitres. Le premier est une étude bibliographique qui présente les caractéristiques des fibres végétales les plus usitées en éco-construction en portant une attention particulière à la fibre de lin. Les propriétés des composites cimentaires incorporant des fibres végétales sont présentées et discutées en termes de la nature et du taux des fibres ainsi que des facteurs de mise en œuvre les plus influents. La caractérisation des constituants de la matrice cimentaire et des fibres de lin est présentée dans le deuxième chapitre. La formulation et la préparation des matériaux composites cimentaires y sont décrites de façon détaillée afin de donner une vision générale sur les méthodes de mise en œuvre typiques à ces matériaux. Le troisième chapitre porte sur la caractérisation des pâtes mortier - fibres de lin à l’état frais. L’analyse de la consistance, du temps de prise et de la variation dimensionnelle a été menée dans le but de comprendre les effets de différents paramètres du mélange et de proposer une optimisation de la mise en œuvre. La caractérisation physique, mécanique et microstructurale des composites mortier - fibres de lin à l’état durci fait l’objet du quatrième chapitre. Dans le cas de la formulation béton – fibres de lin, l’étude de la consistance à l’état frais et des propriétés mécaniques à l’état durci est présentée dans le cinquième et dernier chapitre. La conclusion générale rappelle les principaux résultats de l’étude en mettant en exergue la complémentarité des différentes méthodes utilisées, et propose des voies d’investigaton pour compléter ce premier travail sur les matériaux de construction « bétons – fibres de linNowadays, a growing interest is focused on increasing the production of building materials incorporating vegetable fibers. In building material, flax is used in several forms: fibers, shives, etc. Their applications in the concrete are to improve the mechanical, thermal and sound insulation. Materials incorporating plant fibers are part of generic group called agro-materials. The production of cementitious composites with plant depends on a number of parameters such as the mixing ratios, mixing methods, manipulation techniques and mixtures which are very influential on the properties of the composites on the fresh and hardened state. This work, carried out in the Laboratory of Construction Material ESITC Caen and Laboratory of Crystallography of Materials (Crismat, UMR 6508) of Caen, involve in studying the role of flax fibers on the rheology of cement pastes, the microstructure and mechanical properties of composite. The parameters related to fibers are their morphology (length), their mechanical characteristics, their surface condition and their volume ratio. The thesis consists of five chapters. The first is a bibliographic study that present the characteristics of the most commonly used in eco-construction plant fibers with particular attention to the flax fiber. The properties of cement composites incorporating vegetable fibers are presented and discussed in terms of the nature and fiber ratio. Characterization of constituents of the cementitious matrix and fibers is presented in the second chapter. The formulation and preparation of cementitious composite materials are described in detail in order to give an overview on the methods of these materials in typical work. The third chapter focuses on the characterization of flax mortar. The analysis of consistency, setting time and dimensional variation was conducted in order to understand the effects of different mixing parameters and propose an optimization of the implementation. Physical characterization, mechanical and microstructural of flax fibers reinforced composite in the hardened state the subject of the fourth chapter. In the formulation of flax fibers reinforced concrete, the study of consistency on the fresh state and mechanical properties in the hardened state is presented in the fifth and final chapter. The conclusions recalls the main results of the study highlighting the complementarity of different methods and proposes investigation to complete the first work on building materials "flax fibers reinforced concrete. "
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Manolas, Christos. "Fractionnement du sorgho à fibre. Extraction et caractérisation des hémicelluloses de la moe͏̈lle. Etude des matériaux composites." Toulouse, INPT, 1993. http://www.theses.fr/1993INPT040G.
Full textAbstract:
Un bilan bibliographique des differentes techniques de fabrication de pate a papier a partir des plantes annuelles est dresse. La repartition des principaux constituants de la plante entiere et de la moelle de sorgho a balai (broom sorghum) est suivie pour 150 nouveaux hybrides. Le fractionnement de la moelle de sorgho par extraction a l'eau puis a la soude conduit a l'obtention d'hemicelluloses a et b, avec des rendements de 6 et 19% respectivement et un residu cellulosique. Les hemicelluloses extraites sont des arabinoxylanes substitues par des motifs 4-0 methyl glucuroniques. Les hemicelluloses a ont des proprietes rheofluidifiantes et thixotropes. Les hemicelluloses b sont filmogenes. Le residu cellulosique apres extraction basique incorpore dans des betons et des mortiers permet d'obtenir des materiaux mixtes liant hydraulique-matiere vegetale, en particulier avec la fibre de sorgho
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Capelle, Emilie. "Conception et fabrication de renforts tissés à base de fibres de lin pour la réalisation de pièces composites à géométries complexes." Thesis, Orléans, 2015. http://www.theses.fr/2015ORLE2065.
Full textAbstract:
Cette thèse s’intéresse au tissage et au préformage de renforts fibreux à base de fibres de lin. Avant d’être utilisés, ces fibres sont disposées en faisceaux de faible longueur (~ 30 mm en moyenne) et ont besoin d’être assemblées pour constituer un renfort linéaire continu. L’utilisation de rubans ou de rovings sans torsion est recommandée pour des applications composites. Dans un premier temps, cette étude se concentre sur l’élaboration et l’utilisation de rovings traités par un agent d’encollage et sans torsion ainsi que sur l’influence des paramètres du procédé de tissage sur les propriétés mécaniques et les caractéristiques textiles des renforts tissés. Pour éviter l’endommagement de ces rovings durant le tissage, des solutions sont proposées. Dans un second temps cette thèse s’intéresse à la mise en forme de ces renforts sur une géométrie complexe. Ce travail se concentre alors sur l’étape de préformage du procédé RTM. Une approche expérimentale est abordée pour identifier et quantifier les défauts apparaissant durant l’emboutissage sur une géométrie complexe comme le tétraèdre. Cette analyse se concentre en particulier sur le défaut de bouclage causé par un fléchissement des mèches. Des solutions comme l’optimisation de l’architecture des renforts sont observées pour obtenir cette géométrie complexe sans défaut avec des renforts à base de fibres de lin. La forme, le positionnement ainsi que la pression appliquée sur les serre-flans maintenant le renfort au cours du passage du poinçon influent également sur la génération des défauts. L’optimisation du procédé d’emboutissage pour empêcher l’apparition de boucles sur les préformes conclut ce travailThis work focuses on the weaving and forming of flax based reinforcements. Before being woven, naturalfibres on the form of finite length bundles (~ 30 mm in average for flax) need to be assembled together in a1D continuous product. The use of roving or slivers without twist is rather recommended for compositeapplications. In a first part, this study focuses on the manufacturing and the use of untwisted rovings treatedwith a bonding agent as well as on the weaving process parameters that may influence the mechanicalproperties and the textile characteristics of the woven fabric. Solutions to prevent roving defects duringweaving are proposed. In a second part, this study investigates the ability to develop composite parts with complex geometrieswithout defect. It focuses on the first step of RTM process which consists in forming dry fibrousreinforcements. An experimental approach is used to identify and quantify the defects. The buckling defectcaused by the bending of tows during the preforming step is particularly investigated. Solutions to realize acomplex shape such as a tetrahedron without any defect from flax based woven reinforcements areproposed. With optimized reinforcement architecture, buckling can be prevented. Another solutionconsisting in optimising the process parameters such as the blank holder geometry or the blank holderpressure to prevent the appearance of buckles from commercial fabrics was also investigated with success
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Elouaer, Abdelmonem. "Contribution à la compréhension et à la modélisation du comportement mécanique de matériaux composites à renfort en fibres végétales." Thesis, Reims, 2011. http://www.theses.fr/2011REIMS003/document.
Full textAbstract:
L’industrie des matériaux composites ne cesse d’évoluer et de croître en mettant en place de nouveaux matériaux et de nouvelles technologies. En substitution des matériaux d’origine fossile que les matériaux d’origine naturelles (et surtout végétales) commencent à voir le jour. C’est dans ce contexte que notre travail de recherche est proposé. Il s’intéresse à la caractérisation du comportement mécanique d’un composite à matrice Polypropylène, renforcé avec des fibres de Chanvre et du bois de Chanvre (Chènevotte). Les différents moyens et techniques de caractérisation, utilisés par la présente étude, ont montré que ces nouveaux matériaux sont dotés de propriétés, en particulier mécaniques, de haut niveau, qui viennent rivaliser avec celles des autres composites classiques à base de fibres de verre et de carbone.Les essais expérimentaux en statique et de fatigue, ont révélé beaucoup de détails en comparaison avec d’autres matériaux composites. Ces informations ont permis de créer une sorte de base de données qui pourra servir de référence pour d’autres composites de la même famille à base de fibres végétales. Ainsi, des mécanismes d’endommagement ont été mis en évidence grâce aux essais mécaniques (traction monotone, charge-décharge, …) associés à des observations microscopiques (Microscope Electronique à Balayage), et à des outils de détection du dommage basés sur l’émission acoustique. Par le biais de cette technique, nous avons pu apprécier la qualité et l’importance de l’interface fibre/matrice qui est un paramètre fondamental pour la présente étude et pour la détermination de la loi de comportement du composite.La modélisation micromécanique a été intégrée dans ce travail de thèse, grâce au modèle de Mori-Tanaka. Le comportement des matériaux à l’endommagement n’a pas été pris en considération ; seule l’élasticité a été étudiée. A l’aide de ce modèle, nous avons pu remonter aux propriétés intrinsèques des constituants (le module d’élasticité longitudinale des renforts: Chanvre et Chènevotte)The composites industry continues to evolve and grow by developing new materials and new technologies. Replacing fossil materials by materials with natural origin (especially vegetable) seems to be one of the most promising. In this context our research is proposed. It is interested to characterize the mechanical behavior of a polypropylene matrix composite reinforced with fibers of Hemp and Wood of Hemp (Chenevotte). The various means and characterization techniques used in this study showed that these new materials have interesting mechanical properties, coming rival those of other conventional composites based on carbon and glass fibers.The experimental static and fatigue tests have revealed many details in comparison with other composite materials. The information help creates a database that can serve as reference for other composites of the same family and vegetable fibers. Mechanisms of damage have been highlighted through mechanical tests (tensile monotonous charge-discharge …) associated with microscopic observations (Scanning Electron Microscope), and tools for damage detection based on emission acoustics. Thanks to this technique, we could improve the quality of the interface fiber / matrix which is a basic parameter for this study and for determining the behavior of composite.Micromechanical modeling has been integrated in this thesis, through the Mori-Tanaka model. The behavior of materials during damage has not been taken into account: only the elasticity has been studied. Using this model, we were able to trace the intrinsic properties of the constituents (the longitudinal modulus of elasticity of the reinforcements: Hemp and Chenevotte)
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Cherif, Zine Eddine. "Caractérisation et optimisation d’un pré-imprégné industriel fibre lin/résine époxy pour les matériaux composites." Caen, 2013. http://www.theses.fr/2013CAEN2004.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur la caractérisation et l’optimisation d’un pré-imprégné à base de résine époxy et de fibres de lin. Le renfort est constitué de tissus fabriqués par tissage de fils de lin torsadés. Les composites ont été élaborés par deux procédés : thermo-compression et enceinte autoclave. Chaque matériau a été testé en traction afin de déterminer ses propriétés mécaniques (élastique et à rupture). Les propriétés de sorption ont été étudiées grâce à des essais de vieillissement en immersion. Enfin, la capacité d’amortissement des composites lin/époxy a été déterminée à partir d’essais de vibration de poutres libres et comparée avec des composites carbone/époxy, verre/époxy et kevlar /époxy. Une étude systématique de l’influence des paramètres liés à chaque étape de l’élaboration des pré-imprégnés a été effectuée. Nous étudions l’effet du type du renfort (tissu ou asi-unidirectionnel), les paramètres associés au tissage (diamètre de fil, taux de remplissage) et l’influence de divers prétraitements textiles (appliqués aux fils ou aux tissus de lin). Un travail de modélisation est proposé, pour s’affranchir du taux de porosité, aussi bien sur les propriétés mécaniques que sur les propriétés de sorption. L’ensemble du travail effectué durant la thèse a pour objectif de déterminer les principales propriétés d’une gamme de pré-imprégnés lin/époxy à renforts tissés, et d’établir les conditions d’élaboration optimales pour optimiser leurs performancesThis thesis focuses on the characterization and optimization of a prepreg based on epoxy resin and flax fibres. The reinforcement consists of fabrics made by twisted flax yarn. The composites were manufactured by two methods: hot platen press and autoclave chamber. Each material was tested using tensile tests to determine its mechanical properties (elastic and at break). Sorption properties were studied by immersion aging tests. Finally, the damping capacity of the flax/epoxy composite was determined from vibration tests of free beams and was compared with carbon/epoxy, glass/epoxy and kevlar/epoxy composites. A systematic study of the influence of the prepreg manufacturing parameters has been performed. We have studied the effect of the type of reinforcement (woven or quasi-unidirectional), the weaving parameters (yarn diameter, filling rate) and the influence of various textile pretreatments (applied to yarn or fabric). Some models are proposed to overcome the rate of porosity on the mechanical properties as well as on the sorption properties. The aim of this work is to identify the main properties of a range of flax/epoxy prepregs with woven reinforcement, and to establish optimal manufacturing conditions to optimize their performances
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Del, Masto Alessandra. "Transition d’échelle entre fibre végétale et composite UD : propagation de la variabilité et des non-linéarités." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2018. http://www.theses.fr/2018UBFCD022/document.
Full textAbstract:
Bien que les matériaux composites renforcés par fibres végétales (PFCs) représentent une solution attractive pour la conception de structures légères, performantes et à faible coût environnemental, leur développement nécessite des études approfondies concernant les mécanismes à la base du comportement non-linéaire en traction exprimé, ainsi que de la variabilité des propriétés mécaniques. Compte tenu de leur caractère multi-échelle, ces travaux de thèse visent à contribuer, via une approche numérique, à l’étude de la propagation de comportement à travers les échelles des PFCs. Dans un premier temps, l’étude se focalise sur l’échelle fibre : un modèle 3D de comportement de la paroi est d’abord implémenté dans un calcul EF, afin d’établir l’influence de la morphologie de la fibre sur le comportement exprimé. Une fois l’impact non négligeable de la morphologie déterminé, une étude des liens entre morphologie, matériau et ultrastructure et comportement en traction est menée via une analyse de sensibilité dans le cas du lin et du chanvre. La deuxième partie du travail es dédiée à l’échelle du pli de composite. Une nouvelle approche multi-échelle stochastique est développée et implémentée. Elle est basée sur la définition d’un volume élémentaire (VE) à microstructure aléatoire pour décrire le comportement du pli. L’approche est ensuite utilisée pour étudier la sensibilité du comportement du VE aux paramètres nano, micro et mésoscopiques. L’analyse de sensibilité, menée via le développement de la réponse sur la base du chaos polynomial, nous permet ainsi de construire un métamodèle du comportement du pliAlthough plant-fiber reinforced composites (PFCs) represent an attractive solution for the design of lightweight, high performance and low environmental cost structures, their development requires in-depth studies of the mechanisms underlying their nonlinear tensile behavior, as well as variability of mechanical properties. Given their multi-scale nature, this thesis aims to contribute, using a numerical approach, to the study of the propagation of behavior across the scales of PFCs. Firstly, the study focuses on the fiber scale: a 3D model of the behavior of the wall is first implemented in an EF calculation, in order to establish the influence of fiber morphology on the tensile behavior. Once the non-negligible impact of the morphology has been determined, a study of the links between morphology, material and ultrastructure and tensile behavior is conducted via a sensitivity analysis in the case of flax and hemp. The second part of the work is dedicated to the composite ply scale. A new stochastic multi-scale approach is developed and implemented. It is based on the definition of an elementary volume (VE) with random microstructure to describe the behavior of the ply. The approach is then used to study the sensitivity of VE behavior to nano, micro and mesoscopic parameters. Sensitivity analysis, conducted via the development of the response on the basis of polynomial chaos, allows us to construct a metamodel of the tensile behavior of the ply
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Liang, Shaoxiong. "Etude de comportement en fatigue des composites renforcés par fibres végétales : prise en compte de la variabilité des propriétés." Phd thesis, Université de Bourgogne, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00841850.
Full textAbstract:
L'étude présentée porte sur la caractérisation et la comparaison des propriétés quasi-statiques et en fatigue de composites à fibres de lin et de verre avec une matrice époxy. Une importante campagne d'essais de fatigue a été réalisée à partir des propriétés quasi-statiques de traction et cisaillement plan mesurées. Il apparaît que les caractéristiques en statique et en fatigue du verre/époxy sont supérieures à celles du lin/époxy à taux de fibres et stratification identiques. Cependant, en raison de la faible densité des renforts de lin, les écarts entre les propriétés spécifiques des deux matériaux sont faibles. La mesure de l'évolution des propriétés en fatigue a mis à jour des comportements phénoménologiques particuliers tels que la diminution de l'amortissement et l'augmentation de la rigidité des lin/époxy ayant des fibres parallèles à la direction du chargement, au cours de la vie des éprouvettes. Le suivi de l'endommagement par la mesure des densités de fissures montre que celle-ci augmente avec le chargement et le nombre de cycles appliqués. Les simulations par éléments finis de la durée de vie des composites lin/époxy, intégrant la variabilité des paramètres du modèle par la méthode Monté-Carlo, donnent des courbes de Wöhler conservatives par rapport aux données expérimentales. Conformément aux mesures expérimentales, la variabilité des durées de vie calculées diminue lorsque le chargement baisse
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Chafei, Sawsen. "Influence de différents traitements sur les comportements rhéologique et mécanique d'un composite cimentaire mortier-fibres de lin." Caen, 2014. http://www.theses.fr/2014CAEN2035.
Full textAbstract:
L’objectif de ce travail est d’eviter la rupture catastrophique d’un mortier cimentaire incorporant des fibres de lin en lui conferant une resistance croissante avec la longueur de fissure. La strategie mise en Œuvre est l’amelioration de la compatibilite fibre-matrice en adaptant la formulation par differents traitements appliques aux fibres et / ou a la matrice. Dans la premiere partie de cette etude les effets de ces traitements sur les proprietes des fibres sont evaluees par des caracterisations chimique, physique et mecanique des fibres de lin traitees par rapport aux fibres brutes. Ensuite, les traitements appliques a la matrice cimentaire sont evalues. Les melanges formules, composes de fibres traitees et/ou la matrice traitee, ont ete caracterises a l’etat frais afin d’apprecier l’impact des traitements sur la consistance des melanges, la prise et l’hydratation cimentaire. La derniere partie du memoire est devolue a l’analyse des consequences des traitements sur les proprietes mecaniques, physiques et microstructurales des composites cimentairesThe objective of this study is to avoid catastrophic failure of a cement mortar incorporating flax fibers by conferring it an increasing resistance rising with the crack length. The implemented strategy is to improve the fiber-matrix compatibility by adapting the formulation by different treatments applied to fibers and / or matrix. In the first part of this study the effects of these treatments on fiber properties are evaluated by chemical, physical and mechanical characterization of the treated flax fibers versus raw fibers. The treatments applied to the cement matrix are also evaluated. The formulated mixtures, composed of treated fibers and / or matrix with additive were characterized in the fresh state to assess the impact of treatments on the consistency and the setting of the mixture, and the cement hydration. The last part of the work is devoted to analyzing the effects of these treatments on the microstructure, physical and mechanical properties of the cement composites
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Di, Mauro Chiara Domenica. "Développement durable des résines & composites biosourcées, recyclables, réparables et reprocessables (3r) à base d'huiles végétales époxydées." Thesis, Université Côte d'Azur, 2020. http://www.theses.fr/2020COAZ4076.
Full textAbstract:
L'utilisation de la biomasse renouvelable est une solution durable pour remplacer les ressources petrolieres. Les huiles vegetales (vo) ont une grande disponibilite, biodegradabilite et une faible toxicite. Leurs fonctionnalisation, par epoxydation, peut conduire a des monomeres reticulables. L'incorporation de liaisons covalentes dynamiques, via de durcisseurs, dans des reseaux de polymeres reticules est un moyen de conferer aux materiaux thermodurs un caractere recyclable. L'objectif principal de cette these est la synthese et la caracterisation de resines et bio-composites a base d'evo, avec des proprietes de recyclabilite. Les reactions de copolymerisation d'une serie de 12 nouveaux evo avec un durcisseur diacide aromatique ont ete etudiees a travers une serie d'etudes commençant par l'influence de la nature de l'initiateur, le rapport epoxyde / durcisseur, la teneur en evo en fonctions epoxydes et finissant par une analyse de recyclabilite. L'influence de l'initiateur et le rapport epoxy / durcisseur ont ete etudies comme parametres affectant non seulement les reactions de copolymerisation mais egalement le recyclage mecanique et chimique. Les douze nouveaux homopolymeres ou copolymeres evo ont montre une grande variete de proprietes, en forte correlation avec la teneur en epoxydes des monomeres de depart. Les materiaux synthetises ont presente des proprietes de recyclabilite, reparabilite, remodelage (3R) et de memoire de forme. Enfin, une selection de ces resines a ete renforcee avec des fibres de lin et du PLA pour la production de bio-composites. Les bio-composites synthetises ont egalement montre des proprietes de recyclabilite, les fibres de lin recuperees apres recyclage chimique ayant ete reutilisees pour la production d'un composite de deuxieme generationThe use of renewable biomass is a sustainable solution to replace petroleum resource. The vegetable oils (vo) have a wide availability, biodegradability, and low toxicity. Their functionalization, by epoxidation procedure, can produce cross-linkable monomers. The incorporation of dynamic covalent bonds, by dynamic hardeners, into crosslinked polymer networks is a powerful way to convert thermoset materials into reprocessable materials. The main purpose of this thesis is the synthesis and characterization of evos-based thermosets and bio-composites with recyclability properties. The copolymerization reactions of a series of 12 new evos with an aromatic diacid hardener were investigated through a series of studies starting with the nature of initiator influence, the epoxide/hardener ratio, the evos content in epoxy groups and finalizing with recyclability analysis. The influence of the initiator and the epoxy / hardener ratio were investigated as parameters affecting not only the copolymerization reactions but also the networks mechanical and chemical recycling. The twelve new evos homopolymers or copolymers showed a large variety of properties, from soft to brittle, in strong correlation with the epoxy content of the starting monomers. The synthetized thermosets displayed properties of recyclability, repairability, reshapability (3R) and shape memory. Finally, a selection of evos-based resins were reinforced with flax fibers and PLA woven for the production of reprocessable bio-composites. The synthetized bio-composites showed also recyclability properties, the flax fibers being recuperated after chemical recycling and reused for the production of a second-generation composite
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Zhang, Xiaohui. "Manufacturing of hemp/PP composites and study of its residual stress and aging behavior." Thesis, Troyes, 2016. http://www.theses.fr/2016TROY0015/document.
Full textAbstract:
Depuis quelques années les matériaux composites à base de fibres naturelles sont de plus en plus utilisés pour les nouvelles performances qu’ils proposent. C’est surtout au niveau des fibres naturelles que de nouvelles propriétés sont proposées. Dans ce travail, nous nous sommes essentiellement intéressés aux fibres naturelles de chanvre. Ces fibres sont déjà fortement utilisées dans l’automobile et la construction. En Europe, ces fibres sont produites principalement en France et plus particulièrement dans l’Aube. Pour développer des agro-composites hautes performances, c’est sous la forme de fibres longues et de tissus que nous avons choisi d’orienter ce travail de thèse. Nous avons choisi la thermocompression pour élaborer des plaques avec des tissus de chanvre et une matrice en polypropylène (PP). Ce travail permet de voir l’influence des conditions d’élaboration sur le comportement mécaniques de ces agro-composites. Cette thèse permet aussi de voir l’effet du vieillissement aux UV et à l’Humidité sur les performances de ces matériaux. Enfin une analyse des contraintes résiduelles par la méthode du trou incrémental permet de voir leurs effets sur ces agro-matériauxIn recent years composite materials based on natural fibers are more and more used for their new performances. Natural fibers propose attractive environmental, mechanical and thermal properties.In this work, we are firstly interested in hemp fibers. These fibers are already used in the automotive and construction industry. In Europe, these fibers are produced mainly in France and especially in Aube. To develop agro-composites with high performances, we have focused this thesis on hemp woven. We chose to elaborate the plates with hemp woven and a polypropylene matrix (PP) by compression molding. This work allows us to see the influence of elaboration conditions on the mechanical behavior of these agro-composites. This thesis also allows us to see the effect of aging conditions UV and humidity on the performance of these materials. Finally an analysis of residual stresses determined by the hole drilling method is proposed to see their effects on the agro-materials
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Lefeuvre, Anaële. "Contribution à l'étude des propriétés des fibres de lin (Linum Usitatissimum L. , variétés Marylin et Andréa) en fonction des pratiques culturales sur le plateau du Neubourg. Fibres destinées au renforcement de matériaux composites." Rouen, 2014. http://www.theses.fr/2014ROUES024.
Full textAbstract:
Cette thèse a été réalisée avec la Coopérative de Teillage de Lin du plateau du Neubourg (CTLN) qui aspire à la vente d’une partie de ses fibres à destination du marché des composites. Elle s’inscrit donc dans un contexte de développement des connaissances sur la variabilité des propriétés mécaniques et de la composition des parois des fibres de lin en fonction de plusieurs scénarios climatiques (2009, 2010, 2011, 2012) et conditions pédologiques (Nord/Sud/Est/Ouest) sur une localisation géographique restreinte (Plateau du Neubourg, Eure, Haute-Normandie) pour deux variétés (Marylin/Andréa). Suite à l’étude des propriétés mécaniques et de la composition des parois, il s’est avéré que les conditions pédo-climatiques sont les facteurs les plus impactants. Cependant, une analyse ANOVA a permis de montrer que ces impacts restent faibles et qu’il est possible de pouvoir garantir des valeurs de propriétés mécaniques minimales étant compétitives avec celles des fibres de verre, quelle que soit l’année. L’analyse des courbes de contrainte-déformation a mis en évidence l’importance du comportement non-linéaire TIII et a permis de modéliser les modifications structurales dans la paroi lors des sollicitations mécaniquesThis thesis was done in collaboration with the Coopérative de Teillage de Lin du plateau du Neubourg (CTLN) which wants to sell some of their producted fibers for composite reinforcement. The aim was to develop knowledge about the variability of mechanical properties and cell wall composition of flax fibers in function of several cimatic scenarios (2009, 2010, 2011, 2012) and pedologic conditions (Nord/Sud/Est/Ouest) on a restricted geographical area (Plateau du Neubourg, Eure, Haute-Normandie) for two varieties (Marylin/Andréa). The study of mechanical properties and cell wall composition showed that pedo-climatic conditions are the most impactant factors. Nevertheless, an ANOVA statistical analysis revealed that their impacts were in a small range and that it is possible to garrantee minimal values of mechanical properties which are competitive with glass fibre’s one, what ever the year. The analysis of stress-strain curves highlighted the importance of the non-linear TIII behavior and permitted to modelize structural modifications happening inside the cell wall during tensile sollicitations
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Thuault, Anthony. "Approche multi-échelle de la structure et du comportement mécanique d'une fibre de lin." Caen, 2011. http://www.theses.fr/2011CAEN2055.
Full textAbstract:
Ce travail de recherche porte sur la compréhension de la structure de la fibre de lin aux différentes échelles et sur l'étude de son comportement mécanique. En effet, dans le contexte de développement durable, le recours aux ressources végétales s'étend à de nombreux domaines d'applications industrielles dont celui des éco-composites structuraux. Dans un premier temps, sept variétés de fibres de lin sont comparées en terme morphologique (diamètre), de biocomposition et de propriétés mécaniques. Ensuite, l'étude structurale de la fibre de lin a porté sur les parois constitutives (nombre, épaisseur) et l'orientation des microfibrilles dans ces parois. L'analyse des courbes de contrainte-déformation obtenues par traction uniaxiale a permis d'évaluer les contributions élastique, viscoélastique et "plastique" au comportement globale de la fibre. L'orthotropie de son comportement mécanique a été mise en évidence par des essais de nanoindentation. Ces différentes données ont alors été utilisées pour identifier les paramètres majeurs qui gouvernent le comportement mécanique de la fibre de lin. Ainsi, des simulations du comportement mécanique de la fibre ont été entreprises dans le but de proposer une description phénoménologiqueThis PhD thesis deals with the understanding of the flax fibres structure at different scales and the studying of its mechanical behaviour. Indeed, in the context of sustainable development, using plant resources covers several fields of industrial applications including structural eco-composites. At first, seven varieties of flax fibres were compared in terms of morphology (diameter), biochemical composition and mechanical properties. Then, the structural study of the flax fibre dealt with the cell wall layers (number, thickness) and the microfibrils orientation in these layers. The analysis of the stress-strain curves obtained by uniaxial tensile test was used to estimate the elastic, viscoelastic and "plastic" contributions to the global behaviour of the fibre. The orthotropy of its mechanical behaviour has been demonstrated by nanoindentation testing. Finally, these data were used to identify the principal parameters that define the mechanical behaviour of the flax fibre. Thus, simulations of the mechanical behaviour of the fibre have been initiated to propose a phenomenological description
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Tephany, Christophe. "Analyse de la formabilité de renforts composites à base de fibres naturelles." Thesis, Orléans, 2014. http://www.theses.fr/2014ORLE2051/document.
Full textAbstract:
Cette thèse s’intéresse à la déformabilité des renforts à bases de fibres de lin lors de leur mise en forme, au cours du procédé RTM (Resin Tranfer Molding), notamment lorsque les formes considérées sont complexes. La compréhension des défauts et mécanismes de déformations de ces renforts est alors nécessaire. S’appuyant sur un banc d’essai d’emboutissage spécifique, une caractérisation globale (défauts de mise en forme) et locale (déformations des mèches par méthode optique) des préformes a été réalisée, pour différents paramètres procédés (pressions serre-flan et orientation du renfort) et matériaux (architecture). De cette étude, un défaut spécifique lors de la mise en forme a été mis en évidence : le bouclage, sous la forme de flambement hors plan des mèches. Afin de contribuer à sa compréhension, peu décrite dans la littérature, un banc de caractérisation, indépendamment du procédé, a été conçu pour reproduire le phénomène dans le plan et identifier les différents mécanismes à l’origine de ce défaut. Une méthode interférométrique pour quantifier ce phénomène est proposée et une étude paramétrique est réalisée (tensions appliquées, angle de courbure, orientation, architecture du renfort). Au sein du renfort, le comportement des mèches présente de fortes non-linéarités en tension. Un modèle macroscopique par éléments finis est proposé afin de mettre en avant l’importance de ces non-linéarités sur les résultats numérique issus de l’opération de formage. Une étude de sensibilité sous différentes conditions procédés de ces non-linéarités est également apportéeThis study concerns the manufacturing process of composite material from woven flax reinforcement and specifically the preforming stage of the RTM (Resin Transfer Molding) process, with complex geometries. During the process several deformation modes take place and several defects may appear and it is therefore important to understand the mechanisms controlling their appearance. A specific sheet forming bench has been used to characterise the formed shapes at the macroscopic scale (global defects) as well as at the mesoscopic scale (tow strains). Various process parameters (blank holder pressures and reinforcement orientation) and the local tensile strains were measured using an optical method. From the observed defects, the tow buckling, out of plane bending of tows, was particularly investigated as this one is not very much described in the litterature. An experimental setup independent of the forming process was designed to specifically study this defect and to quantify the key parameters controlling its appearance. An interferometric method was proposed to measure the size of the buckles with accuracy and a parametric study (applied tensions, bending angles, orientation and architecture of the reinforcement) has been completed. Within the reinforcement, the tensile behaviour of tows presents strong non-linearities. A finite elements model at the macroscopic scale is proposed to highlight the impact of these non-linearities on the forming modeling results. A sensitivity study under several process conditions has been realized
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Puech, Laurent. "Développement de composites polypropylène renforcés par des fibres de chanvre pour application automobile." Thesis, Montpellier, 2017. http://www.theses.fr/2017MONTT144.
Full textAbstract:
Face à la nécessité de trouver des alternatives aux ressources d’origine fossile et de limiter les impacts environnementaux de l’activité humaine, un important effort de recherche est actuellement en cours pour favoriser et accroître l’utilisation de produits issus de ressources renouvelables, comme les fibres végétales, dans la conception de pièces industrielles. Toutefois, de nombreux verrous scientifiques et technologiques restent encore à lever avant de pouvoir valoriser de façon fiable et durable ces fibres dans un contexte technique exigeant tel que celui du secteur l’automobile. Ainsi, l’amélioration de la qualité de l’interface fibres végétales / matrice polymère est un enjeu de taille car elle constitue une condition permettant de satisfaire les performances mécaniques requises telles que la rigidité, la résistance ou la tenue au choc. Dans ce contexte, l’objectif de la thèse a été le développement de fibres courtes de chanvre à propriétés de surface maitrisées et ciblées. Des solutions de fonctionnalisation de surface applicables par des procédés industrialisables ont été développées dans le but d’incorporer ces fibres dans une matrice polypropylène (PP). Les fibres de chanvre ont ainsi été traitées selon différentes stratégies de fonctionnalisation incluant l’utilisant du polypropylène greffé anhydride maléique (PP-g-MA), d’organosilanes, d’un acide aminé, d’isocyanates et d’un polyuréthane. Deux procédés de traitement à faible impact environnemental ont été comparés : le sprayage direct des fibres par les molécules de fonctionnalisation et l’incorporation de ces molécules par extrusion réactive. Les traitements en extrusion réactive se sont montrés plus efficaces que ceux réalisés par sprayage dans le cas du PP-g-MA. Trois voies de fonctionnalisation se sont avérées pertinentes au regard des propriétés mécaniques visées : i) l’utilisation de PP-g-MA seul en extrusion réactive ; ii) la fonctionnalisation par sprayage d’un aminosilane ou d’un acide aminé couplée à l’incorporation du PP-g-MA en extrusion réactive. S’appuyant sur le développement de moyens expérimentaux et d’analyses spécifiques, l’étude du comportement au choc des biocomposites a montré que les composites renforcés fibres de chanvre permettent d’absorber d’avantage d’énergie que les composites PP / verre (à taux volumique de renfort identique) pour une longueur de fissuration similaire. Une modélisation par éléments finis du comportement au choc des composites étudiés est également proposéeDue to the necessity to find alternatives to fossil resources and to reduce the environmental impacts of human activity, a major research effort is currently ongoing in order to develop and increase the use of biobased products from renewable resources, such as natural fibers, in the design of industrial parts. However, many scientific and technological hurdles have yet to be removed so as to promote these products before we can reliably and durably use these fibers in a demanding technical context as in automotive sector. Thus, improving the quality of the interface between natural fibers and polymer matrix is a major challenge, since it constitutes a condition for satisfying the required mechanical performances, such as stiffness, tensile or impact strengths. In this context, the thesis objective was to develop short hemp fibers with controlled and targeted surface properties. Surface-functionalization solutions have been developed, to be used by industrial processes, with the aim of incorporating these fibers in a polypropylene (PP) matrix. Therefore, hemp fibers have been treated according to various functionalization strategies including the use of grafted polypropylene maleic anhydride (PP-g-MA), organosilanes, an amino acid, isocyanates and a polyurethane. Two treatments processes, with low environmental impact, were compared: the direct spraying of functionalization molecules on fibers and reactive extrusion incorporation of these molecules. Reactive extrusion treatments were more efficient than those performed by spraying in the case of PP-g-MA. Three functionalization lanes have been found to be relevant regarding the mechanical properties targeted: i) using PP-g-MA alone in reactive extrusion; ii) spraying-functionalization of an aminosilane or of an amino acid coupled with the incorporation of PP-g-MA into the reactive extrusion. Based on the development of experimental means and specific analyzes, the study of the impact behavior of biocomposites has shown that hemp fiber reinforced composites allow to absorb more energy than PP / glass composites (at identical reinforcing volume rate) for a similar crack length. Also, a finite element modeling of the impact behavior of the studied composites is propounded
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Gouanvé, Fabrice. "Comportement à l’eau d’un composite à matrice polyester insaturé renforcée par des fibres de lin." Rouen, 2005. http://www.theses.fr/2005ROUES006.
Full textAbstract:
Les résines polyester sont des polymères denses habituellement utilisés comme matrice dans de nombreuses applications industrielles. Elles ont pour avantage leurs excellentes propriétés mécaniques et chimiques, leur bonne résistance au vieillissement et d’un point de vue économique, un faible prix de revient. En outre, on peut les renforcer par des fibres et obtenir ainsi un matériau composite dont les propriétés mécaniques dépendent étroitement de la nature, la taille, la dispersion des fibres. Le plus souvent, on utilise des fibres synthétiques telles que les fibres de verre ou de carbone. Cependant depuis quelques années, on tend à leur substituer des fibres végétales. Nous avons étudié dans ce mémoire le comportement perméamétrique et mécanique d'un matériau composite constitué d’une matrice polyester insaturé renforcé par des fibres de lin. Celles-ci ont été retenues pour leur faible coût, leur densité réduite et surtout leurs bonnes propriétés mécaniques. Par contre leur forte sensibilité à l’eau peut conduire un vieillissement hydrolytique prématuré. L’application de fibres naturelles comme renfort dans les matériaux composites implique une faible sensibilité à l’humidité ainsi qu’une forte adhésion entre les fibres et la matrice synthétique. Différents traitements peuvent être réalisés afin d’optimiser l’interface. Dans notre étude, deux traitements ont été réalisés sur les non-tissés de fibres dans le but d’une part, d’augmenter leur résistance à l’eau, par le biais d’un traitement autoclave à la vapeur d’eau et d’autre part d’améliorer leur adhésion avec la matrice à l’aide d’un traitement par plasma froid. L’efficacité des traitements a été mise en évidence par des mesures de perméation à l’eau et des tests de traction. Les résultats de perméation montrent que l’introduction du renfort conduit à une augmentation du coefficient de perméabilité ainsi que la diffusivité comparativement à la résine seule. Le traitement plasma conduit à une baisse de la perméabilité du composite qui s’explique par une baisse de la diffusivité. La résistance à l’eau des fibres a augmenté après traitement autoclave. Les tests mécaniques ont montré une augmentation du module d’élasticité, E, après introduction des fibres. De même les composites renforcés par des fibres traitées plasma ont un module d’élasticité supérieur aux à ceux renforcés par des fibres de lin natives. Des images de microscopie électroniques à balayage confirment l’amélioration de l’adhésion après traitement plasmaNatural fibers have been used as structural materials since prehistoric times. Environmental concerns such as global warming, energy consumption, and the desire to obtain products from renewable sources has led to a resurgence of interest in plant-derived products. Plant fibers are very attractive for composite materials because the fibers have some interesting characteristics. For example, they are cost-effective, renewable, and available in high quantity, have low fossil-fuel energy requirements and can offer good mechanical properties. Natural fibers as flax have attracted attention because of their low cost compared with synthetics fibers such as glass, carbon. The application of flax fibers as reinforcements in composite materials requires a strong adhesion between the fiber and the synthetic matrix. The properties of the fiber-matrix interface are of great importance for the macroscopic mechanical properties. Physical and chemical treatments can be used to optimize this interface. In this study, an autoclave treatment and a cold plasma treatment have been carried out on the reinforcing fibers in order to increase moisture resistance and improve adhesion with the matrix respectively. The analysis of the permeation and mechanical results has shown that plasma treatment improves fiber/matrix adhesion while autoclave treatment reduces water solubility in the fibers. For reinforced composites, therefore, autoclave treatment is more efficient in terms of water permeability and plasma treatment gives better stiffness in terms of mechanical properties. This phenomenon was highlighted by SEM micrographs
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Gamon, Guillaume. "Incorporation de fibres végétales dans des matrices thermoplastiques biosourcées et biodégradables par extrusion bi-vis pour la production de matériaux biocomposites moulés par injection." Thesis, Toulouse, INPT, 2013. http://www.theses.fr/2013INPT0029.
Full textAbstract:
L’incorporation de fibres végétales, différentes par leur origine, leur nature chimique et leur forme, a été effectuée dans deux matrices thermoplastiques : le poly(acide lactique) et la farine de blé thermoplastifiée. Ces deux matrices biodégradables et biosourcées ont elles aussi des natures chimiques et des propriétés thermo-mécaniques différentes. Des incorporations de fibres jusqu’à 40 % en poids ont permis de modifier considérablement les propriétés de base des matrices et d’améliorer certaines de leurs faiblesses (stabilité thermique, manque de rigidité…). Les fibres de miscanthus ont été sélectionnées comme étant les plus performantes pour l’amélioration des propriétés des deux matrices. Les propriétés des matériaux composites ont été ajustées par un travail sur la formulation du mélange (ajout de plastifiants) et l’optimisation du procédé complet, jusqu’au moulage par injection. L’incorporation des fibres dans un mélange compatibilisé des deux matrices a également été testée et réalisée en une seule étape d’extrusion, comprenant la plastification de la farine, le mélange des polymères et la dispersion des fibresIncorporation of vegetal fibres, differing by their source, their chemical composition and their shape, have been performed by twin screw extrusion in two thermoplastic matrices: the poly(lactic acid) and the thermoplastified wheat flour. These two biobased and biodegradable matrices have also different chemical character and thermo-mechanical properties. Fibre incorporation up to 40 % in weight considerably modified both matrix properties and improved several weaknesses (thermal stability, lack of stiffness…). Miscanthus fibres have been selected as best improvers for properties of both matrices. Materials properties were adjusted with a formulating work (addition of plasticizers) and whole process optimization, until injection-molding. Fibre incorporation in a compatibilized blend of the two matrices was also tested and performed in a one step extrusion process, including flour thermoplasticization, polymer blending and fibre dispersion
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Bassoumi, Amal. "Analyse et modélisation du choix des renforts pour optimiser la mise en forme de matériaux composites à base de fibres végétales." Thesis, Orléans, 2016. http://www.theses.fr/2016ORLE2053.
Full textAbstract:
Cette thèse s’inscrit à mi-chemin entre l’étude de la déformabilité des structures tissées et la valorisation de la fibre de lin pour des applications dans le renforcement des matériaux composites. Le premier objectif de l’étude est de caractériser expérimentalement le comportement en flexion des mèches de différentes structures constituées de fibres de lin ainsi que des tissus de différentes armures. Les travaux ont abordé aussi des paramètres tels que l’humidité relative et la composition (des mèches comélées ou en lin pure). Le deuxième objectif des travaux est d’étudier le comportement en flexion des tissus en fonction du comportement en flexion des mèches. Cette partie a commencé par la modélisation géométrique des renforts tissés dans le but de suivre l’évolution de la section du tissu qui varie dans la direction de la flexion. La modélisation mésoscopique a permis de calculer analytiquement les propriétés géométriques du tissu en particulier son moment quadratique. Les résultats obtenus ont été utilisés dans la simulation de la flexion du tissu. L’étude a permis de voir jusqu’à quel point le comportement de la mèche et le moment quadratique du tissu pilotent le comportement en flexion du tissu. D’après ces travaux, le comportement en flexion du tissu semble être approché de façon satisfaisante sur toute la gamme de longueurs envisagées à partir de ces deux grandeurs sauf pour les forts taux d’humidité où d’autres phénomènes doivent être considérés. L’étude a souligné que la différence entre deux renforts testés expérimentalement peut être anticipée numériquement. Ainsi, le concepteur de tissus sera capable d’anticiper la rigidité expérimentale du tissu pour faire des tissages adaptés à la mise en forme du renfort. Une étude paramétrique de la flexion a été également réalisée dans le but de déduire les paramètres les plus influents sur lesquels il peut jouerThis thesis is halfway between the study of the deformability of woven structures and the use of flax fibre as reinforcement of composite materials. The first aim of the study is the experimental characterization of the bending behaviour of tows with different structures made of flax fibres and fabrics with different weaves. Parameters such as relative humidity and the composition (100% flax and commingled tows) were also considered. The second aim of the study is to link the bending behaviour of the fabric to the bending behaviour of its constituent tows. This part starts with the geometric modelling of woven fabrics in order to follow the variation of its section in the bending direction. Mesoscopic modelling allows the analytical calculation of the geometric properties of the fabric in particular its moment of inertia. The results obtained were used in the simulation of the fabrics bending to see how far the behaviour depends on the tows bending behaviour and the moment of inertia. The bending behaviour of the fabric seems to be approached satisfactorily from these two factors. This is verified within the range of lengths considered except for high humidity (in this case, other phenomena must be considered). The study pointed out that the difference between two reinforcements tested experimentally can be predicted numerically. Thus, the fabrics designer will be able to anticipate the experimental bending stiffness of the fabric in order to adapt the weaving to the shape forming. A parametric study of the bending was also achieved in order to deduce the most influential parameters of the fabric for an appropriate weaving
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Lam, Thuy Quynh. "Qualification mécanique de composites à base de polymères recyclés et de fibres végétales : caractérisation des mécanismes de rupture par imagerie numérique." Poitiers, 2004. http://www.theses.fr/2004POIT2339.
Full textAbstract:
Cette étude, cofinancée par l’ADEME et la Région Poitou-Charentes, propose d’explorer la voie du recyclage mécanique des déchets plastiques en les utilisant comme matrice dans des composites à charges d’origine végétale. Les matériaux étudiés sont le polypropylène (PP), le polyéthylène haute densité (PEhd), et des fibres d’épicéa. Les polymères ont été recyclés jusqu’à 20 fois, en utilisant le matériel de la plate-forme technologique de Valagro (Poitiers). Nous avons ajouté dans ces polymères des fibres d’épicéa à différents taux massiques. L’analyse des matériaux obtenus s’est faite suivant deux axes : étude de l’évolution microstructurale et caractérisation du comportement mécanique. Les résultats ont permis de mettre en évidence la présence d’une transition ductile-fragile dans le PP au cours du recyclage, et l’apparition progressive de la phase cristalline dans le PP lorsque le taux de renfort augmente dans les composites. Le couplage des mesures des champs de déformations par corrélation d’images numériques en pointe de fissure avec les simulations par éléments finis a permis de caractériser l’évolution de paramètres mécaniques des matériaux étudiésIn this study, jointly supported by ADEME and Poitou-Charentes region, it is proposed to exploit a mechanical recycling method for plastic wastes by using them as matrices in natural composites. The studied materials are polypropylene (PP), high density polyethylene (PEhd) and spruce fibres. The polymers supplied by Valagro platform (Poitiers) have been recycled up to 20 times. Then, spruce fibres have been added to these polymers with different fibre weight fractions. The analysis of the so-obtained materials has been carried out along two main lines: the study of the microstructural evolution on one hand and the characterization of the mechanical behaviour on the other. The results have displayed the appearance of a ductile-brittle transition in PP during the mechanical recycling and a progressive appearance of crystalline phase with increasing fibre weight fraction. A coupling between strain maps obtained by the digital image correlation method at a crack tip and the simulation by the finite element method has enabled the evolution of some mechanical parameters of the studied materials to be characterized
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Vasconcellos, Davi Silva de. "Comportement en fatigue avant et après impact de composites tissés chanvre/époxy." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2013. http://www.theses.fr/2013ESMA0017/document.
Full textAbstract:
Cette étude porte sur un composite de tissu de chanvre et matrice époxy. Des essais ont d’abord été réalisés sur les constituants. Ils ont montré que le comportement des fils imprégnés par de la résine est plus représentatif du comportement dans le composite que celui des fils secs. Ces essais ont aussi permis de déterminer les paramètres matériaux nécessaires pour l’élaboration d’un modèle par éléments finis d’un pli du composite. Ce modèle est basé sur une simplification de la représentation du tissu. La variabilité des propriétés des constituants a été prise en compte. Les champs de déformation ont été comparés avec ceux mesurés par la technique de DIC à la surface des composites. Des essais de fatigue ont été réalisés sur les composites [0°/90°]7 et [±45°]7. L’échauffement a été mesuré par caméra IR, les endommagements ont été suivis par EA et par une caméra haute résolution. Des observations ont été effectuées par microscopie et par microtomographie X. Une analyse approfondie des mécanismes d’endommagement a été réalisée. Un modèle de courbe SN de fatigue a été adapté aux composites chanvre/époxy étudiés. La tenue à l’impact et le comportement mécanique postimpact du composite chanvre/époxy [0°/90°]7 ont été étudiés. Les résultats ont montré l’influence d’un impact non destructif sur la durée de vie en fatigue de ce composite, et l’évolution de l’endommagement a été analysée. Il a été montré que le modèle des courbes S-N de fatigue peut s’appliquer aux éprouvettes impactées. Il est ainsi possible de prédire la durée de vie en fatigue du composite impacté à partir de sa contrainte à rupture en traction et du comportement en fatigue du matériau sainThis study focuses on a woven hemp/epoxy composite. Tests were first conducted on its components. They showed that the behaviour of resin impregnated yarn is more representative of the yarn behaviour in the composite than the dry yarn usually studied. These tests were also used to determine the material parameters necessary for the development of a finite element model of a composite ply. This model is based on a simplified representation of the fabric. Variability of properties of the components was taken into account. Strain fields were compared with those measured by the DIC technique on the surface of the composites. Fatigue tests were conducted on composites [0°/90°]7 and [±45°]7. Heating was measured by IR camera; the damage was followed by AE and high resolution camera. Observations were made by microscopy and X-ray microtomography. A detailed analysis of damage mechanisms was performed. A model of S-N fatigue curve was adapted to the studied hemp/epoxy composite. The resistance to impact and the post-impact mechanical behaviour of the [0°/90°]7 hemp/epoxy composite were studied. The results showed the influence of a non-destructive impact on the fatigue life of the composite, and the evolution of the damage was analyzed. It has been shown that the model of S-N fatigue curve can be applied to impacted specimens. It is thus possible to predict the fatigue life of the impacted composite from the tensile strength and fatigue behaviour of the non-impacted material
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Tanguy, Morgane. "Contribution à l’étude de matériaux composites à matrice polypropylène et renforcés par des fibres végétales : de la fibre à la pièce automobile." Thesis, Lorient, 2016. http://www.theses.fr/2016LORIS425.
Full textAbstract:
Cette thèse a été financée par l’équipementier automobile Cooper Standard afin de développer des éléments de pièces automobiles en polypropylène (PP) renforcés par des fibres végétales. Son objectif majeur est d’identifier les paramètres clés permettant l’obtention de composites performants pour ensuite les développer industriellement. Une grande diversité de parois végétales a été testée mécaniquement, étape primordiale pour l’analyse du comportement des composites. Les fibres sélectionnées ont ensuite été mélangées au PP et l’étude du compoundage a mis en évidence son impact sur les propriétés des futurs composites et la difficulté de mélanger des fibres végétales dans une matrice fondue. Les compounds PP/fibres végétales ont ensuite été transformés par extrusion et les travaux menés ont permis de développer des composites renforcés par des fibres de bois respectant le cahier des charges de Cooper Standard. Une comparaison entre l’injection et l’extrusion a souligné l’effet de la mise en œuvre sur les propriétés mécaniques et la microstructure des composites. Des composites modèles unidirectionnels renforcés par des fibres longues ont permis de comprendre les mécanismes de renforcement d’une matrice polypropylène par des fibres végétales de jute et de lin, et ont mis en évidence l’importance des propriétés mécaniques des constituants. Au contraire des composites injectés et renforcés par des fibres courtes de lin et de jute ont, eux, montré la prépondérance de la microstructure, par rapport aux performances des fibres, sur les propriétés mécaniques des piècesThis thesis was funded by the automotive supplier Cooper Standard to develop auto parts in polypropylene (PP) reinforced with plant fibers. Its major objective is to identify key parameters for obtaining high performance composites and then develop industrially. A great variety of plant cell walls was tested mechanically, critical step for the composite behavior analysis. The selected fibers were then mixed in PP and the study of compounding highlighted its impact on the properties of future composite and the difficulty of mixing plant fibers into a molten matrix. The compounds PP / vegetal fibers were then processed by extrusion and the work carried out has allowed the development of composite reinforced with wood fibers respecting the specifications of Cooper Standard. A comparison between extrusion molding and injection molding has showed the effect of molding process on mechanical properties and microstructure of composites. Unidirectional composites models reinforced with long fibers helped to understand the mechanisms of strengthening of a polypropylene matrix with jute and flax fibers, and highlighted the importance of constituents’ mechanical properties. Unlike injected composites and reinforced by short jute and flax fibers have them, showed the predominance of microstructure, compared with the performance of the fibers, on the mechanical properties of the parts
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Corbin, Anne-Clémence. "Développement et analyse multi-échelle de renforts en chanvre pour applications biocomposites." Thesis, Lille 1, 2020. http://www.theses.fr/2020LIL1I021.
Full textAbstract:
Cette thèse s’inscrit dans le cadre du projet européen SSUCHY (H2020-BBI) qui vise à développer des matériaux composites 100% biosourcés, en termes de renforts et de matrices. L’objectif de cette thèse est le développement et la caractérisation multi-échelle de renforts textiles en fibres de lin et de chanvre capables de répondre aux besoins des applications industrielles visées. Les travaux se focalisent d’une part sur le développement de fils et mèches aux propriétés suffisantes pour la production de renforts par tissage. Ces fils et mèches sont caractérisés sur leurs propriétés textiles et mécaniques. A l’échelle des fibres les caractéristiques sont identifiées par la méthode de l’« Impregnated Fibre Bundle Test » (IFBT). Des renforts sont élaborés par tissage à partir de différents types de fils et l’influence des paramètres de fabrication est analysée sur les propriétés textiles, de flexion à l’état sec, de traction uniaxiale, de cisaillement plan et de mise en forme lors d’essais d’emboutissage. Ces caractérisations permettent d’établir des fiches techniques et de choisir le renfort dont les paramètres de production permettront de répondre au mieux aux spécifications de la pièce composite finale. Enfin, des plaques composites sont produites avec certains des renforts développés, puis caractérisés aux moyens d’essais de traction. Les propriétés sont comparées à celles de biocomposites renforcés de fibres naturelles issues de la littérature ou déjà commercialisésThis PhD thesis is a part of the European SSUCHY project (H2020-BBI) which aims to develop 100% bio-based composite materials, in terms of reinforcements and matrices. The objective of this thesis is the development and the multi-scale characterization of textile reinforcement made of flax fibers and hemp fibers. These reinforcements have to meet the requirements of the industrial applications of SSUCHY project. First of all, the work focuses on the development of yarns and rovings with sufficient properties for the manufacturing of the reinforcements by weaving technology. For these yarns and rovings, textile and mechanical properties are studied. At the scale of the fibers, properties are obtained by the “Impregnated Fiber Bundle Test” (IFBT) method. Reinforcements are produced by weaving technology with different types of yarns. The influence of production parameters is analyzed on textiles properties, on bending properties in dry state, on uniaxial tensile properties, on plan shear properties and on shape forming capability. These characterization steps allow to build technical data sheets and to choose the reinforcement whose production parameters enables to meet the requirements of the final composite part in the best possible way. Finally, composite plates are manufactured with some of the reinforcements developed, and characterized with tensile tests. Properties of these biocomposites materials are compared with those of biocomposites reinforce by natural fibers from literature or already available on the market