Caractérisation et optimisation d’un pré-imprégné industriel fibre lin/résine époxy pour les matériaux composites

par Zine Eddine Cherif

Thèse de doctorat en Milieux denses, matériaux et composants

Sous la direction de Jun Chen.

Soutenue en 2013

à Caen .


  • Résumé

    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 performances.

  • Titre traduit

    Characterization and optimization of a flax fibre/epoxy resin industrial prepreg for composite materials


  • Résumé

    This 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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Informations

  • Détails : 1 vol. (176 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 165-176

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