Contribution a l'étude des matériaux composites renforcés par des fibres végétales aiguilletées

par Justin Merotte

Thèse de doctorat en Sciences pour l'Ingénieur

Soutenue le 07-07-2017

à Lorient , dans le cadre de École doctorale Santé, information-communication et mathématiques, matière (Brest, Finistère) , en partenariat avec Institut de Recherche Dupuy de Lôme (laboratoire) .

Le président du jury était Christophe Binétruy.

Le jury était composé de Peter Davies.

Les rapporteurs étaient Fabienne Touchard, Damien Soulat.


  • Résumé

    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 significatif.

  • Titre traduit

    Study of composite materials reinforced by plant fibre/polymer commingled nonwoven


  • Résumé

    Proposing 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.



Le texte intégral de cette thèse sera accessible sur intranet à partir du 07-07-2023

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