Auteur / Autrice : | Samuel Réquilé |
Direction : | Christophe Baley, Antoine Le Duigou, Alain Bourmaud |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Sciences pour l'Ingénieur. Génie des Matériaux |
Date : | Soutenance le 16/07/2019 |
Etablissement(s) : | Lorient en cotutelle avec Sciences de l'ingénierie et des systèmes (Centrale Nantes) |
Partenaire(s) de recherche : | Equipe de recherche : Institut de Recherche Dupuy de Lôme |
Laboratoire : Institut de Recherche Dupuy de Lôme / IRDL | |
Jury : | Président / Présidente : Frédéric Jacquemin |
Examinateurs / Examinatrices : Nadia Bahlouli, Arnaud Day | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Laurent Guillaumat, Vincent Placet |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
Les préoccupations environnementales de l'industrie et les stratégies visant à développer un système économique plus durable suscitent un intérêt croissant pour la recherche dans le domaine des biocomposites. Le fort caractère polaire et hydrophile des fibres végétales entraîne, lors de leur utilisation comme renfort, une complexité de mise en œuvre et des limites en termes de transfert de charge à l’interface fibre/matrice. Ces verrous pour le développement des biocomposites sont les lignes directrices de ce travail de thèse s'inspirant de la présence des interfaces au sein des tiges de chanvre. L’évolution progressive de la microstructure et des propriétés mécaniques est cruciale pour l'intégrité et le fonctionnement de la tige à travers des régions de transition. Ces interfaces, potentiels maillons faibles de la structure, sont étudiées en appliquant un processus de rouissage impactant la microstructure interne et la cohésion tissulaire. Des tiges aux fibres élémentaires, l'étude du comportement mécanique des systèmes naturels est une source d’inspiration pour un transfert des principes fondamentaux des biocomposites. Visant à accroître la compréhension de l'effet de l'humidité présente dans l’environnement lors des utilisations composites, l’analyse des propriétés hygro-mécanique permet de mettre en évidence des performances optimales de composites unidirectionnels de part un effet bénéfique de la sorption d’eau. Des études à l'échelle microscopique ont permis d’attribuer une contribution importante du comportement hygroscopique aux performances de l'interface fibre/matrice par la création de contraintes résiduelles et de mécanismes d'adhésion capillaire. Généralement décrite comme un inconvénient, ce travail de recherche montre que la sensibilité à l'eau des fibres végétales ainsi que la sorption de vapeur d’eau dans un biocomposite pourraient favoriser le transfert de charge et être bénéfiques pour leurs performances mécaniques.