Textiles à base de fibres naturelles d'origine marocaine pour application matériaux composites

textiles based on Moroccan natural fibers for composite materials application

• Auteur / Autrice : Zineb Samouh
• Direction : François Boussu, Reddad El Moznine
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des solides, des matériaux, des structures et des surfaces
• Date : Soutenance le 17/12/2021
• Etablissement(s) : Centrale Lille Institut en cotutelle avec Université Chouaïb Doukkali. Faculté des sciences (El Jadida, Maroc)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de l’ingénierie et des systèmes (Lille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : GEMTEX (Roubaix) - Génie et Matériaux Textiles / GEMTEX
• Jury : Président / Présidente : Said Gmouh
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Michel Tourlonias, Omar Cherkaoui, Damien Soulat
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Mina Oumam, Pierre Ouagne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tissage

Analyse multiéchelle

Fibres végétales

Propriétés mécaniques

Composites tissés

Mots clés libres

Fibre de sisal

Renfort tissé

Approche multi-échelle

Tissage 3D

Propriétés mécaniques

Matériaux composites

Sisal fiber

Woven reinforcement

Multiscale approach

3D- weaving

Mechanical properties

Composite materials

Résumé

Ces travaux de thèse visent à développer et caractériser des renforts tissés en fibre de sisal d’origine marocaine pour application matériaux composites. Une approche multi-échelle du comportement de renforts tissés en fibre de sisal est menée afin de comprendre et d’évaluer les différentes propriétés de renforts tissés. L’étude à l’échelle fibre montre la variabilité des propriétés morphologiques et mécaniques en traction liée à la composition de la fibre de sisal. La transformation de la fibre en fil pour le développement des renforts tissés a conduit à étudier à l’échelle fil les facteurs influençant la tissabilité du fil. La caractérisation des propriétés physiques et mécaniques du fil de sisal révèle la variabilité de ces propriétés en liaison avec les propriétés de la fibre de sisal. Les résultats montrent l’intérêt de la prise en compte des propriétés de la fibre et du fil de sisal afin de procéder au tissage des renforts fibreux. A l’échelle tissu, des renforts tissées 2D et 3D sont élaborés en se basant sur le procédé de tissage conventionnel. L’identification des propriétés physiques et mécaniques des renforts tissées 2D et 3D permet de mettre l’accent sur les différents paramètres de production influençant la performance de ces renforts. La production et la caractérisation des plaques composites à base de renforts tissées 2D et 3D montrent le potentiel des renforts tissés en fibre de sisal par rapport aux renforts tissés en fibres naturelles issus de la littérature

This PhD thesis aims to develop and characterize woven Moroccan sisal fiber reinforcements for composite materials applications. A multi-scale approach of the behavior of sisal fiber woven reinforcements is conducted to understand and evaluate the different properties of woven reinforcements. The study at the fiber scale shows the variability of morphological and mechanical properties in tension related to the composition of the sisal fiber. The transformation of the fiber into yarn for the development of woven reinforcements has led to the study of the factors influencing the “weave-ability” of the yarn at the yarn scale. The characterization of the physical and mechanical properties of sisal yarn reveals the variability of these properties in relation to the properties of the sisal fiber. The results show the interest of considering the properties of the sisal fiber and yarn to proceed with the weaving of fibrous reinforcements. At the fabric scale, 2D and 3D woven reinforcements are developed based on a conventional weaving process. The identification of the physical and mechanical properties of the 2D and 3D woven reinforcements allows to focus on the different production parameters influencing the performance of these reinforcements. The production and characterization of composite sheets based on 2D and 3D woven reinforcements show the potential of sisal fiber woven reinforcements compared to natural fiber woven reinforcements from literature