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Étude du vieillissement hygrothermique des composites renforcés de fibres naturelles : approche expérimentale et modélisation
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Freund, Ludovic |
| Copyright Year | 2018 |
| Abstract | Les composites sont devenus des materiaux courants dans l'industrie des lors que la performance est recherchee. Les matrices polymeres renforcees de fibres de verre ou de carbone sont utilisees dans l'aeronautique, l'automobile et le sport pour leurs proprietes specifiques tres elevees. Depuis peu, les fibres naturelles sont envisagees comme renforts pour les materiaux polymeres pour concilier performance et ecologie. Cependant, l'utilisation de pieces structurales utilisant des fibres vegetales se heurte a un inconvenient majeur : leur vieillissement rapide cause par une forte sensibilite a l'humidite. Dans ce memoire, nous avons cherche a estimer la duree de vie de ces composites a travers une caracterisation de l'endommagement en atmosphere humide du materiau, et une modelisation de son absorption d'humidite. Parmi les differentes fibres vegetales disponibles, le lin a ete choisi pour renforcer une matrice acrylique de la gamme « Elium ». Cette acrylique de nouvelle generation est un thermoplastique dont la polymerisation peut s'effectuer a froid par ajout d'un catalyseur au meme titre que la plupart des thermodurcissables, et permet donc une bonne impregnation des fibres, et evite tout endommagement thermique des fibres de lin. L'impact du vieillissement hygrothermique du composite sur ses proprietes mecaniques a ete etudie en sollicitant le materiau a des cycles d'humidite. Ce protocole a permis de differencier deux effets du vieillissement : la plastification du composite causee par la presence de molecules entre les chaines polymeriques, et l'endommagement de la structure par fragilisation de l'interface fibre/matrice et l'oxydation de la cellulose. Le premier effet est reversible par sechage alors que le second est permanent, et est le plus dommageable pour la structure. Une loi de comportement hydromecanique a pu etre deduite de ces essais, et sera utilisee en parallele d'un modele de diffusion par elements finis afin de determiner l'evolution a long terme des proprietes du composite soumis a un environnement reel. Le modele predit une baisse de plus de 50% du module elastique, et 60% de la contrainte a rupture apres un temps d'utilisation de seulement un an. Neanmoins, le modele utilise se base sur de nombreuses hypotheses, notamment concernant la sensibilite de l'endommagement hydrique a la temperature. Une etude complementaire est donc necessaire afin de definir une reelle duree de vie de ces materiaux |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01870255/file/DDOC_T_2018_0086_FREUND.pdf |
| Alternate Webpage(s) | https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01870255/document |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
