Étude, fabrication et caractérisation expérimentale de mats à fibres courtes de lin

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Table des matières

Chapitre I: Introduction
1.1 Généralités sur les matériaux composites
1.1.1 Marché mondial
1.1.2 Définition d’un matériau composite
1.1.3 Matériaux composites à fibres synthétiques
1.1.3.1 Les fibres de verre
1.1.3.2 Architecture des renforts
1.1.3.3 Inconvénients des fibres synthétiques
1.1.4 Matériaux composites à fibres végétales
1.1.4.1 La fibre végétale
1.1.4.2 Propriétés mécaniques des composites à fibres végétales
1.1.4.3 La fibre de lin : origine et propriétés
1.1.4.4 Composites à fibres de lin
1.1.4.5 Caractéristiques particulières des renforts unidirectionnels
1.2 Problématique et objectifs
1.2.1 Développement d’un nouveau renfort UD lin/papier
1.2.2 Capacité d’imprégnation du nouveau renfort
1.2.3 Objectifs de ce travail
1.2.4 Contenu de la thèse
CHAPITRE II : Revue de la littérature scientifique
2.1 Procédés de mise en œuvre des composites à fibres végétales
2.1.1 Pré-imprégnation
2.1.2 Moulage par transfert de résine, Resin Transfer Moulding (RTM)
2.1.3 Moulage par compression
2.2 Caractérisation des écoulements dans les milieux fibreux
2.2.1 Perméabilité d’un milieu fibreux
2.2.1.1 Écoulement rectiligne unidirectionnel (1D)
2.2.1.2 Écoulement radial (2D)
2.2.1.3 Paramètres qui influencent la perméabilité d’un renfort à fibres unidirectionnelles
2.2.2 Écoulements capillaires dans les renforts fibreux
2.2.2.1 Pression capillaire
2.2.2.2 Mécanismes de formation de vide
2.2.3 Modèles d’imbibition
2.2.3.1 Loi de Jurin
2.2.3.2 Loi de Jurin modifiée
2.2.3.3 Modèles d’imbibition de Lucas-Washburn
2.2.3.4 Premier modèle d’imbibition
2.2.3.5 Deuxième modèle d’imbibition
2.2.3.6 Troisième modèle d’imbibition
2.2.3.6 Quatrième modèle d’imbibition
2.3 Propriétés mécaniques en traction des composites à fibres végétales
2.3.1 Propriétés mécaniques d’un composites
2.3.2 Modèles micromécaniques pour les composites à fibres courtes
2.3.2.1 Modèle de Cox-Krenchel et de Kelly-Tyson
2.3.2.2 Modèle d’Halpin-Tsai et Tsai-Pagano
CHAPITRE III : Étude de la perméabilité d’un renfort à fibres UD lin /papier
3.1 Introduction
3.2 Matériaux et méthodes
3.2.1 Fabrication de la couche de papier lin-Kraft
3.2.2 Préparation du renfort pour les essais de perméabilité
3.2.3 Détermination expérimentale de la perméabilité
3.2.3.1 Contexte théorique
3.2.3.2 Mesure de la perméabilité du renfort
3.3 Résultats et discussions
3.3.1 Effet de l’ajout des fibres courtes de lin sur la structure du papier
3.3.2 Effet de l’ajout des fibres courtes de lin sur l’épaisseur du papier
3.3.3 Perméabilité de la couche papier
3.3.4 Effet de l’ajout des fibres courtes de lin sur la perméabilité globale du renfort
3.3.5 Modélisation de la perméabilité du renfort
3.3.6 Effet de l’orientation de la couche papier sur la perméabilité planaire des renforts
3.4 Conclusions
CHAPITRE IV : Étude, fabrication et caractérisation expérimentale de mats à fibres courtes de lin
4.1 Introduction
4.2 Matériaux et méthodes
4.2.1 Fabrication des mats à fibres courtes de lin
4.2.3 Analyse de la porosité par microscopie
4.2.4 Détermination expérimentale de la perméabilité
4.2.5 Caractérisation expérimentale des écoulements capillaires dans les renforts
4.2.6 Caractérisation expérimentale des propriétés mécaniques
4.2.7 Caractérisation expérimentale de l’endommagement
4.3 Résultats et discussions
4.3.1 Étude de la porosité
4.3.1.1 Étude de la porosité par la méthode d’expulsion de liquide
4.3.1.2 Étude de la porosité par microscopie
4.3.2 Étude de la perméabilité
4.3.3 Étude des écoulements capillaires dans les renforts
4.3.4 Propriétés physiques et mécaniques
4.3.4.1 Propriétés physiques des composites fabriqués
4.3.4.2 Propriétés mécaniques des composites fabriqués
4.3.4.3 Modélisation micromécanique du comportement en traction
4.3.5 Analyse de l’endommagement des composites par émission acoustique
4.3.5.1 Analyse générale de l’endommagement des composites étudiés
4.3.5.1.a) En Traction
4.3.5.1.b) En Flexion
4.3.5.2 Identification des modes d’endommagements
4.3.5.3 Identification des modes d’endommagement par l’analyse des facettes de rupture
4.3.5.4 Contribution des différents modes d’endommagement
4.4 Conclusions
Chapitre V : Fabrication et caractérisation expérimentale des renforts et composites UD lin/mat lin
5.1 Introduction
5.2 Matériaux et méthodes
5.3 Résultats et discussions
5.3.1 Étude de la perméabilité
5.3.2 Propriétés physiques et mécaniques
5.3.2.1 Propriétés physiques des composites fabriqués
5.3.2.2 Propriétés mécaniques des composites
5.3.2.2.a) En traction
5.3.2.2.b) En flexion
5.3.3 Analyse de l’endommagement par émission acoustique
5.3.3.1 Analyse générale de l’endommagement des composites en traction
5.3.3.2 Analyse générale de l’endommagement des composites en flexion
5.3.3.3 Identification des modes d’endommagement en traction
5.3.3.4 Identification des modes d’endommagement en flexion
5.3.3.5 Identification visuelle des divers modes d’endommagement des composites étudiés en traction
5.3.3.5.a) Analyse des surfaces de rupture
5.3.3.5.b) Analyse des surfaces de rupture par image MEB
5.3.3.6 Contribution des différents modes d’endommagement
5.4 Conclusions
Chapitre VI : Conclusion