Clément GOURIER , doctorant au sein du PTR1 « Composites » soutiendra sa Thèse de Doctorat intitulée :
« Contribution à l’étude de matériaux biocomposites
à matrice thermoplastique polyamide-11 et renforcés par des fibres de lin«
Mention : Sciences pour l’Ingénieur, École Doctorale SICMA
le jeudi 13 octobre à 9h00 à l’UBS (amphi Sciences 2)
Résumé :
Cette thèse de doctorat a été réalisée dans le cadre du projet Fiabilin, qui regroupe 15 partenaires industriels et académiques, et vise à structurer une filière industrielle de production de biocomposites polyamide-11/fibres de lin. Ces travaux ont pour objectif de déterminer des performances multi-échelles de ce composite 100% biosourcé, afin d’envisager son usage en substitution de composites pétrosourcés. Nous avons tout d’abord mis en évidence la sensibilité des fibres de lin aux cycles temps-température des procédés de mise en œuvre, tant du point de vue de leurs propriétés mécaniques que de leur structure biochimique. Ensuite, nous avons montré les capacités du système PA11-lin à produire des performances mécaniques en traction compétitives vis-à-vis d’autres composites pétrosourcés. La qualité de l’interface fibre/matrice du biocomposite a également été étudiée à différentes échelles, montrant une compatibilité supérieure à celles de systèmes lin-résines thermodurcissables. La fin de vie du composite PA11- lin a été envisagée à travers le recyclage par broyages et injections successives. Les propriétés mécaniques du biocomposite à fibres courtes ainsi obtenu sont semblables au composite PPgMA- lin, avec une déformation à rupture accrue et qui augmente significativement avec le nombre de recyclages. Une analyse des cycles de production de plusieurs composites révèle les plus faibles impacts environnementaux du PA11-lin lors d’un dimensionnement des pièces en rigidité équivalentes.
Abstract :
This thesis has been carried out as part of the project Fiabilin, which includes 15 different academic and industrial partners, with an aim to develop industrial production of polyamide- 11/flax biocomposite. The purpose of this work is to determine multi-scale performances of 100% biosourced composite, in order to substitute composite materials containing glass fibers and/or matrix derived from petroleum. First, we highlighted the flax fiber sensibility toward processing cycles (time and temperature), from mechanical and biochemical structure aspects. Then, we revealed the capacity of PA11-flax association to produce competitive mechanical properties compared to others usual composites. Fiber-matrix interface of the biocomposite was studied at micro and macro scales, showing a higher compatibility than some flax- thermoset resin systems. The end-of-life of the biocomposite was considered by recycling with
successive grinding and injections. Then stiffness and strength at break of short fiber biocomposites thus obtained are similar to PPgMA-flax composites, whereas a strong increase of the strain at break according to the number of injection cycles was observed. A life cycle analysis of some composites production steps shows lower environmental impacts of PA11-flax when sizing was made through equivalent material stiffness.
Membres du jury :
- Dr Éric LAFRANCHE, Habilité à Diriger des Recherches, ARMINES, École des Mines de Douai
- Dr Johnny BEAUGRAND, Chargé de Recherche, HDR, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Reims
- Pr Rezak AYAD, École Supérieur d’Ingénieurs de Reims (ESI)
- Pr Sandrine THUILLIER, Université de Bretagne Sud
- Pr Laurent GUILLAUMAT, École Nationale Supérieure d’Arts et Métiers, Angers (ENSAM)
- Dr Alain BOURMAUD, Université de Bretagne Sud
- Dr Antoine LE DUIGOU, Maître de conférences, Université de Bretagne Sud
- Pr Christophe BALEY, Université de Bretagne Sud
Membres invité :
- Dr Marc AUDENAERT, ARKEMA – CERDATO, Serquigny