Évaluation du comportement à long terme d'un matériau composite à fibres naturelles

摘要

L'interet des composites a fibres naturelles pour les applications en ingenierie ne cesse de croitre a cause de ces proprietes mecaniques interessantes et de nouveaux reglements environnementaux. L'usage de ce nouveau materiau pour des applications en ingenierie necessite cependant des etudes approfondies au niveau de leur comportement a long terme. En effet, ces composites dans le cadre d'une application industrielle vont etre sollicites au cours de leur utilisation a des environnements hostiles (vieillissement) et a des contraintes mecaniques a long terme (fatigue, fluage, etc.). Le manque de donnees ou d'etudes sur leur durabilite peut constituer un frein au developpement a l'echelle industrielle de ces composites. Par consequent, l'etude du comportement a long terme des composites a fibres naturelles constitue une priorite pouvant permettre aux ingenieurs-praticiens de disposer des donnees fiables sur leur comportement a long terme afin de garantir la viabilite economique de ce materiau et des clauses securitaires pour des produits fabriques a partir des composites a fibres naturelles.;En consequence, le but principal de cette these est d'etudier le comportement a long terme d'un materiau composite a fibres naturelles de lin/epoxy en fatigue mecanique et au vieillissement cyclique. Plusieurs methodes et analyses d'evaluation d'endommagement ont ete utilisees en vue de comprendre la degradation des proprietes mecaniques et chimiques de ce materiau au cours de sa duree de vie. Ses proprietes mecaniques spontanees et thermomecaniques ont ete analysees prealablement afin de disposer des donnees suffisantes pour l'evaluation de son comportement a long terme. L'influence du vieillissement hydrothermal sur ses proprietes mecaniques a ete evaluee. Les differents mecanismes d'endommagement lies a leurs sollicitations mecaniques et environnementales ont ete etudies a l'aide de la methode d'emission acoustique et par les analyses microstructurales.;Les resultats montrent que ce composite reste un materiau a fort potentiel pour des applications de structure en termes de proprietes mecaniques et durabilite en fatigue. Cependant, il reste sensible a l'influence du vieillissement hydrothermal qui genere une certaine degradation de ces proprietes. On peut toutefois remarquer la bonne performance en fatigue hygrothermal de ce materiau. Les analyses des mecanismes de l'endommagement ont montre que la zone interfaciale fibre/matrice semble etre la plus touchee par les sollicitations mecaniques et environnementales. Les analyses chimiques ont montre que le traitement chimique des fibres par cyanoethylation permet de limiter la degradation rapide du composite.