Thèse soutenue

Fabrication et caractérisation de composites renforcés par fibres de lin et résine thermodurcissable
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Auteur / Autrice : Anurag Pisupati
Direction : Chung Hae Park
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique des solides, des matériaux, des structures et des surfaces
Date : Soutenance le 29/11/2019
Etablissement(s) : Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Lille Douai
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq, Nord)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : IMT Lille Douai
Jury : Président / Présidente : Frédéric Jacquemin
Examinateurs / Examinatrices : Mylène Deléglise-Lagardère, Peter Davies
Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre Ouagne, Alain Bourmaud

Résumé

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Cette thèse présente un aperçu des composites thermodurcissables à base de fibres de lin de deux points de vue : fabrication par moulage par injection de résine et caractérisation mécanique. En particulier, deux matrices thermodurcissables ont été étudiées, à savoir l’époxy classique et la benzoxazine biosourcée. L’influence des propriétés intrinsèques des fibres de lin tels que la variabilité, le gonflement de la fibre et l’absorption de liquide sur la fabrication de pièces composites est étudiée. En considérant le gonflement des fibres et l’absorption des liquides, un modèle mathématique pour l’ascension capillaire des liquides dans les fibres de lin est proposé. Les modèles classiques de perméabilité ne pouvant être adoptés pour les fibres de lin en raison de leurs irrégularités de section et des diamètres de fibres, cette étude a recours à des simulations numériques pour estimer statistiquement la perméabilité. L’influence de la pression d’injection lors du moulage par transfert de résine sur la teneur en vides dans les plaques de lin/époxy est caractérisée et modélisée afin de comprendre les différences entre la formation de vides dans les composites renforcés par fibres de verre et fibres de lin. L’effet du cycle de polymérisation sur les propriétés mécaniques des composites est étudié par des tests de traction de composites de lin unidirectionnels afin de souligner l’évolution d’accroche mécanique à l’interface fibre / matrice provoquée par la pénétration de la résine dans les fibres élémentaires avec l’augmentation de la température de traitement. Enfin, le comportement à long terme des composites est examiné pour les composites lin/époxy et les composites lin/benzoxazine, par test de vieillissement hygrothermique.