Study of a unidirectional flax reinforcement for biobased composite

par Haomiao Yang

Thèse de doctorat en Mecanique des solides, genie mecanique, productique, transport et genie civil

Sous la direction de Christophe Poilâne.

Le président du jury était Stéphane Fontaine.

Le jury était composé de Christophe Poilâne, Pierre Ouagne, Evelyne Toussaint, Jun Chen, Florian Gehring.

Les rapporteurs étaient Pierre Ouagne, Evelyne Toussaint.

  • Titre traduit

    Étude d'un renfort en lin unidirectionnel destiné aux matériaux composites biosourcés


  • Résumé

    Dans cette thèse, un composite unidirectionnel à renfort lin (composite UD biosourcé) a été développé et élaboré par la technique de presse à chaud. Le comportement en traction des composites à renfort végétal montre en général deux domaines, mais un troisième domaine est identifié dans ce travail. Un modèle phénoménologique développé précédemment pour décrire le comportement en traction d'un composite à renfort en fils torsadés a été testé avec le composite UD biosourcé. Nous montrons que l'ajout d'un phénomène de consolidation au modèle précédent est nécessaire pour simuler correctement le troisième domaine. Un second modèle mécanique a été par ailleurs développé pour identifier expérimentalement les propriétés mécaniques effectives du renfort en lin lorsqu'il est piégé dans la matrice. La distribution statistique de l'orientation locale du renfort a été mesurée pour pouvoir prendre en compte l'orientation des fibres. Pour cela, la technique du tenseur de structure a été appliquée sur des images optiques du pli de lin. Par ailleurs, ce modèle permet d'étudier l'influence des porosités sur les propriétés mécaniques. Les deux modèles permettent d'effectuer des prévisions efficaces du comportement mécanique du composite de fibre de lin unidirectionnel. En complément des modèles de mécanique, le comportement en sorption du composite de lin UD a également été analysé. Le modèle de Langmuir et le modèle de Fick ont été appliqués sur nos composites UD. Les résultats montrent que la configuration unidirectionnelle du renfort de lin favorise la sorption d'eau des composites associés.Résumé en anglais


  • Résumé

    In this Ph.D work, unidirectional flax fiber composite (UD biobased composite) has been designed and manufactured based on the hot platen press process. Plant fiber composites usually exhibit two regions under tensile load, but three regions have been identified in this work. A phenomenological model, previously developed to describe the tensile mechanical behavior of twisted plant yarn composites, has been tested with the UD biobased composite. We show that the addition of a strengthening phenomenon to the previous model is necessary to simulate correctly the third region. A second mechanical model has also been developed for experimental identification of the effective mechanical properties of flax reinforcement when embeded in matrix. A statistical distribution of local orientation of UD reinforcement was obtained allowing taking the fiber orientation into account. To that end, structure tensor method was applied to optical images of flax ply. Furthermore, this model allows the effect of porosity on mechanical properties to be studied. Both models provide effective forecast of the mechanical behavior of unidirectional flax fiber composite. Besides the mechanic models, sorption behavior of UD flax composite also has been analyzed. Langmuir's model and Fick's model were applied on our UD composite. The results show that the unidirectional configuration of the flax reinforcement promotes the water sorption from the associated composites.


Il est disponible au sein de la bibliothèque de l'établissement de soutenance.

Autre version

Study of a unidirectional flax reinforcement for biobased composite


Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Université de Caen Normandie. Bibliothèque de ressources électroniques en ligne.
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.

Consulter en bibliothèque

à

Informations

  • Sous le titre : Study of a unidirectional flax reinforcement for biobased composite
  • Détails : 1 vol. (125 p.)
La version de soutenance de cette thèse existe aussi sous forme papier.

Où se trouve cette thèse\u00a0?

Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.