Design and development of an agrosourced multifunctional multilayer core for sandwich panel : experimental study and modeling

• Auteur / Autrice : Nemr El Hajj
• Direction : Michèle Quéneudec T'Kint de Roodenbeke, Zoheir Aboura
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences. Ingénierie des matériaux. Génie des procédés
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Amiens
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Technologie de Compiègne (1972-...)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Procédés de fabrication

Applications industrielles

Lin

Biodégradation

Composites

Résumé

Depuis les années 90, de nouveaux matériaux composites ont émergé dans le paysage industriel : les contraintes environnementales et les nouvelles réglementations sur le recyclage des matériaux composites ont poussé les industriels à développer de nouveaux matériaux issus de ressources renouvelables. L'objectif de cette étude est de se doter de moyens et d'outil pour la conception et la réalisation d'une âme de structure sandwich 100% agro-sourcée répondant à des fonctionnalités mécaniques, thermiques et acoustiques. Il s'agit à travers ce travail de développer des procédés d'élaboration de matériaux composites auto-liés, agro-liés et plaques thermocompressées, valorisant ainsi les produits les moins nobles de la plante de lin (les étoupes et les anas de lin). L'interaction procédé – produit est plus que jamais vrai dans le cas de cette nouvelle famille de matériaux composites 100% agro-sourcés. Des moyens expérimentaux d'élaboration et de caractérisation ont été établi. Elles visent à établir un lien entre les matières premières (anas et étoupes de lin), le procédé de fabrication et les propriétés recherchées (mécaniques, thermiques et acoustiques). En ce qui concerne les outils de modélisation, la pertinence de divers modèles micromécaniques et thermiques a été évaluée. Ces modèles bien évidemment prennent en compte les propriétés mécaniques et thermiques des constituants ainsi que les paramètres géométriques et structuraux (rapport de forme des renforts – diamètre sur longueur -orientation des fibres). Cette étape est loin d'être aisée compte tenu de la complexité des matériaux et de la variabilité des constituants. Mais elle est nécessaire si l'on souhaite dans le futur proposer un outil d'aide à la décision dans le choix d'une solution optimale alliant fonctionnalités acoustiques, thermiques et mécaniques. Cette thèse a permis de proposer plusieurs multi matériaux présentant des performances à la fois mécanique, acoustique et thermique très intéressantes qui augurent à de bonnes perspectives

Since the 90s, new composite materials have emerged in the industrial domain : environmental constraints and new regulations on the recycling of composite materials have pushed the industry to develop new materials from renewable resources. The objective of this study is to acquire knowledge of resources and tools for the design and implementation of a 100% agro-sourced core of sandwich structure satisfying mechanical, thermal and acoustic features. This work consists of developing methods for elaborating self-bonding composites, agro-linking composites and thermopressed plates, thereby promoting the products of lesser quality flax plant (flax-tow and shives). The interaction method-product is more than ever true in the case of this new family of agro-sourced composites. Experimental elaboration development and characterization have been established. They aim to establish a link between raw materials (anas and flax tow), the manufacturing process and the desired properties (mechanical, thermal and acoustic). Regarding the modelling tools, the relevance of various micromechanical and thermal models was evaluated. These models must obviously take into account the mechanical, thermal and acoustic properties of components as well as the geometric and structural parameters (ratio of reinforcements on length-diameter – fiber orientation). This step is difficult due to the complexity of materials and the variability of the components. However, it is necessary if there is need to provide, in the future, a tool for decision support in selecting an optimal combination of acoustic, thermal and mechanical features. This thesis has allowed proposing several multi-performance materials with very interesting mechanical, acoustic and thermal performances with good prospects