Analyse multi-échelle du comportement hygro-mécanique des fibres de lin

Multi-scale analysis of the hygro-mechanical behaviour of flax fibres

• Auteur / Autrice : Agnès Roudier
• Direction : Alexis Beakou
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie Mécanique
• Date : Soutenance le 04/04/2012
• Etablissement(s) : Clermont-Ferrand 2
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences pour l'ingénieur (Clermont-Ferrand)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Institut Pascal (Aubière, Puy-de-Dôme)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Pascal
• Jury : Président / Présidente : Christophe Petit
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Shahram Aivazzadeh, Moussa Gomina, Karine Charlet, Evelyne Toussaint
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Shahram Aivazzadeh, Moussa Gomina

Mots clés

Mots clés contrôlés

Composites à fibres

Hygrométrie

Lin

Fibres végétales

Mots clés libres

Fibre végétale

Hygroscopie

Loi de Fick

Modélisation multi-échelle

Natural fibres

Hygroscopy

Fick's law

Multi-scale modelling

Résumé

Les fibres végétales utilisées comme renfort dans les matériaux composites présentent des propriétés mécaniques spécifiques concurrentielles par rapport à celles des fibres de verre. De plus, elles ont l'avantage d'être renouvelables et recyclables. Toutefois, leur principal inconvénient est leur sensibilité à l'humidité, ce qui a pour conséquence d'induire une baisse des propriétés mécaniques ainsi d'une décohésion de l'interface fibre/matrice. L'objectif principal de cette thèse est d'étudier l'influence de l'humidité sur le comportement hygro-mécanique de fibres de lin. La première partie de mes travaux a été consacrée à la caractérisation des propriétés hygroscopiques et mécaniques de la fibre et du composite. Dans la deuxième partie, deux modèles multi-échelles, l'un analytique et l'autre numérique, ont été développés pour l'estimation des propriétés hygro-mécaniques des fibres élémentaires de lin. Ils utilisent en partie pour données d'entrée, les propriétés identifiées dans la première partie.

Natural fibres used as reinforcement in composite materials present specific mechanical properties, which are comparable to glass fibres. In addition, they have the advantage of being renewable and recyclable. But, their main drawback is their inherent susceptibility to moisture expansion, which has the effect of inducing a decrease in mechanical properties, and of debonding and fracturing interface in the composite. The main aim of this thesis is to study the influence of humidity on hygro-mechanical behavior of flax fibres. The first part of my work was deal with the characterization of mechanical and hygroscopic properties of the fibre and the composite. The second part is dedicated to the development of two multiscale models, one analytical and one numerical. They have been developed for the estimation of hygro-mechanical properties of elementary flax fibres. Properties identified in the first part of the work are used as input data.