Caractérisation et modélisation de l’endommagement du cheveu suite à une sollicitation thermo mécanique

Caracterisation and modeling of hair damage as a result of thermomechanical solicitation

• Auteur / Autrice : Meriem Benzarti Ep Miladi
• Direction : Cyril Pailler-Mattei, Hassan Zahouani
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique et Ingénierie
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Saint-Etienne, EMSE
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Ingénierie Santé (Saint-Etienne)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de tribologie et dynamique des systèmes (Écully, Rhône1970-)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Ecole nationale d'ingénieurs (Saint-Etienne1961-....) - École nationale supérieure des mines (Saint-Etienne1816-....)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Michel Bergheau
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Yassine Mofid, Cécile Nouguier-Lehon
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Marie-Ange Bueno, Mohamed El Mansori

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rhéologie

Propriétés mécaniques

Propriétés de surface

Cheveux

Résumé

La sollicitation thermo mécanique des cheveux humains appliquée lors d’une opération de lissage à l’aide d’un fer à lisser, peut entraîner différentes modifications de forme et de structure, et peut dans certains cas entraîner l’endommagement de la chevelure. Cette thèse a permis de caractériser cet endommagement et de déterminer les limites de cet appareil, en se reposant sur une simulation de la mise en forme d’une mèche de cheveu, à l’aide d’un tribomètre capillaire reprenant les fonctions d’un fer à lisser d’une manière reproductible. Suivi d’une caractérisation de l’état de surface des cheveux et des plaques du fer à lisser, et des essais mécaniques, qui ont permis d’acquérir les propriétés mécaniques et surfaciques du cheveu et de contrôler leur évolution en fonction des différentes sollicitations appliquées. Cette étude a été complétée par une modélisation numérique qui a permis de déterminer la loi de comportement du cheveu suite à une sollicitation mécanique. Le comportement tribologique a été caractérisé à l’aide d’une étude expérimentale de frottement prenant en compte les effets de la température et des efforts appliqués sur une mèche de cheveu. Ainsi, ce travail a permis de caractériser l’influence de l’application d’un fer à lisser sur les propriétés mécaniques, surfaciques et tribologiques du cheveu. Enfin, la perception sensorielle a été caractérisée à travers l’utilisation d’outils de métrologies sensorielle permettant d’acquérir des valeurs physiques de la brillance et de la forme de la mèche en fonction des différentes sollicitations

The thermo mechanical solicitation caused by using a hair crimper can induce various changes in hair form and structure. And, in some cases, can destroy the hair. The aims of this thesis is to identify hair damage caused by this type of solicitation and determine the hair crimper characteristics and limitations. This study is based on a simulation that straightens the hair using a capillary tribometer. This latter reproduces the major functions of the crimper. A characterisation of the hair surface and the crimper plates in addition to mechanical tests are done in order to acquire mechanical and surface properties of the hair after each solicitation. These tests permit to control their evolution according to the different stresses and temperature applied. A numerical modelling is then performed in order to determine the hair law behaviour resulting from mechanical solicitations. Tribological behaviour is characterised by experimental work considering the effects of the temperature and forces applied during the straightening operation on the friction. Therefore, this work allows us to characterise the influence of a hair crimper on the mechanical and tribological properties of the hair. Finally, sensory perception is attained using sensory metrology tools allowing us to access physical effects on the brightness and shape of the hair tress