Etude de matériaux naturels 2D : Potentialités d'utilisation comme renfort de matériaux composites

2D native materials study : potentialities of use as reinforcement in composite materials

• Auteur / Autrice : Lisa Barbara Ratiarisoa
• Direction : Marie-Ange Arsène, Ketty Bilba, Cristel Onésippe
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 22/07/2019
• Etablissement(s) : Antilles
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Milieu insulaire tropical à risques : protection, valorisation , santé et développement (Pointe-à-Pitre)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Chimie de la Matière Végétale - Connaissance et Valorisation
• Jury : Président / Présidente : Yann Le Petitcorps
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marie-Ange Arsène, Ketty Bilba, Cristel Onésippe, Yann Le Petitcorps, Hélène Carrère, Mario Tommasiello Filho, Jimmy Nagau
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Hélène Carrère

Mots clés

Mots clés contrôlés

Utilisation

Composites à renforts particulaires

Matériaux

Chimie inorganique

Mots clés libres

Renfort textile naturel

Gaines de cocotiers

Composite

Tratement

Panneaux de particules

Isolant thermique

Propriétés

Développement durable

Native textile reinforcement

Coconut sheats

Composite

Traitment

Partcleboards

Thermal insulator

Properties

Sustainable development

Résumé

Face à la prise de conscience mondiale de la crise écologique, sociale et économique, lespotentialités de renforcement de composites par un matériau lignocellulosique, naturellement sousforme textile, les gaines foliaires du cocotier Cocos nucifera L. ont été évaluées dans ce travail. Laphase exploratoire de caractérisation des gaines a montré que cette ressource se présente sous laforme d’un textile bidirectionnel composé majoritairement de cellulose. Comparativement auxrenforts végétaux classiques, elle se montre moins hygroscopique, plus légère avec de meilleurespropriétés à la traction dans les directions préférentielles des fibres. Concernant la campagneexpérimentale sur l’impact des traitements, les gaines traitées à la xylanase et à la laccase neprésentent qu’une légère modification chimique de surface. Les fibres pyrolysées se montrent plushydrophobes mais moins résistantes traduisant un endommagement de ces dernières. Les gainestraitées à la chaux présentent une plus grande stabilité thermique. Ainsi, les gaines brutes ont étéretenues pour renforcer les panneaux de particules, la température de mise en oeuvre des panneauxétant inférieure à la température de début de dégradation des gaines non traitées. Le panneaurevêtu sur ses deux faces par la partie haute des gaines brutes constitue le candidat le plusprometteur pour le développement d’éco-isolant thermique. Une partie de ses propriétésmécaniques et physiques satisfait les exigences requises par les normes américaines eteuropéennes. Ses caractéristiques thermiques sont similaires à celles relevées dans la bibliographiepour les panneaux de faible masse volumique à particules lignocellulosiques.

Facing the worldwide environmental, social and economic crisis awareness, the possibility ofreinforcing composites by a lignocellulosic textile reinforcement, the coconut leaf sheaths fromCocos nucifera L. was assessed in this work. The exploratory phase of sheaths characterizationhas shown that this resource forms a two-way textile made up of cellulose mostly. In contrast toclassic vegetable reinforcements, it is less hygroscopic, lighter with best tensile mechanicalproperties in preferential fibers directions. About the experimental campaign on the treatmentseffect, xylanase and laccase treated sheaths show a slight surface chemical change. Pyrolysedfibers are more hydrophobic but less resistant translating a damaging of them. Lime treatedsheaths show a higher thermal stability. Thus, raw sheaths were retained to reinforceparticleboards, the temperature of panels manufacture being lower than the start degradationtemperature of the raw sheaths. The two-faces panel covered with raw sheaths top part forms themost promising candidate to develop thermal eco-insulator. Some of its mechanical and physicalproperties fulfill american and european standards. Its thermal properties are similar to the onesnoticed in the bibliography for low density lignocellulosic particleboards.