Thèse soutenue

Développement d'une chaine de traitement d’images pour relier la morphologie de fibres lignocellulosiques aux propriétés de composites thermoplastiques à fibres courtes
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Auteur / Autrice : Justine Padovani
Direction : Johnny BeaugrandBernard Kurek
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie des procédés
Date : Soutenance le 25/10/2019
Etablissement(s) : Reims
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Agriculture, alimentation, biologie, environnement, santé (Paris ; 2015-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Fractionnement des Agro-Ressources et Environnement (FARE) - INRA UMR A 614 (Reims, Marne)
Jury : Examinateurs / Examinatrices : Johnny Beaugrand, Bernard Kurek, Laurent Guillaumat, Patrice Dole, David Legland, Françoise Berzin
Rapporteurs / Rapporteuses : Laurent Guillaumat, Patrice Dole

Résumé

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L’objectif global de cette thèse est de relier la morphologie des fibres lignocellulosiques aux propriétés fonctionnelles des composites thermoplastiques. Un premier axe de travail a consisté à identifier l’impact du procédé de transformation des fibres sur leurs propriétés finales, en particulier sur leur morphologie. Le second axe a concerné l’étude des liens entre les propriétés des fibres avec les propriétés mécaniques fonctionnelles des composites.Un traitement hydromécanique appliqué à des fibres de chanvre nous a fourni des lots d’échantillons contrastés en termes de morphologie et propriétés physicochimiques. Nous avons généré de la fibrillation, et la nanoindentation a montré une perte de propriétés mécaniques pariétales. Ces propriétés sont fortement corrélées au taux de cristallinité de la cellulose et aux teneurs en 3 monosaccharides : rhamnose, galactose et mannose. Le développement d’une chaine de traitement et d’analyse d’images a permis de quantifier les caractéristiques de taille, de forme et de complexité structurale des fibres à l’échelle des populations. Les caractéristiques morphologiques ont été suivies dans les composites injectés avec ou sans anhydride maléique. Les caractéristiques des mélanges et des composites ont été explorées. Deux rapports de forme (L/D) des fibres ont été distingués (avec et sans fibrillation) et ont été injectés dans des modèles de micromécanique pour évaluer l’influence des fibrillations sur la prédiction du module de Young des composites. À l’échelle du composite la contribution des fibrilles reste très modérée même si la description morphologique individuelle et de population des fibres est significativement améliorée.