Thèse soutenue

Pré-traitements physiques appliqués à une matière lin façonnée pour une application de matériaux composites

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Auteur / Autrice : Maxime Gautreau
Direction : Johnny BeaugrandAlain BourmaudFabienne Guillon
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences de l'ingénieur
Date : Soutenance le 03/12/2021
Etablissement(s) : Nantes
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Écologie Géosciences Agronomie Alimentation (Rennes ; 2016-2022)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biopolymères, Interactions, Assemblages BIA (Unité de recherche INRA - Université de Nantes)
Jury : Président / Présidente : Frédéric Jacquemin
Examinateurs / Examinatrices : Marwa Abida, Karine Charlet
Rapporteurs / Rapporteuses : Laetitia Vouyovitch, Pierre Ouagne

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Mots clés libres

Résumé

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Le lin (Linum usitatissimum) est une plante de grande culture principalement utilisée pour le textile. Depuis plusieurs décennie les fibres de lin sont utilisées comme renforts dans les matériaux composites du fait de leurs caractéristiques morphologiques et mécaniques. Cependant, pour obtenir des bio-composites avec de bonnes propriétés, il est possible de pré-traiter les fibres. Ces travaux décrivent l’application de pré-traitements physiques sur différentes échelles structurales du lin. Des pré-traitements d’irradiation gamma et de micro-ondes sont appliqués sur des tiges de lin ayant différents stades de rouissage, un des objectifs est de vérifier si un pré-traitement peut compenser un rouissage incomplet. Le rendement d’extraction des fibres techniques est notre indicateur de performance. Des caractérisations chimiques et mécaniques sont aussi réalisées. Puis, les pré-traitements ultrason et d’irradiation gamma sont employés sur des étoupes de lin, afin d’individualiser les fibres élémentaires présentes au sein des faisceaux. Un protocole basé sur des études morphologiques a été mis en place pour quantifier la fraction de faisceaux et de fibres élémentaires. Des composites non-tissés lin/PLA ont été élaborés et testés mécaniquement afin de quantifier l’impact des pré-traitements physiques employés. Une analyse environnementale basée sur les renforts a été menée. Pour finir, à l’échelle des interfaces entre les fibres, une extraction séquentielle des biopolymères constitutifs a été conduite pour analyser l’impact de la lamelle moyenne et des familles de polymères pariétaux sur les propriétés mécaniques des faisceaux. Une analyse globale confronte les résultats d’analyse des liaisons chimiques, de la structure et de l’organisation de la cellulose des fibres.