Etude de l'influence de fibres naturelles sur la cinétique de réticulation de résines bio-sourcées
Auteur / Autrice : | Jean baptiste Jouenne |
Direction : | Alexandre Vivet, Laurent Cauret |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Génie des procédés |
Date : | Soutenance le 01/12/2023 |
Etablissement(s) : | Normandie |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale physique, sciences de l’ingénieur, matériaux, énergie (Saint-Etienne du Rouvray, Seine Maritime) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Centre de recherche sur les ions, les matériaux et la photonique (Caen ; 2008-....) |
établissement co-accrédité : Université de Caen Normandie (1971-....) | |
Jury : | Président / Présidente : Laurent Fontaine |
Examinateurs / Examinatrices : Sébastien Comas-Cardona, Patrice Malfreyt, Yvette Ngono-Ravache | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Sébastien Comas-Cardona, Patrice Malfreyt |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
Le développement de composites à matrices biosourcées et renforcées par des fibres naturelles est une solution envisagée par les industriels pour répondre aux problématiques environnementales. Cependant, la méconnaissance des interactions qui se produisent durant la mise en oeuvre entre les fibres naturelles et la résine pendant la réticulation ne permet pas d'obtenir des procédés de fabrication stabilisés et rend l'industrialisation à grande échelle difficile. Cette étude propose d'évaluer l'influence de la présence de fibres de lin sur la cinétique de réticulation d'une résine époxy-amine biosourcée. Pour ce faire, une approche multi-échelle couplant résultats expérimentaux et numériques a été utilisée en comparant des échantillons de résine pure, de composites renforcés par des fibres de verre, de lin sèches ou humides. La présence d'eau dans les fibres naturelles accélère la cinétique de réticulation du système époxy-amine. A l'inverse, l'absence d'eau dans les fibres naturelles semble inhiber la réaction de réticulation amenant à une diminution de la réactivité de la résine polyépoxyde. Il a également été mis en évidence que la présence d'eau pendant la fabrication a un impact sur la cohérence et la qualité du réseau tridimensionnel final. En parallèle de ces résultats expérimentaux, une étude numérique à l'échelle atomique réalisée grâce à des simulations en dynamique moléculaire a permis d'obtenir de nouvelles clés de compréhension de l'influence des fibres naturelles sur la cinétique de réticulation d'une résine époxy-amine biosourcée. En effet au-delà de l'action chimique, les molécules d'eau ont une action purement physique sur la formation du réseau tridimensionnel.