Régénération et élaboration de renforts à base de fibres de carbone recyclées, optimisation des paramètres par méthodes numériques

Regeneration and elaboration of reinforcements based on recycled carbon fibres, optimization of parameters by numerical methods.

• Auteur / Autrice : Jean Ivars
• Direction : Damien Soulat, Ahmad Rashed Labanieh
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Mécanique des solides, des matériaux, des structures et des surfaces
• Date : Inscription en doctorat le 03/10/2022
• Etablissement(s) : Université de Lille (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : ENGSYS Sciences de l'ingénierie et des systèmes
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : GEMTEX - Laboratoire de Génie et Matériaux Textiles

Mots clés

Mots clés libres

Fibres de carbone recyclées

Carde

Ruban

Composites

Méthodes numériques

Recycled carbon fibre

Carding machine

Sliver

Composite materials

Numerical methods

Résumé

D'ici à 2050, il est estimé, pour le seul secteur de l'aéronautique, que plus de 450 000 tonnes de déchets de composites à base de fibres de carbone seront à traiter. L'état de l'art scientifique montre le potentiel que peuvent avoir ces fibres de carbones recyclées, notamment, à l'heure actuelle, pour des applications non-structurales. Les travaux de cette thèse ambitionnent de lever les verrous technologiques liés à élaboration de mèches à continuité des fibres maitrisée, à partir de ces fibres de carbone recyclées, par le développement des étapes successives de cardage, de formation de ruban et de doublage afin de disposer de produits prêts à être tissés pour la confection de matériaux composites. En amont, une méthodologie de caractérisation assistée d'outils numériques d'intelligence artificielle permettra d'identifier les propriétés clés des fibres recyclées en entrés et des semi-produits élaborés, afin de maîtriser le grand nombre de paramètres considérés. Les applications concerneront des composites thermodurcissables mais également thermoplastique grâce au mélange avec des résines qui peut s'opérer au niveau de la carde ou par guipage des mèches élaborées.

By 2050, it is estimated that more than 450,000 tons of carbon fibre-based composite waste will need to be processed in the aeronautics sector alone. The state of the art shows the potential that these recycled carbon fibres can have, especially for non-structural applications at present. The aim of this thesis is to remove the technological barriers related to the production of rovings with controlled fibre continuity from these recycled carbon fibres, by developing the successive stages of carding, sliver formation and doubling, in order to have products ready to be woven for the manufacture of composite materials. Beforehand, a characterization methodology assisted by numerical artificial intelligence tools will make it possible to identify the key properties of the input recycled fibres and the semi-finished products, in order to control the large number of considered parameters. The applications will concern thermosetting composites but also thermoplastic composites thanks to the mixing with resins which can be carried out at the carding stage or by covering the rovings.