Étude expérimentale et numérique des propriétés d'interphase des composites fibres naturelles/époxy à base de lignine par une approche micromécanique

Experimental and numerical study of the interphase properties of bio-fibre/lignin-epoxy composites using a micromechanical approach

• Auteur / Autrice : Prajwal Jayaraman
• Direction : Vincent Placet, Florian Boutenel
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Mécanique appliquée
• Date : Inscription en doctorat le 01/09/2025
• Etablissement(s) : Besançon, Université Marie et Louis Pasteur
• Ecole(s) doctorale(s) : SPIM - Sciences Physiques pour l'Ingénieur et Microtechniques
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Franche Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Département Mécanique Appliquée

Mots clés

Mots clés libres

Composites renforcées de fibres végétales

Matrice recyclable à base de lignine

Interface fibre/matrice

Micromécanique

Plant fibre composites

Lignin-derived recyclable polymer

Fibre/matrix interface

Micromechanics

Résumé

'RE-Fibre est un réseau doctoral financé par les Actions Marie Skłodowska-Curie (MSCA-DN) qui vise à révolutionner le domaine des composites à base de fibres biosourcées en concevant des matériaux à haute performance, entièrement renouvelables et recyclables à partir de fibres de bois et de plantes. Cette thèse de doctorat fait partie du projet RE-Fibre (DC8). L'ambition principale est de développer des composites à haute résistance, légers, entièrement biosourcés et recyclables, en utilisant des époxydes et des polyuréthanes recyclables dérivés de la lignine, ainsi que des renforts en fibres végétales (lin et chanvre). Pour répondre aux exigences des applications industrielles des composites, il est nécessaire de mieux comprendre l'interaction entre les résines époxydes et les fibres végétales, ainsi que les phénomènes physico-chimiques qui se produisent dans la zone d'interface lors de l'imprégnation des fibres végétales et du durcissement de l'époxy. Les objectifs principaux sont : (1) Caractériser la zone d'interface entre la fibre végétale et la résine époxy à base de lignine, et cartographier les propriétés mécaniques non uniformes du matériau d'interphase ; (2) Mieux comprendre les phénomènes physico-chimiques qui se produisent dans la zone d'interface lors de l'imprégnation des fibres végétales et du durcissement de l'époxy ; (3) Évaluer l'influence des propriétés mécaniques non uniformes à l'aide de modèles micromécaniques et de simulations numériques.'

'RE-Fibre is a Doctoral Network funded by Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA-DN) that aims to revolutionize Bio-fibre composite landscape by designing high-performance, fully renewable, and recyclable wood and plant fibre materials. This PhD Thesis is part of the RE-Fibre project (DC8). The main ambition is to develop high strength, lightweight, fully bio-based and recyclable composites using recyclable lignin-derived epoxies and polyurethanes and plant fibre reinforcements (flax and hemp). To reach the requirements for the industrial application of composites, it is necessary to better understand the interaction of epoxy resins with plant fibres and the physicochemical phenomena that take place in the interface region during plant fibre impregnation and epoxy curing. The main objectives are: (1) Characterise the interface region between plant fibre and lignin based epoxy resin and map the nonuniform mechanical properties in the interphase material (2) Shed light on the physicochemical phenomena that take place in the interface region during plant fibre impregnation and epoxy curing (3) Evaluate the influence of non-uniform mechanical properties using micromechanical models and numerical simulation.'