رسائل دكتوراة
French
2015
Etude comparative de l'endommagement d'un matériau composite à fibres de verre avec un matériau composite à fibres naturelles
Malika Kersani, Ahcène Bouabdallah
كلية الفيزياء-جامعة العلوم والتكنولوجيا هواري بومدين - الجزائر · الجزائر
Ce travail s’inscrit dans le cadre d’une étude comparative aux plans des propriétés et de l’endommagement de deux types de matériaux considérés et qui sont distincts: l’un à base de polymère de type polyester à fibres de renfort verre C et l’autre à base de résine époxy renforcé par une fibre naturelle, le lin. En particulier, le premier matériau retenu est destiné à fabriquer plusieurs produits destinés à l’agriculture, l’urbanisme pour le stockage et le transport des fluides (Citernes, Conduits, panneaux de ponts, etc…). Le deuxième matériau qui, utilise la fibre naturelle telle que le lin, vise le domaine des applications technologiques imprégnées qui est encore plus vaste. Ainsi, il s’agit de la mise au point de matériaux pour l’énergie telle que l’éolienne mais aussi de nombreux secteurs industriels, à savoir, l’automobile, train, l’avionique, le transport et les produits conçus pour divers activités sportives (Ski, Tennis, etc…). Parmi les fibres naturelles utilisées, aujourd’hui, la fibre de lin constitue le renfort le plus intéressant et ceci à plusieurs égards: légèreté remarquable, faible coût, facilement maniable, recyclable, biodégradable et donc non polluante, en outre, elle consomme très peu d’énergie au niveau de la fabrication. Par conséquent, la fibre de lin se présente comme un bon candidat en tant que renfort performant dans le cadre de l’élaboration de nouveaux matériaux. Toutefois les deux matériaux, envisagés précédemment, présentent de bonnes propriétés mécaniques qui sont d’ailleurs assez comparables. Dans cette optique, et afin de mieux comprendre le processus d’endommagement par corrosion, fissuration, etc…, nous nous sommes intéressés à l’étude des paramètres conduisant à la ruine du matériau a partir d’une technique bien adaptée: la méthode de l’émission acoustique (EA) afin de suivre finement toutes les étapes du processus de rupture. Dans ce but, quatre types de matériaux Lin/époxyde, selon une architecture appropriée, ont été réalisés. Principalement, il s’agit d’analyser et de contrôler le processus d’endommagement des matériaux considérés et de les comparer ensuite, systématiquement, aux résultats obtenus sur le matériau renforcé par des fibres synthétiques de type Verre/C et plus généralement avec la fibre de Carbone. Pour ce faire, ces matériaux stratifiés ont été préparés soigneusement dans un autoclave afin de les analyser ensuite par émission acoustique. Ainsi, on a réalisé des essais d’endommagement en traction sur ces différents composites. En outre, on a également suivi la dégradation du matériau à partir du module de Young (E) et de l’émission acoustique (EA).
En fait, les résultats de ces analyses ne montrent pas une relation directe entre les deux indicateurs d’endommagement (E et AE). Comparativement aux matériaux composites renforcés par des fibres de verre ou de carbone, les travaux effectués sur ces derniers matériaux ont montré un lien direct entre E et l’EA. Par ailleurs, l’analyse menée par microscopie optique a permis de préciser que les fissures transversales semblent être caractéristiques des ruptures, observées dans les stratifiées croisées, spécifiques aux composites renforcés par des fibres de verre. Par contre, on constate qu’il n’y a pas d’endommagement notable observé dans les sections transversales pour les composites renforcés avec les fibres de lin. Cette différence entre l’endommagement dans les différents matériaux (les matériaux renforcés par des fibres synthétiques et les matériaux composites renforcés par la fibre de lin) peut donc ouvrir de nouvelles perspectives pour le suivi de l’endommagement dans les composites «verts».
