Élaboration et Caractérisation de Structure Composite à Base de Matrice Organique Renforcée par de Nouvelles Fibres Cellulosiques Naturelles Extraites de la Plante Strelitzia Reginae

Abstract

Les fibres de végétales constituent des matériaux disponibles et biodégradables. Elles offrent une bonne résistance à la traction et à l'abrasion et sont plus souples que les fibres synthétiques couramment utilisées comme renfort. Leur densité plus faible permet d'alléger le matériau. C'est dans cette perspective et dans un contexte de développement durable, que s'inscrit le travail de cette thèse qui propose une contribution dans ce domaine scientifique en pleine expansion. Le propos de cette thèse est d'introduire un nouveau type de fibres extraites de la plante Strelitzia reginae, en examinant leur potentiel et leur aptitude à être employées comme renfort dans des applications composites. Les propriétés morphologiques, physiques, chimiques et mécaniques ont été étudiées et analysées. Après l'extraction, les fibres cellulosiques brutes sont traitées par un procédé alcalin (NaOH).Ceci a permis d’améliorer nettement l’état de leur surface. Les fibres ont été analysées du point de vue anatomique et morphologique. Une caractérisation physico-chimique, des observations à la microscopie électronique optique et à balayage (MEB), la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), l'analyse thermogravimétrique (ATG), la calorimétrie différentielle à balayage (DSC) et la diffraction des rayons X (DRX), ont été effectuées sur les fibres traitées et non traitées. Par la suite, ces mêmes fibres ont été testées en traction uniaxiale en vue notamment d'évaluer les caractéristiques mécaniques, telles que la contrainte de rupture, le module d'Young et la déformation à la rupture. Les composites fabriqués à partir de ces fibres et d'une matrice époxyde ont ensuite été caractérisés. Des éprouvettes normalisées avec différentes orientations de fibres ont été caractérisées au moyen d'essais de traction statique, d'essais de flexion 3 points et de mesures de dureté. Enfin, la dernière partie de ce travail a été consacrée à la description des différents mécanismes d'endommagement et à l'analyse du comportement dynamique des composites biosourcés en utilisant la méthode d'analyse mécanique dynamique DMA.