MERIEM EL BOUSTANI, Étudiante au doctorat
Etude des propriétés électriques, mécaniques et optiques des matériaux à base de fibres lignocellulosiques
modifiées
Direction : François Brouillette, Ahmed Belfkira Codirection : Gilbert Lebrun
Organisme subventionnaire : CRSNG Date de début de projet : Septembre 2012 Date de fin de projet : Décembre 2015 [email protected]
Problématique
Les performances des matériaux composites sont étroitement liées aux propriétés des constituants et aux caractéristiques de l’interface formée lors de leur assemblage. En effet, la qualité de l’interface, qui assure le transfert de contraintes entre la matrice et les fibres, détermine l'efficacité du renfort et affecte par conséquent les propriétés mécaniques finales du matériau. Malgré les avantages des fibres cellulosiques, leur faible affinité avec les matrices hydrophobes constitue la principale limite à l'utilisation de ces fibres à l’état naturel comme renfort dans les polymères. De ce fait, nous avons opté pour un traitement chimique de la fibre naturelle pour remédier à ce problème.
L’objectif de la recherche
Les objectifs de notre travail de recherche qui s’inscrit dans le cadre d’un projet Marococanadien visant la valorisation des fibres lignocellulosiques sont multiples. Il s’agit, tout d’abord, d’approfondir l’état des connaissances sur la cellulose et sa réactivité vis-à-vis les composés organiques. Ensuite, ces informations nous permettront de mieux comprendre la problématique liée à la compatibilité entre les fibres cellulosiques et les matrices hydrophobes, ainsi que la qualité de l’interface. Sur la base de cette étude, on se propose d’utiliser des matières issues de la biomasse pour élaborer des composites répondants aux critères du marché sur le plan mécanique, optique et électrique, permettant de concurrencer les produits pétroliers.
Méthodologie
Pour atteindre notre objectif on a procédé, dans une première étape, à la modification chimique les fibres cellulosiques (kraft, TMP et lin) par des molécules susceptibles de réagir avec les groupements hydroxyles de la fibre. Nous développons ainsi le protocole et l’analyse associée nous permettant, à partir de mesures macroscopiques, d’affiner notre compréhension des traitements chimiques à une échelle microscopique. Dans une deuxième partie, nous réalisons des renforts à base des fibres modifiées, dans une dernière partie, nous étudions l’effet des traitements chimiques sur les propriétés des composites à matrice polymérique.
Applications potentielles et retombées industrielles
Les fibres cellulosiques modifiées présentent des caractéristiques qui attirent une attention de plus en plus grande dans le renforcement des matériaux composites. De ce fait, de nombreuses technologies modernes ont fait appel à des matériaux composites dotés de propriétés que ne peuvent pas offrir les matériaux traditionnels (métaux, céramiques et polymères). Ces technologies trouvent une application dans des domaines tels que l’industrie aérospatiale, la construction automobile, la fabrication d’objets sportifs.
