Contribution à l'étude des propriétés thermo-hydro-mécaniques de composites non tissés lin poly-(propylène) à taux de porosités contrôlés pour applications automobiles PDF Download
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Author: Victor Gager
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Book Description
Utilisés dans la fabrication de pièces d'habillage intérieur automobile pour des applications semi-structurelles, les composites non-tissés lin/poly(propylène) doivent conserver leurs propriétés quelles que soient les conditions climatiques (température et humidité). Cela représente actuellement une limite à l'usage de ces matériaux pour certaines applications telles que les tablettes arrière de véhicules. Cer dernières ne conservent pas une rigidité suffisante lorsqu'elles sont sollicitées mécaniquement à des températures pouvant atteindre 80°C. L'objectif de ces travaux est de comprendre les mécanismes impliquant la baisse de rigidité de ces matériaux. Des composites non-tissés lin/poly-(propylène) et verre/poly-(propylène) dont le taux de porosités est compris entre 5 à 50% ont été caractérisés en traction, en flexion et en fluage sous différents environnements. Les influences de l'évolution de l'humidité relative, de la température ainsi que des phénomènes de ouplage thermiques et hygroscopiques sont considérés. Les résultats montrent que globalement, les biocomposites les plus sensibles à la variation des conditions environnementales que les composites renforcés par des fibres de verre. La hausse de la teneur en eau, induite par la sorption des fibres de lin. entraine une baisse de la rigidité du poly-(propylène) tandis que les fibres de lin ne sont que peu impactées si elles présentent une faible teneur en eau. Lorsque l'élévation de la température est associée à la présence en eau, la rigidité est considérablement diminuée. les résultats obtenus par ces travaux constituent une base de données. Ils permettront , à terme, de concevoir des structures en biocomposites performantes et ainsi élargir le champ d'applications de matériaux composites renforcés par des fibres végétales.
Author: Victor Gager
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Utilisés dans la fabrication de pièces d'habillage intérieur automobile pour des applications semi-structurelles, les composites non-tissés lin/poly(propylène) doivent conserver leurs propriétés quelles que soient les conditions climatiques (température et humidité). Cela représente actuellement une limite à l'usage de ces matériaux pour certaines applications telles que les tablettes arrière de véhicules. Cer dernières ne conservent pas une rigidité suffisante lorsqu'elles sont sollicitées mécaniquement à des températures pouvant atteindre 80°C. L'objectif de ces travaux est de comprendre les mécanismes impliquant la baisse de rigidité de ces matériaux. Des composites non-tissés lin/poly-(propylène) et verre/poly-(propylène) dont le taux de porosités est compris entre 5 à 50% ont été caractérisés en traction, en flexion et en fluage sous différents environnements. Les influences de l'évolution de l'humidité relative, de la température ainsi que des phénomènes de ouplage thermiques et hygroscopiques sont considérés. Les résultats montrent que globalement, les biocomposites les plus sensibles à la variation des conditions environnementales que les composites renforcés par des fibres de verre. La hausse de la teneur en eau, induite par la sorption des fibres de lin. entraine une baisse de la rigidité du poly-(propylène) tandis que les fibres de lin ne sont que peu impactées si elles présentent une faible teneur en eau. Lorsque l'élévation de la température est associée à la présence en eau, la rigidité est considérablement diminuée. les résultats obtenus par ces travaux constituent une base de données. Ils permettront , à terme, de concevoir des structures en biocomposites performantes et ainsi élargir le champ d'applications de matériaux composites renforcés par des fibres végétales.
Author: Justin Merotte
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Languages : fr
Pages : 246
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Proposer des solutions permettant de concevoir et de fabriquer des pièces automobiles performantes mais également respectueuses de l'environnement est devenu un enjeu majeur pour les équipementiers automobiles. Ces travaux de thèse s'inscrivent donc dans ce contexte de compréhension et d'amélioration des matériaux composites non-tissés aiguilletées renforcés par des fibres végétales. À partir d'un même matériau de base, il est possible d'obtenir des structures et des propriétés différentes grâce au contrôle du taux de porosités dans le matériau. On peut ainsi conférer au composite de bonne propriétés d'absorption acoustique à des taux de porosités élevés (50%) ou au contrainte privilégier la tenue mécanique du produit en les limitant. La structure du matériau et la liaison fibre/matrice vont évoluer avec la fraction de porosités et en résulteront des comportements mécaniques bien différents. Suivant le taux de porosité, les performances mécaniques seront donc principalement gouvernées par des paramètres différents tels que la liaison interfaciale ou le renfort. Dans un environnement automobile, les conditions climatiques (humidité et température) jouent un rôle prépondérant dans les performances des biocomposites non-tissés. En effet, l'adhérence fibre/matrice est essentiellement liée aux contraintes radiales compressives, qui sont largement influencées par l'état hygrométrique du renfort. Enfin, la valorisation les chutes de fabrication issues de la thermocompression pour modifier la structure du composite non-tissé a permis de développer un produit présentant un gain en rigidité significatif.
Author: Nicolas André Michel Martin
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Ces travaux de doctorat ont été menés dans le cadre d'un contrat CIFRE entre l'entreprise Van Robaeys Frères, l'UBS et l'IFREMER. Les travaux visent à mieux comprendre certains paramètres influençant les propriétés de fibres de lin et celles de matériaux composites. Nous avons tout d'abord mis en évidence l'influence du degré de rouissage du lin sur les propriétés mécaniques des fibres de lin et celles de matériaux composites injectés lin/polypropylène. Ensuite, à l'aide d'une étude comparative, nous avons montré qu'il est possible de réaliser des matériaux composites unidirectionnels aux propriétés mécaniques très proches à partir de filasse ou d'étoupes de lin. Puis, l'influence de l'architecture de trois renforts non tissés de lin sur les propriétés mécaniques de composites à matrice thermoplastique a été soulignée. L'anisotropie des propriétés mécaniques de ces matériaux a été mise en évidence. Enfin, la connaissance des propriétés mécaniques de fibres de lin produites par l'entreprise Van Robaeys Frères a été approfondie. On note une relation directe entre les propriétés mécaniques des fibres et celles de composites à renfort unidirectionnel. La relation est plus complexe dans le cas de composites injectés à fibres courtes.
Author: Arnaud Regazzi
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L'utilisation croissante de composites biosourcés dans des applications de plus en plus techniques pose le problème de la prédiction de leur vieillissement dans des conditions réelles d'utilisation. En effet l'environnement dans lequel ils évoluent, conjugue généralement des sollicitations de nature thermique, hydrique et mécanique. Le comportement complexe de chaque constituant (fibre et matrice, et même leur interface) et donc du matériau composite dans sa globalité vis-à-vis de ces dégradations restent mal connu.L'objectif de ce travail est d'apporter des éléments de réponse à cette problématique en étudiant, de manière extit{ex situ} et extit{in situ}, le comportement de biocomposites poly(acide lactique) renforcés de fibre de lin soumis à un vieillissement couplé thermo-hydro-mécanique. Pour différents taux de renfort, l'influence de la présence d'eau à différentes températures couplée ou non à des contraintes de fluage a été évaluée.Dans un premier temps, la caractérisation de ces biocomposites dans un environnement thermo-hydrique a permis d'identifier les phénomènes mis en jeu. Plusieurs propriétés physiques, chimiques, thermiques et mécaniques ont été déterminées au cours de la diffusion. Par la suite, les conséquences irréversibles des phénomènes de vieillissement sur ces propriétés ont été évaluées. Dans un troisième temps, l'introduction de sollicitations mécaniques comme facteur supplémentaire de vieillissement a permis d'apprécier les effets du couplage thermo-hydro-mécanique. Enfin un modèle de calcul par éléments finis a été mis au point afin de pouvoir simuler le comportement physique et mécanique des biocomposites dans un environnement thermo-hydrique donné.
Author: Jean Luc Toupe
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Pages : 191
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Dans ce projet de thèse, on tente d'optimiser les propriétés mécaniques (modules de flexion et traction, résistance à l'impact et contrainte maximale en traction) d'un composite de fibres de lin/plastique d'origine post-consommation en combinant deux voies d'optimisation (compatibilisation des phases et optimisation du procédé de fabrication) tout en tenant compte du coût de production du matériau. Dans la première partie, le composite a été optimisé par compatibilisation des phases. Pour ce faire, le meilleur additif était d'abord déterminé en analysant l'effet de plusieurs additifs appartenant à différentes catégories (agent de couplage classique, additif élastomère, et mélange d'additif élastomère/agent de couplage) sur les propriétés mécaniques, morphologiques et physiques (densité). Puis, la composition du matériau a été optimisée dans le but d'améliorer les propriétés mécaniques. Une fonction objective (ratio qualité/coût) a été définie afin de prendre en compte simultanément toutes les propriétés mécaniques et le coût de production. Dans la seconde partie, l'efficacité de la combinaison des deux voies d'optimisation, a été analysée. Pour ce faire, les paramètres du procédé de fabrication (extrusion suivie de l'injection) ont été optimisés en utilisant la composition optimale obtenue dans la première partie (combinaison des deux voies d'optimisation). Le ratio qualité/coût était également utilisé comme fonction objective. Par la suite, l'impact de l'optimisation combinée sur la microstructure (dimensions des fibres, cristallinité et propriétés moléculaires de la matrice) et les propriétés mécaniques du composite a été investigué. Les résultats ont montré que le meilleur additif était le EO-g-MAH/MAPP appartenant à la catégorie des mélanges d'additif élastomère/agent de couplage. En outre, la composition et les conditions de fabrication du composite étaient optimales lorsque sa performance mécanique globale était améliorée en donnant la priorité à la rigidité, et concomitamment à la rigidité et la résilience, respectivement. D'autre part, la combinaison des deux voies d'optimisation, au-delà d'une bonne adhésion interfaciale fibre-matrice, a favorisé un équilibre optimal entre la dégradation des composants et l'homogénéité du composite (bonne dispersion des fibres et des additifs dans la matrice), conduisant à de meilleures propriétés mécaniques. Cette procédure d'optimisation a permis d'améliorer toutes les propriétés mécaniques du composite, tout en étant efficace en termes de performance et de coûts.
Author: Fanny Destaing
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Languages : fr
Pages : 277
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Les éco-composites sont généralement obtenus en associant un renfort de fibres naturelles à une matrice polymérique. Etudier une association inédite de fibres et de polymère ne suffit pas, il faut que les propriétés du matériau résultant répondent à un cahier des charges adapté. Pour cela nous avons choisi d’associer du lin, fibre naturelle dont les propriétés sont parmi les plus proches de celles du verre et du PA11, thermoplastique bio-sourcé de haute performance. Le composite est élaboré par thermocompression. Une étude préliminaire visant à garantir la viabilité des composants lors de la mise en œuvre a d’abord été effectuée. Ainsi, on s’est intéressé à l’influence de l’exposition à haute température sur les propriétés des matériaux pris séparément. L’évolution de leurs propriétés mécaniques dans une gamme de températures d’usage (-20°C, 0°C, 20°C et 40°C) ainsi que l’effet du vieillissement hygrothermique ont été étudiés. Ensuite, les paramètres optimaux de mise en œuvre (température, pression) et le taux volumique de fibres ont été déterminés via les propriétés mécaniques d’un composite unidirectionnel 0° (pli élémentaire de notre composite final). Une étude approfondie des propriétés mécaniques en traction et l’endommagement du composite unidirectionnel puis du stratifié [0°-90°]4s a finalement été menée.
Author: Quentin Bourgogne
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Languages : fr
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L'immersion permanente dans le liquide de refroidissement et les fortes variations de températures inhérentes à certaines applications automobiles constituant un environnement défavorable aux composites plastiques, les effets de cet environnement sur ces matériaux doit être connus afin de permettre une conception fiable des composants. Cette thèse présente une étude expérimentale et théorique sur un PPS/GF 40 et sa matrice. Les variations de températures et le vieillissement du matériau lié à l'immersion dans le liquide de refroidissement ont été investiguées de manière expérimentale via des essais de tractions cycliques et monotones sur le plastique pur et sur le composite en faisant varier la proportion de glycol dans le liquide de refroidissement. Les résultats de ces essais ont permis l'identification des principaux phénomènes physiques à l'œuvre dans le PPS pur et responsables des évolutions de son comportement mécanique en fonction de cet environnement hydro-thermique. Ces observations expérimentales ont permis la mise en place d'un modèle phénoménologique traduisant le comportement complexe du PPS et de l'extrapoler pour différentes températures. Les effets du vieillissement ont été intégrés au sein de ce même modèle via l'établissement d'une équivalence température/immersion. A partir de l'étude réalisée sur la matrice PPS, le modèle proposé a été extrapolé au niveau du composite via une homogénéisation analytique de son comportement. Un certain écart a été observé entre la prédiction du comportement plastique et le comportement observé expérimentalement. Une investigation par éléments finis de la cohésion fibre/matrice par endommagement d'inter-phase a été menée afin d'expliquer ces différences. Ce travail a permis de mettre en exergue l'influence du vieillissement sur cette cohésion et de quantifier la perte de résistance de cette inter-phase induite par l'immersion. Enfin, une étude expérimentale en fatigue a été menée sur le composite. Les similitudes observées avec le comportement en quasi-statique ont permis de réutiliser des paramètres du modèle développé afin d'extrapoler les courbes de Wöhler pour différentes températures. Cette extrapolation étant alors possible, un modèle 1D a été développé afin d'estimer l'élévation de température induite dans le matériau suite aux phénomènes d'auto-échauffement induits par la sollicitation en fatigue, tout en prenant en considération les effets du vieillissement sur la microstructure du matériau.
Author: Alexandru Grumezescu
Publisher: Academic Press
ISBN: 0128043784
Category : Science
Languages : en
Pages : 926
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Book Description
Encapsulations, a volume in the Nanotechnology in the Agri-Food Industry series,presents key elements in establishing food quality through the improvement of food flavor and aroma. The major benefits of nanoencapsulation for food ingredients include improvement in bioavailability of flavor and aroma ingredients, improvement in solubility of poor water-soluble ingredients, higher ingredient retention during production process, higher activity levels of encapsulated ingredients, improved shelf life, and controlled release of flavor and aroma. This volume discusses main nanoencapsulation processes such as spray drying, melt injection, extrusion, coacervation, and emulsification. The materials used in nanoencapsulation include lipids, proteins, carbohydrates, cellulose, gums, and food grade polymers. Applications and benefits of nanoencapsulation such as controlled release, protections, and taste masking will be explained in detail. Includes the most up-to-date information on nanoencapsulation and nanocontainer-based delivery of antimicrobials Presents nanomaterials for innovation based on scientific advancements in the field Provides control release strategies to enhance bioactivity, including methods and techniques for research and innovation Provides useful tools to improve the delivery of bioactive molecules and living cells into foods
Author: Moghis U. Ahmad
Publisher: Elsevier
ISBN: 012809544X
Category : Science
Languages : en
Pages : 617
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Book Description
Fatty Acids: Chemistry, Synthesis and Applications is a comprehensive source of information about a wide range of industrially important fatty acids. This practical resource provides key insights into the chemistry, synthesis, industrial applications, derivatives, and analysis of fatty acids, and the chemical modifications that transform them for use in products from biodiesel fuels to pharmaceuticals. Written by a team of industry experts, Fatty Acids includes detailed descriptions of fatty acid crystallization, enzymatic synthesis, and microbial production. This book focuses heavily on the chemistry of trans fatty acids, with extensive explanations of their synthesis and measurement. Further, the book addresses advances in the analytical methodology, including mass spectrometry, of fatty acids as well as their derivatives. This book serves as a reference manual to a new generation of lipid scientists and researchers; a useful resource for oleochemical industries; and a valuable teaching aid for undergraduate and graduate students who are interested in fields related to the chemistry of oils, fats, and food. - Includes recent developments in the synthesis of fatty acid derivatives, as renewable raw materials for the chemical industry - Presents efficient synthetic methods for the dietary trans fatty acids in multi-gram scale allowing scientists and researchers to study dietary effects of individual trans fatty acids on human health - Addresses uses of fats and fatty acids in foods and nutrition - Identifies the roles of fatty acids and derivatives in cosmetic technology
Author: Xian Jun Loh
Publisher: Springer
ISBN: 9812871527
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 229
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Book Description
This book presents the research involving in situ gelling polymers and can be used as a guidebook for academics, industrialists and postgraduates interested in this area. This work summaries the academic contributions from the top authorities in the field and explore the fundamental principles of in situ gelling polymeric networks, along with examples of their major applications. This book aims to provide an up-to-date resource of in situ gelling polymer research.
