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Modification des propriétés des composites à fibres végétales par association avec des fibres de carbone.

par CIMAP - publié le , mis à jour le

Variation du coefficient de diffusion et teneur en eau à saturation en fonction de la séquence d’empilement.

Les composites à base de fibres naturelles peuvent être une alternative intéressante aux composites conventionnels à base de fibres de verre, de carbone ou de kevlar. Pour ce faire, ils doivent non seulement présenter des propriétés mécaniques équivalentes à celles des composites conventionnels, mais également répondre à diverses exigences techniques. Parmi ces dernières la résistance aux conditions climatiques, en particulier à l’humidité, est un préalable. Le transport par capillarité, via les pores et les défauts à l’interface fibre / matrice polymère, joue un rôle important dans la reprise en eau des composites à base de fibres naturelles. En effet, les fibres naturelles, en raison de leur comportement hydrophile, sont connues pour être relativement difficiles à imprégner dans la matrice polymère qui est généralement hydrophobe. Ceci se traduit, dans un composite à structure stratifiée, d’une part par un taux de porosité élevé, et d’autre part par une cohésion interne entre les plis mal assurée.

Afin d’améliorer le comportement des composites renforcées par des fibres de lin, l’équipe PM2E du CIMAP a eu recours à l’hybridation avec des fibres de carbone en alternant dans la séquence d’empilement de stratifiés des plis de lin et des plis de carbone. Les plaques contiennent un taux volumique global de fibres compris entre 38% et 41%, avec un ratio V_lin/V_car =1,4. Elles sont constituées de 4 plis de tissu de fibres de lin et de 4 plis de tissu de fibres de carbone. Les essais de reprise en eau montrent que l’insertion de plis de fibres de carbone entraîne un effet barrière qui freine la diffusion de l’eau au sein du composite sans toutefois limiter le taux d’eau absorbé à saturation (figure). Ce travail se poursuit avec l’étude de la relation entre le taux de porosité et le processus d’endommagement (cohésion interne, délaminage…)

Alexandre VIVET
alexandre.vivet@unicaen.fr