Optimisation des performances des composites renforcés par des fibres naturelles, de la caractérisation des fibres élémentaires à la tenue en service des structures

Les fibres naturelles, issues de la culture de plantes agricoles telles que le lin, le chanvre ou l’alfa, sont une alternative aux fibres synthétiques minérales ou pétro-sourcées. Les gains environnementaux de ces matériaux s’étalent tout le long du cycle de vie : production agricole locale des fibres, valorisation de co-produits agricoles, allègement massique des structures, valorisation en fin de vie. Le développement industriel des matériaux composites structurels à base de fibres naturelles nécessite de maîtriser et de comprendre l’ensemble de la chaîne de transformation depuis l’extraction des fibres jusqu’au comportement en service de ces matériaux. Depuis plusieurs années, l’équipe PM2E s’est investie sur ces thématiques. Avec des compétences allant de la caractérisation à faible échelle, en passant par l’étude du comportement mécanique sous environnement hygro-thermique jusqu’à la modélisation, les chercheurs de l’équipe PM2E apportent des réponses à la compréhension et la prévision des phénomènes multi-échelles et multi-physiques responsables du comportement de ces nouveaux matériaux.

État santé matière des matériaux composites pour structure EMR

L’énergie marine éolienne est un des leviers pour réduire la dépendance aux énergies fossiles et nucléaires de la France. La Normandie dont la façade maritime est une région parmi les plus favorables aux implantations de champ d’éolienne en mer. La maîtrise et la prédiction de l’état de santé matière des structures productrices d’énergie en milieu marin (éolienne et hydrolienne) est un facteur clé afin d’optimiser la durée de vie en service. PM2E s’intéresse à la tolérance aux dommages et au vieillissement hygro-thermique des pâles d’éolienne en matériaux composites sandwichs, en collaboration avec l’équipe Acoustique des Matériaux et des Structures du laboratoire LOMC du Havre. Plus récemment cette action s’est étendue aux interactions chimiques résine/eau de mer durant une réparation dû à un impact localisé.

Nouveaux gisements de matières premières pour composite bio-sourcé

Une des voies de l’optimisation des impacts environnementaux est la production locale des matières premières, et ainsi éviter des activités de transports parfois transcontinentales. L’équipe PM2E s’intéresse à la diversification et la valorisation des ressources issues de production agricole locale. L’objectif pour PM2E est de démontrer le potentiel technique de matériaux issues de ressources agricoles non exploitées par des filières industrielles conventionnelles. Parmi les actions engagées par PM2E on peut citer 2 collaborations avec des équipes de recherche locales et internationales

Avec l’équipe VAM²IN de l’école UniLaSalle implantée à Rouen, les chercheurs de PM2E ont étudié le potentiel de différentes agro-ressources non-valorisés en substitution des matières premières conventionnelles pour des applications dans les panneaux d’ameublement pour l’aménagement intérieur des bâtiments.

En collaboration avec le Laboratoire Structures de Composites et Matériaux Innovants (LSCMI) l’Université d’Oran, l’équipe PM2E s’intéresse au développement de matériaux composites bio-sourcés issus de matières premières locales telles que les tiges de palmier et la plante d’alfa, Stipa tenacissima, appelée aussi herbe du désert, pour la production matériaux sandwichs composites bio-sourcés.