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UNIVERSITE KASDI MERBAH OUARGLA Faculté des Sciences Appliquées Département de Génie Mécanique Mémoire ACADEMIQUE II MASTER Domaine : Sciences Appliquées Filière : Génie Mécanique Spécialité : Génie Productique Présenté par MAROUF Mohammed BAHRI Baba Sidi Thème Extraction et caractérisation des matériaux verts (biofibres) Soutenu publiquement Le : 23\05\2016 Devant le jury : Dr. BOUAKBA Mustapha Président UKM Ouargla Mr. GUEBAILIA Moussa Examinateur UKM Ouargla Mr. ISSASFA Brahim Encadreur UKM Ouargla Année Universitaire : 2015 / 2016

Extraction et caractérisation des matériaux verts … · UNIVERSITE KASDI MERBAH OUARGLA Faculté des Sciences Appliquées Département de Génie Mécanique Mémoire MASTER II ACADEMIQUE

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UNIVERSITE KASDI MERBAH OUARGLA

Faculté des Sciences Appliquées

Département de Génie Mécanique

Mémoire

ACADEMIQUE II MASTER

Domaine : Sciences Appliquées Filière : Génie Mécanique

Spécialité : Génie Productique

Présenté par MAROUF Mohammed BAHRI Baba Sidi

Thème

Extraction et caractérisation des matériaux verts

(biofibres)

Soutenu publiquement

Le : 23\05\2016

Devant le jury :

Dr. BOUAKBA Mustapha Président UKM Ouargla

Mr. GUEBAILIA Moussa Examinateur UKM Ouargla

Mr. ISSASFA Brahim Encadreur UKM Ouargla

Année Universitaire : 2015 / 2016

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Nos premiers remerciements vont à « ALLAH LE TOUT PUISSANT »

qui nous a permis d’accomplir à bien le présent travail.

Nous tenons aussi à exprimer nos sincères remerciements et notre

profonde reconnaissance à Mr ISSASFA Brahim, notre encadreur qui n’a

ménagé aucun effort pour nous prodiguer ses précieux conseils et

orientations.

Notre profonde gratitude va tout autant à Monsieur le président et

membres du jury qui ont accepté d’examiner le présent travail et nous

sommes convaincus que leurs observations, orientations et conseils, nous

seront très utiles pour la poursuite de notre parcours post universitaire.

Enfin nous tenons à remercier l’ensemble du corps enseignant, des

personnels administratifs de la faculté de génie mécanique et à tous ceux qui

nous ont aidé de prés ou de loin à la réalisation du présent mémoire.

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Ce modeste travail est dédié à:

Mes très chers parents (Mon Père Saleh, Ma Mère Malika) qui

m’ont guidé durant les moments les plus pénibles de ce long chemin,

mes Chers parents qui ont sacrifié toute leur vie afin de me voir

devenir ce que je suis, Mes Frères & Sœurs, Mes amis.

Et bien sur sans oublier toutes les personnes qui m’ont soutenu

durant mon cursus de formation, de l’école primaire à l’université.

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Ce modeste travail est dédié à:

Mes très chers parents (Mon Père Abdelkader, Ma Mère Fatma

Zohra) qui m’ont guidé durant les moments les plus pénibles de ce

long chemin, mes Chers parents qui ont sacrifié toute leur vie afin de

me voir devenir ce que je suis, Mes Frères & Sœurs, Mes amis.

Et bien sur sans oublier toutes les personnes qui m’ont soutenu

durant mon cursus de formation, de l’école primaire à l’université.

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Résumé :

Ce travail tient compte des contextes économiques, environnementaux et

mécaniques des bioproduits régionaux et locaux dans un milieu humide et/ou semi-

aride en Algérie. Ces derniers intègrent des mesures et des analyses de leurs

comportements mécaniques et environnementaux pour plusieurs axes prioritaires de

les recherches qui interviennent dans plusieurs secteurs tel que : le bâtiment,

l’ameublement, l’emballage, l’habillement, les loisirs, l'aéronautique et l’industrie

automobile qui sont des secteurs basés sur les matériaux renouvelable de biomasses

d'énergie ou de bioproduits. A ces effets notre travail s’appuie sur les compétences en

connaissance et caractérisation des biomasses telles que les libers de daphne gnidium.

Pour intégrer l'influence de la variabilité de ces ressources ainsi que les impacts

environnementaux dans l'optimisation des procédés à une échelle locale dans les pays

en voie du développement, cela nous en amène à conjuguer les efforts pour acquérir le

savoir faire en matière de recherches afin de mener des études exhaustives dans le

domaine écologique en vue d’identifier de nouvelles espèces présentant des principes

biomécaniques naturels utiles et utilisables aux développement technologiques.

Mots clés : matériaux composites, biomasse, fabrication bio-composites, Daphne

gnidium, biofibres, résine, comportement mécanique.

ملخص

لتحسين زاز( لالطبيعية النباتية )نبتة ال باأللياف من هذه المذكرة هو دراسة تقوية المواد الرئيسي الهدف ان

المواد هذه باستخدام يسمح مما كبير بشكل والصالدة والصدمة الشد مقاومة تزداد حيث والفيزيائية الميكانيكية خواصها

ات مثل: البناء، واألثاث، والتعبئة والتغليف، والمالبس، والطيران وصناعة السيار صناعية مختلفة مجاالت فيالمقواة

والقطاعات القائمة على المواد المتجددة.

كما أخذنا بعين االعتبار السياقات االقتصادية والبيئية والميكانيكية من المنتجات الحيوية المحلية في المناطق الرطبة و

املة في الشبه الجافة في الجزائر وهذا يقودنا إلى تضافر الجهود من أجل اكتساب معرفة من األبحاث إلجراء دراسات ش

المجال البيئي لتحديد األنواع الجديدة من النباتات المفيدة و القابلة لالستغالل واالستخدام في التطور التكنولوجي

زازلالنباتية، السلوك الميكانيكي، نبتة ال األلياف: المواد المركبة، الكلمات المفتاحية

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SOMMAIRE

Page

Introduction générale........................................................................................................... 1

Chapitre I : Etude bibliographique sur les fibres végétales

I -1-Introduction .................................................................................................................. 2

I -2-Les fibres végétales ...................................................................................................... 3

I -2 -1-Définition ................................................................................................................. 3

I -2-2-Classification des fibres végétales ............................................................................ 4

I -3-Structure d’une fibre végétale ...................................................................................... 6

I -4-Composition chimique ................................................................................................. 8

I -4-1-la cellulose ................................................................................................................ 9

I -4-2-la lignine ................................................................................................................... 9

I -4-3-Hémicelluloses ........................................................................................................ 10

I -4-4-Pectines ................................................................................................................... 11

I -5-Pourquoi utiliser des fibres végétales ? ...................................................................... 12

I -6-Aspect environnemental et réglementaire .................................................................. 13

I -7-Extraction des fibres végétales ................................................................................... 13

I -7-1-Rouissage biologique .............................................................................................. 14

I -7-2-Rouissage chimique ................................................................................................ 14

I -7-3-Rouissage mécanique .............................................................................................. 14

I -8-L’utilisation des biofibres .......................................................................................... 15

I -8-1-Secteur automobile ................................................................................................. 15

I -8-2-Secteur de textiles ................................................................................................... 18

I -9-Conclusion.................................................................................................................. 19

Chapitre II : Extraction et caractérisation en traction de cordon libers de daphne gnidium

et du composite

II -1-Introduction ............................................................................................................... 20

II -2-La plante Daphne gnidium ........................................................................................ 20

II -3-Présentation et description botanique ....................................................................... 20

II -4-Extraction de liber ..................................................................................................... 21

II -5-Fabrication de matériaux composites ........................................................................ 22

II -6-Préparation de la résine ............................................................................................. 22

II -7-Composite (daphne gnidium/résine) ......................................................................... 23

II -8-Découpage et dimensionnement des éprouvettes de traction ................................... 24

II -9-Caractérisations mécaniques ..................................................................................... 25

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II -10-Principe de la méthode de suivez le marqueur ........................................................ 25

II -11-Théories d’essai de caractérisation mécanique en traction d’un matériau .............. 27

II -12-Résultats et discutions ............................................................................................. 29

II -12-1-Traction des cordons en liber de daphne gnidium ............................................... 29

II -12-2-Traction des éprouvettes en résine (polyuréthane) .............................................. 31

Conclusion générale .......................................................................................................... 34

Références bibliographiques ............................................................................................. 35

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Liste des figures

Chapitre I : Etude bibliographique sur les fibres végétales

Page

Figure I.1 Les différentes formes de fibres. 4

Figure I.2 Classification des fibres végétales. 5

Figure I.3 Différents niveaux d’observation d’une fibres végétale. 6

Figure I.4 Schéma de principe de la structure d’une fibre végétale. 7

Figure I.5 Structure détaillée d’une fibre végétale. 7

Figure I.6 Structure de la molécule de cellulose. 9

Figure I.7 Les trois alcools constitutifs des lignines. 10

Figure I.8 Principaux glucides constituant les hémicelluloses. 11

Figure I.9 Structure de la pectine. 12

Figure I.10 Les technique de extraction des fibres. 15

Figure I.11 Composantes des Mercedes fabriqués à partir de composite renforcés par

divers fibres végétale.

16

Figure I.12 Exploitation des métaux verts dans le secteur automobiles. 17

Figure I.13 La conception de Mercedes-Benz BIOME par les biofibres. 18

Figure I.14 Chanvre et ortie. 18

Chapitre II : Extraction et caractérisation en traction de cordon libers de daphne

gnidium et du composite

Figure II.1 La Plante Daphne gnidium. 21

Figure II.2 Les étapes de fabrication de bio-tissu. 22

Figure II.3 Machine à vide. 23

Figure II.4 Composite daphne gnidium/résine. 24

Figure II.5 Eprouvettes de traction en composite. 24

Figure II.6 Système d’essais de traction. 25

Figure II.7 Moyens de mesure de déformation quelque soit transversal et/ou

longitudinale.

26

Figure II.8 logiciel DEFTAC. 27

Figure II.9 Courbe contrainte – déformation en traction d'un matériau composite. 29

Figure II.10 Courbes de comportement contrainte-déformation en traction.des cordons

demi épaisseur.

30

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Liste des figures

Figure II.11 Courbes de comportement contrainte-déformation en traction des cordons

Jeunes.

30

Figure II.12 Courbes contrainte-déformation des essais de traction des cordons vieux

de daphne gnidium.

31

Figure II.13 Courbes contrainte-déformation de traction des éprouvettes en

polyuréthane.

31

Figure II.14 Comportement contrainte/déformation de traction composite liber daphne

gnidium/ résine (polyuréthane).

32

Figure II.15 Courbe de comparaisons entre les comportements de tractions de trois

matériaux la résine et le composite de renfort fibre vieux et jeun.

33

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Introduction générale

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Introduction générale

Page 1

Introduction générale

Depuis plusieurs années, les constructeurs ont cherché à optimiser les matériaux pour

but d’utiliser dans des applications techniques. Cela a mené à l’apparition des matériaux

composites. Ces matériaux ont pour avantage d’être résistants et légers. Leur mise en œuvre et

leur permet de donner des formes complexes aux produits finaux.

Un matériau composite peut être défini comme l’assemblage de deux ou plusieurs

matériaux, l’assemblage final ayant des propriétés supérieures aux propriétés de chacun des

matériaux constitutifs. On appelle maintenant de façon courante matériaux composites des

arrangements de renforts (appelés aussi charges) qui sont noyés dans une matrice.

La matrice assure la cohésion et l’orientation de la charge. Elle permet également de

transmettre à la charge les sollicitations auxquelles est soumis le composite. Les matériaux

ainsi obtenus sont hétérogènes et souvent anisotropes.

Les matériaux composites sont aujourd’hui très utilisés partout autour de nous !

Aéronautique, transport, nautisme, sports et loisirs, mobilier…

Notre travail de recherche comporte principalement deux grandes titres le premier est

un étude bibliographique pour connaitre qu’est qu’ils existent dans la littérature, quel est

l’importance des matériaux vert et pour poser une réponse à la question de comparaison de

notre résultats existent dans le deuxième partie qu’il est définie par des essais mécanique de

tractions de différent matériaux (liber de daphne gnidium, résine, composite).

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Chapitre I

Etude bibliographique sur

les fibres végétales

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Chapitre I Etude bibliographique sur les fibres végétales

2Page

I -1-Introduction

Il existe de nombreuses variétés de fibres naturelles intervenant dans le renfort des

différents matériaux utilisés dans diverses industries. Les performances de ces fibres sont

variables et sont exploités en fonction du rôle structurel qu’elles apporteront à l’amélioration

des caractéristiques du matériau à renforcé.

Dans les régions désertiques, arides ou semi-arides, la végétation est certes rares à

cause de l’austérité du climat, caractérisé par :

- Températures élevés et très grandes amplitudes.

- Rareté des précipitations (pluies).

- Pauvreté des sols.

Toutefois nous pouvons facilement favoriser le développement d’une couverture

végétale en profitant de la présence des eaux de drainage des palmiers ainsi que des eaux

d’assainissement issues des stations d’épuration et/ou de traitement des eaux aux environs des

villes et agglomération.

Cette couverture végétale (d’où proviendront les fibres) ainsi crée permettra de rendre

disponibles des espèces végétales d’où peuvent être tirée à moindre cout, les fibres objets de

notre recherche et d’aménager par la même occasion de grandes zones (humides) de verdure

autour de villes permettent ainsi la création d’un microclimat et l’amélioration de conditions

environnementales.

Les fibres végétales sont couramment utilisées car ce sont les fibres les plus

disponibles. Leur structure complexe est assimilable à celle de matériaux composites

renforcés par des fibrilles de cellulose disposées en hélice. Pour comprendre l’origine de leur

comportement, il est nécessaire de connaître leur microstructure, présentée de manière

simplifiée.

L’utilisation de biocomposites, association d’un polymère biodégradable et de

biofibres (fibres biodégradables), présente des avantages en fin de vie. En effet, ceux-ci

permettent la réalisation de pièces qui, en fin de vie, peuvent être broyées puis incorporées

dans un compost.

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Chapitre I Etude bibliographique sur les fibres végétales

3Page

L’utilisation de fibres naturelles comme renfort de matériaux est souvent associé à une

démarche d’éco-conception, les impacts environnementaux sont évalués à l’aide d’analyse de

cycle de vie.

Il est par ailleurs nécessaire de remettre en cause des idées préconçues sur des sujets

tels que, par exemple, le vieillissement des fibres végétales en milieu humide, l’usage de

biocomposites en milieu sévère et l’adhérence entre fibres végétales et polymères. Sans nier la

complexité de ces domaines d’études, notons qu’il est possible de laver plusieurs fois une

chemise en fibres de lin, de réaliser des coques de bateaux en bois et de coller du bois pour

réaliser des charpentes en lamellé-collé.

Dans ce chapitre nous présenterons les propriétés et les caractéristiques des fibres

naturelles d’origine végétale permettant de relier leur structure à leurs propriétés dans le

matériau de base.

I -2-Les fibres végétales

I -2 -1-Définition

Une fibre végétale est une expansion cellulaire morte qui est principalement composée

de cellulose, d’hémicelluloses, de lignine et de pectines, Elle est soit isolée soit regroupée

avec d’autres en un faisceau. [1]

Il est primordial de ne pas confondre fibre unitaire (ou fibre élémentaire) et faisceau de

fibres. Une fibre unitaire correspond à une cellule élémentaire fibreuse, qui, regroupée avec

d’autres, forme un faisceau de fibre : le lien interstitiel entre les fibres unitaires étant composé

principalement de pectines et d’hémicelluloses. Ce sont généralement ces faisceaux de fibres

qui sont communément appelés (fibres végétales). [2]

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Chapitre I Etude bibliographique sur les fibres végétales

4Page

Fibre unitaire regroupement faisceau de fibres regroupement

de fibres unitaires de faisceaux de fibres

Figure I.1 Les différentes formes de fibres. [3]

I -2-2-Classification des fibres végétales

Il existe plusieurs méthodes de classification, dans ce section on choisir trois procédés :

Nous pouvons subdiviser les fibres végétales en 5 groupes selon leur origine (figure

I.2) . Les fibres provenant des poils séminaux de graines (coton, kapok), les fibres libériennes

extraites de liber de plantes (lin, chanvre, jute, ramie), les fibres extraites de feuilles (sisal,

abaca), d’enveloppes de fruits (noix de coco) ou les fibres dures extraites des tiges de plantes.

[4].

Les fibres peuvent être classées suivant leur teneur en cellulose, en hémicellulose et en

lignine. On distingue alors les fibres ligneuses (dures et rigides telles que celles provenant du

bois) et les fibres non ligneuses (douces et souples dérivées de végétaux non ligneux souvent

annuels tels que le jute et le sisal).

Une troisième classification peut se faire suivant la longueur :

-les fibres longues et douces (fibres libériennes).

-les fibres longues, dures et rigides (provenant des feuilles et des troncs d’arbres).

-les fibres courtes, dites encore étoupes, elles associées aux fibres longues. [5]

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Chapitre I Etude bibliographique sur les fibres végétales

5Page

Figure I.2 Classification des fibres végétales.

Coton

Grain

Kapok

Feuille

Sisal

Abaca

Coco Fruit

Les fibres

végétales

Lin

Tige

(Liberiennes)

Chanvre

Daphne

gnidium

Tige (Dures)

Ramie

Alfa

Mais

Bambou

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Chapitre I Etude bibliographique sur les fibres végétales

6Page

I -3-Structure d’une fibre végétale

La fibre végétale peut être assimilée à un matériau composite dont le renfort est assuré

par les fibrilles de cellulose enrobées d’une matrice formée d’hémicellulose et de lignine.

Les fibrilles sont organisées en hélice et forment un angle avec l’axe de la fibre appelé

« angle microfibrillaire » (figure I.3). [6]

Figure I.3 Différents niveaux d’observation d’une fibres végétale. [7]

cellules végétales

paroi des cellules végétales

lignine

hémicellulose

cellulose

molécules de sucre

Glucose

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Chapitre I Etude bibliographique sur les fibres végétales

7Page

Figure I.4 Schéma de principe de la structure d’une fibre végétale.[7]

La structure de la fibre végétale est donnée dans la figure suivant :

Figure I.5 Structure détaillée d’une fibre végétale. [8]

fibrilles de cellulose

ɵ

ɵ : angle microfibrillaire

Paroi secondaire

Paroi primaire

Lamelle moyenne

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Chapitre I Etude bibliographique sur les fibres végétales

8Page

- La lamelle moyenne est la couche intercellulaire. Elle constitue un ciment formé de

pectine d’où le caractère hydrophile et polyanionique de cette enveloppe. Son

épaisseur varie entre 0.5 et 1.5 µm. [9]

- La paroi primaire dont l’épaisseur varie entre 1 et 3µm renferme de l’eau (90%), de la

cellulose (80%), d’hémicellulose, de lignine (parfois), d’extractibles ainsi que de

substances pectiques. Les microfibrilles cellulosiques enchevêtrées forment un réseau

poreux. Cette paroi constitue une continuité à lamelle moyenne et présente une grande

élasticité.[10]

- A paroi secondaire est rigide et inextensible à cause de l’absence de pectines et la

présence d’une structure fibrillaire très compacte due au degré de cristallinité élevé de

la cellulose. Elle est riche en lignine, en cutine et en subérine, par contre, elle est peut

hydratée (<20%). Cette paroi est formée de trois sous-couches qui sont :

- La couche S1 est constituée de microfibrilles croisées formant un angle compris entre

60° et 80° par rapport à l’axe de la cellule. Son épaisseur est comprise entre 0.1et

0.35µm.

- La couche S2 est la partie la plus volumineuse de la paroi. les microfibrilles se

présentent en hélice en formant un angle de 5° à 50° par rapport à l’axe de la cellule.

Son épaisseur varie entre 1 et 10 µm. elle présente 15 85% de l’épaisseur totale de la

couche.

- La couche S3 présente une épaisseur entre 0.5 et 1.1 µm. dans cette couche, les

microfibrilles sont orientées suivant un angle variant entre 60° et 90° par rapport à

l’axe de la cellule.

I -4-Composition chimique

A l’échelle microscopique, une fibre est constituée de couches concentriques qui se

différencient par leur épaisseur, leur composition chimique et leur structure.

Chaque couche est composée de microfibrilles qui, à l’échelle nanoscopique, sont

constituées de chaînes de cellulose cristallisée noyées dans une matrice amorphe

d’hémicellulose, de lignine et de pectine principalement :

I -4-1-la cellulose

C’est un polymère régulier du glucose, de formule (C6H10O5)n. Des liaisons

hydrogène intramoléculaires et intermoléculaires, dues aux nombreux groupements

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Chapitre I Etude bibliographique sur les fibres végétales

9Page

hydroxyles de la chaîne, favorisent l’arrangement de celle-ci en domaines cristallins, avec des

zones amorphes à intervalle d’environ 30 nm (voir la figure I.6).

Figure I.6 Structure de la molécule de cellulose. [11]

Les micros fibrilles de cellulose forment un système élastique de résistance

mécanique, chimique et thermique. La cellulose est responsable de l’essentiel des propriétés

mécaniques du bois.[11]

I -4-2-la lignine

Ce sont des polymères tridimensionnels complexes, essentiellement phénoliques, et

dont la structure est différente selon la famille de bois et les éléments morphologiques (fibres,

rayons, vaisseaux).

Les lignines sont totalement amorphes, et présentes dans la lamelle mitoyenne sous

forme d’un réseau 3D aléatoire ainsi que dans la paroi secondaire sous forme d’un réseau 2D

organisé. Les trois monomères sont des alcools phénylpropénoïques : p-coumarylique (1),

coniférilique (2) et sinapylique (3) (voir la figure I.7).

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Chapitre I Etude bibliographique sur les fibres végétales

01Page

Figure I.7 Les trois alcools constitutifs des lignines.[11]

I -4-3-Hémicelluloses

On désigne par hémicellulose tout polysaccharide soluble dans l’eau et pouvant être

extrait de la paroi des cellules végétales par des solutions acides.

Les hémicelluloses sont une classe de polymères très variés (de nombreux monomères

et de nombreux branchements différents). Elles sont donc assez mal définies.

Dans leurs états naturels, leur structure est fonction de l’espèce végétale. Elles ont un

degré de polymérisation compris entre 200 et 300.

La figure (I.8) montre les unités monosaccharidiques les plus représentatives des

différentes familles d’hémicelluloses. Ce sont des polysaccharides dont la chaîne principale

linéaire est constituée respectivement de xylose, de mannose et de galactose [12].

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Chapitre I Etude bibliographique sur les fibres végétales

00Page

Figure I.8 Principaux glucides constituant les hémicelluloses. [12]

I -4-4-Pectines

Les pectines jouent un rôle capital dans l’architecture de la paroi végétale. Ces

substances pectiques sont présentes avec des proportions variées dans la plupart des végétaux

(environ 1% dans le bois). Elles jouent le rôle de ciment intercellulaire et contribuent à la

cohésion des tissus végétaux. [13]

Sur le plan structural, les pectines sont une famille de polysaccharides complexes qui

contiennent un enchaînement d’unités d'acide α-D-galacturonique liées entre elles par des

liaisons α (1-4), interrompu par la présence d'unités L- rhamnopyranose.

Les pectines portent aussi des subsistances non sucrées, essentiellement le méthanol,

l’acide acétique, l’acide phénolique et parfois des groupes d’amide. L’estérification des

résidus d’acide galacturonique avec le méthanol ou l’acide acétique est une caractéristique

qui joue un rôle très important sur les propriétés physicochimiques des pectines

particulièrement sur la formation de gel. [14]

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Chapitre I Etude bibliographique sur les fibres végétales

02Page

Figure I.9 Structure de la pectine. [14]

I -5-Pourquoi utiliser des fibres végétales ?

Les fibres végétales possèdent de nombreux avantages quant à la formulation de

matériaux, en dehors de leur capacité même à stocker du dioxyde de carbone et de leur

caractère renouvelable du fait d’une production annuelle.

-les propriétés mécaniques confèrent de bonnes qualités de renfort, comparables aux fibres de

verre, qui sont intéressantes pour l’ensemble du secteur des composites.

-La faible densité est un atout majeur, pour alléger les matériaux, notamment pour le secteur

des transports.

-La résistance thermique et l’absorption phonique sont des qualités essentielles pour le

marché de l’isolation.

-les propriétés de surface peuvent permettre aux fibres végétales d’avoir une fonction de

filtration.

-la biodégradabilité de ces produits végétaux semble avantageuse d’un point de vu

environnemental, notamment dans le secteur des emballages.

Elles permettent plus largement aux industriels des matériaux de réduire leur dépendance vis-

à-vis du pétrole.

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Chapitre I Etude bibliographique sur les fibres végétales

03Page

I -6-Aspect environnemental et réglementaire

Les nanocelluloses sont une matière première naturelle issue de la biomasse végétale,

renouvelable et présente en grande quantité partout sur la planète. Les biocomposites,

constitués de matrice ou/et de renfort d’origine naturelle, sont faciles à valoriser par

compostage. Toutefois, en ce qui concerne les biocomposites intégrant uniquement le renfort

ou la matrice d’origine végétale, il n’existe pas de filière de recyclage : pour cela, il faudrait

envisager la séparation des constituants, ce qui, actuellement, n'est pas viable

industriellement.

Par ailleurs, des doutes subsistent sur les conséquences potentielles des nanocelluloses

sur l’environnement et la santé. Jusqu’à présent, aucun réel danger n’a été détecté dans

l’utilisation des biomatériaux, quelles qu’elles soient. Cependant, les protocoles d’études

toxicologiques sont toujours en développement. À chaque nanoparticule correspond un

protocole, ce qui explique la durée nécessaire pour affirmer si les nanocelluloses représentent

ou non un danger pour la santé. Le développement de matériaux composites à base de fibres

naturelles présente de nombreux avantages du fait de leur biodégradabilité, faible coût, faible

masse volumique et qu’elles sont dérivées d'une ressource naturelle renouvelable. Différents

types de fibres végétales sont utilisées comme renfort dans des matériaux composites, telles

que le sisal, le lin, le jute, le chanvre, le alfa et d'autres fibres naturelles.

I -7-Extraction des fibres végétales

L’extraction de fibres végétales est un procédé classique. Le filage des fibres nécessite

des transformations : extraction et purification la matière première ou brute en une forme

filable.

Vu la diversité des matières brutes, le procédé d’extraction diffère d’un type à l’autre.

Pour le coton, les fibres sont sous une forme plus ou moins filable. Certains traitements sont

indispensables (élimination des graines etc...).

Par contre, d’autres types se récoltent sous forme de tiges. Donc l’extraction des fibres

ultimes (filables) est nécessaire. Au cours de l’extraction, on élimine les liants comme les

pectines et la lignine. Les fibres obtenues sont appelées les fibres ultimes.

Selon la nature et le domaine d’utilisation des fibres, de différents types de traitements sont

proposés : mécaniques, chimiques et biologiques (bactéries et enzymes.

Les différentes techniques d’extraction sont :

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Chapitre I Etude bibliographique sur les fibres végétales

04Page

I -7-1-Rouissage biologique

C’est une méthode d’extraction traditionnelle. Le principe repose sur l’utilisation des

bactéries de l’environnement pour dissoudre les extractibles. Certaines bactéries, telles que

Bacillus et Clostridium, utilisées lors du rouissage à l’eau et certains champignons comme

Pusillus et Fusariuslaterium, sont utilisées lors du rouissage à la rosée. Ces derniers se sont

révélés très efficaces pour l’élimination des substances non cellulosiques des plantes et libérer

la fibre [15]. Malgré le temps d’extraction relativement long, le rouissage atmosphérique

fournit des fibres de qualité. On note que le contrôle de la qualité de la fibre n’est pas aisé.

I -7-2-Rouissage chimique

Des solutions alcalines ou acides doux sont souvent utilisées pour le rouissage.

L’introduction des enzymes accélère le processus de libération de la fibre. L’alcali le plus

utilisé est la soude caustique. Les acides doux comme l’acide sulfurique et l’acide oxalique en

combinaison avec un détergent sont aussi utilisés pour l’extraction des fibres. On note que la

proportion des constituants de la solution de traitement détermine la qualité des fibres

extraites.

A titre d’exemple, le procédé Kraft (angl. Kraft pulping ou sulfate process) est utilisé

pour délignifier de la matière cellulosique comme le bois. C’est une cuisson chimique de 2

heures dans une solution aqueuse (NaOH) et de sulfure de sodium (Na2S) à la température de

170°C à 175°C [16]. Les anions d’hydroxyde (OH-) et sulfuryl (SH-) dégradent la lignine,

l’hémicellulose et les pectines par dissolution.

I -7-3-Rouissage mécanique

La séparation mécanique quant à elle utilise des machines à décortiquer : le vapocraquage,

l’ammoniaque et le process Tilby. Cette dernière se révèle efficace notamment dans

l’extraction des fibres de canne à sucre, de maïs et d’autres plantes cellulosiques. L’avantage

de ce process est de réaliser une extraction sans désintégration des constituants [17].

La figure (I.10) résume la plupart des procédés de séparation des fibres utilisés de nos jours.

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Chapitre I Etude bibliographique sur les fibres végétales

05Page

Technique d’extraction des fibres

Traditionnel Mécanique Chimique Biologique

-Rouissage -Rouissage atmosphère -Rouissage atmosphère -Décortication Mécanique

-Mécanique -Mécanique -Mécanique -Biologique enzymes

-Cotonisation -chimique

Figure I.10 Les technique d’extraction des fibres.

I -8-L’utilisation des biofibres

L’utilisation de biocomposites, association d’un biopolymère (polymère

biodégradable) et de biofibres (fibres biodégradables), présente des avantages pour le

recyclage. En effet, ils permettent la réalisation de pièces qui, en fin de vie, seront broyées

puis incorporées dans un compost.

Aujourd’hui, on redécouvre les propriétés des fibres naturelles, telles que le lin, le

chanvre, le jute, le bambou, le kénaf, le sisal. Environ 40 000 tonnes de fibres naturelles sont

utilisées dans l’industrie des composites, à 95 % dans l’automobile, et le restant dans la

bagagerie. Leur usage devrait exploser pour atteindre 120 000 tonnes en 2020. [18]

En Europe, les biofibres représenteraient déjà une part de 13 % du volume de fibres

utilisées, et l’utilisation de ces fibres fait l’objet de recherches intenses. La France, premier

producteur mondial de fibres de lin, a un atout important à jouer, en organisant la filière de

production pour garantir la continuité de la qualité des fibres.

Déjà, le Français Lineo a développé toute une gamme de produits à base de lin

destinés au marché des composites.

I -8-1-Secteur automobile

L'avantage des fibres naturelles pour la fabrication de composites vient de son bas

prix, à sa faible densité (environ la moitié du verre), à de bonnes propriétés spécifiques de

solidité et à la séquestration du CO2. L'amélioration de l'adhésion entre les biofibres et la

matrice, qui est cruciale dans la conception de structures automobiles à hautes performances,

peut être réalisée par un traitement approprié des fibres. L'objectif final du projet est de

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Chapitre I Etude bibliographique sur les fibres végétales

06Page

remplacer ou de compléter les précurseurs actuels à base de pétrole par de nouveaux

biocomposites à hautes performances. La recherche aborde l'utilisation de plates-formes de

thermoplastique et de plastique thermodurcissable pour mettre au point de nouveaux

biomatériaux qui, de plus, sont renouvelables, écologiques et ont un moindre bilan carbone.

Figure I.11 Composantes des Mercedes fabriqués à partir de composite renforcés par

divers fibres végétale. [19]

Au début des années 2000, les ventes annuelles de véhicules légers aux États-Unis ont

culminé à 17,4 millions, et sont restés à plus de 16 millions d'unités à 2007.

En 2008, cependant, la bulle éclata véhicule à moteur, de même que d'autres bulles liés

au financement de la dette. Parce que les fournisseurs, les concessionnaires et les assembleurs

un accroissement des capacités au cours de la première partie de la décennie, un grand

nombre étaient vulnérables lorsque les ventes ont soudainement commencé à décliner.

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Chapitre I Etude bibliographique sur les fibres végétales

07Page

L'emploi dans l'industrie automobile avait diminué depuis le début des années 2000,

mais cette baisse s’est accélérée dans les années 2008 à 2009 de la récession que les

constructeurs automobiles et les fournisseurs capacités rationalisée.

Figure I.12 Exploitation des métaux verts dans le secteur automobiles.[19]

Le véhicule BIOME symbiose Mercedes-Benz est constitué d'un matériau ultra-léger

Biofibre appelé et fait pencher la balance à seulement environ 394 kg. Ce matériau est

beaucoup plus léger que le métal ou en plastique, mais plus robuste que l'acier.

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Chapitre I Etude bibliographique sur les fibres végétales

08Page

Figure I.13 La conception de Mercedes-Benz BIOME par les biofibres. [20]

I -8-2-Secteur de textiles

Les fabricants du textile cherchent à se tourner vers les énergies renouvelables pour

modifier leurs matières première set promouvoir les “éco-textiles” et dans le meilleur des cas,

en unissant le bon design à une fabrication éthique. La composition des textiles est en pleine

mutation et les vêtements écologiques fleurissent.

Les tissus alternatifs ne se limitent pas au déjà très populaire coton bio et les

alternatives permettant de réduire l’impact environnemental de l’industrie textile, qui reste

l’une des plus polluantes, sont nombreuses : bambou, chanvre, ananas, paille de riz, maïs

fermenté ou déchets agricoles comme les plumes de poulet. Alors ayons la fibre écolo en

intégrant ces vêtements composés de matières biologiques dans nos placards !

Les textiles et les fibres modernes contiennent souvent des substances néfastes à

l’environnement et à la santé comme vous le verrez dans cet article de fon :Un textile écolo

qui a la fibre verte, c’est quoi au juste ?.

Figure I.14 Chanvre et ortie. [21]

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Chapitre I Etude bibliographique sur les fibres végétales

09Page

I -9-Conclusion

L’exploitation de fibres végétales dans les matériaux composites devient une

pratique courante, encouragée par une demande forte en produits biosourcés et sains. C’est

parmi les causes de multiples recherches sont menées actuellement sur la valorisation de

différents types de fibres lignocellulosiques. Cette étude bibliographique nous a permis de

faire le point sur les avantages que peuvent apporter les fibres végétales par rapport aux fibres

traditionnelles d’origine synthétique : faible densité, bonne propriétés mécaniques, faible cout,

ressource renouvelable, qualité écologique ;…etc. et de connaitre aussi les paramètres

influençant sur les propriétés finales des matériaux composites. Ces paramètres sont liés

principalement à la structure des fibres et aux procédés de leur mise en œuvre.

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Chapitre II

Extraction et caractérisation

en traction de cordon libers

de daphne gnidium et du

composite

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Chapitre II Extraction et caractérisation en traction de cordon libers de daphne gnidium et du composite

Page 20

II -1-Introduction

Dans ce chapitre, nous avons expliqué la méthode de l’extraction des fibres à partir de

la plante Daphne gnidium pour utiliser comme renfort des matrices de polymère et on expose

le procédé de fabrication des échantillons du composite de fibres de daphne gnidium, qui ont

fait l’objet de nos expérimentations.

Nous avons aussi exposées, les caractéristiques des fibres végétales de daphne

gnidium, en outre, nous avons donné les modes opératoires des différents essais réalisés dans

la partie expérimentale, dans le but d’une bonne interprétation des différents résultats

expérimentaux.

Nos expérimentations se sont limitées à l’essai de traction. Les différents éprouvettes

(fibres, résine, composite) étudiés sont présentés ainsi que les techniques expérimentales et

d’analyses. Dans le cadre de notre travail, le composites est élaboré de résine polyuréthane

renforcé par des fibres naturelles de daphne gnidium.

II -2-La plante Daphne gnidium

Noms vernaculaires

Nom arabe : Lazzaz.

Nom français : Garou, Daphne Garou, Thymèle, Saint Bois.

Nom anglais : Flax-leaved Daphne [22].

II -3-Présentation et description botanique

C'est un arbuste des garrigues méditerranéennes et des sables atlantiques, existe dans

tout le Tell de l’Algérie particulièrement en Nord-est (Annaba, Skikda, Guelma, Taraf,

Constantine).

C'est un arbrisseau de 60 cm à 2 m de haut ou plus, à feuilles persistantes ou caduques,

à rameaux minces très feuillés, lisses, ovales-oblongues, aiguës, glanduleuses dessous ,les

fleurs blanches petites et tubulaires, poilues sur le calice, souvent odorantes sont groupées en

panicules terminales. Floraison de mars à octobre. Le fruit est une drupe ovoïde, rouge

orangé. [22]

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Chapitre II Extraction et caractérisation en traction de cordon libers de daphne gnidium et du composite

Page 21

Figure II.1 La Plante Daphne gnidium [notre travail].

II -4-Extraction de liber

Le temps de la récolte de Daphne gnidium figure (II.1) est fin du moi d’avril et mai.

Ne dépasse pas 48 heurs après la récolte pour la facilitée de étirage du liber comme montre

dans la photographe B. Puis, laisse le bioproduit sécher dans l’air ambiant pendant une

semaine ou plus d’après cette durée le liber sera près a utilisé.

Dans notre travail tresser les cordons de liber comme tissu photo D. figure (II.2) :

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Chapitre II Extraction et caractérisation en traction de cordon libers de daphne gnidium et du composite

Page 22

Figure II.2 Les étapes de fabrication de bio-tissu.

II -5-Fabrication de matériaux composites

Les étapes de préparation se résument comme suite :

Préparation de la résine polyuréthane.

Préparation bio-tissu.

Collage des renforts à l’aide de la résine polyuréthane.

II -6-Préparation de la résine

La résine à utilisée de notre travail est polyuréthane constituée de deux éléments 50%

de Polyol (ALLRANE HR001-0007 AW) et 50% de Isocyanate (ALLRANE HR001)

mélangée entre elle jusqu’à homogénéisation avant sa l’utilisation il faut vidée les billes d’air

par une machine à vide (Vacuum figure II.3).

1- Duramen (bois mort)

2- Aubier (bois vivant)

3- Cambium

4- Liber

5- Phelloderme

(écorce)

Constitution d’une branche

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Chapitre II Extraction et caractérisation en traction de cordon libers de daphne gnidium et du composite

Page 23

Figure II.3 Machine à vide.

II -7-Composite (daphne gnidium/résine)

Immerger le libers dans la résine puis enlever les bille d’air par la machine de vidage

figure (II.3) dont, on place l’ensemble dans la chambre à vide et allumer le moteur jusqu’à

une pression de 0.175 atm à l’interieur de la chambre à vide. Laisse le composite 12 heurs

figure (II.4 ) en plain d’air avec une température ambiante .

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Chapitre II Extraction et caractérisation en traction de cordon libers de daphne gnidium et du composite

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Figure II.4 Composite daphne gnidium/résine.

II -8-Découpage et dimensionnement des éprouvettes de traction

La plaque quelque soit en composite ou en résine sec découpées des éprouvettes d’essai de

traction en utilisant la norme ISO 3167 pour la forme et le dimensionnement figure (II.5). [23]

Figure II.5 Eprouvettes de traction en composite.

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Chapitre II Extraction et caractérisation en traction de cordon libers de daphne gnidium et du composite

Page 25

II -9-Caractérisations mécaniques

Les types d’essai mécaniques (traction) sont effectués à l’aide d’une machine

universelle d’essai mécanique. Le banc d’essai est équipé de mors manuel serrant et d’une

cellule de force ayant une capacité de 5kN.

Son pilotage se fait par le logiciel qui permet à la fois de consigner les paramètres

d’essais, d’acquérir et de traiter les données. Pour plus des résultats (coefficient de Poisson, la

déformation sur la largeur de l’éprouvette) en utilisant une camera IS-800 a 5 M pixel de

précision le logiciel de mesure en surface des déplacements par suivi de marqueurs qui

consiste à mesurer les composantes planes du déplacement d’une surface plane. Elle permet

alors de déterminer les composantes planes du tenseur gradient de transformation et d’accéder

aux composantes planes du tenseur des déformations sous certaines hypothèses

(transformation axisymétrique ou isochore, petites déformations…).

Figure II.6 Système d’essais de traction.

II -10-Principe de la méthode de suivez le marqueur

La méthode de suivi de marqueurs consiste à suivre une série de marqueurs en forme

de taches disposées à la surface de la pièce étudiée, au cours du chargement.

Une caméra (CCD ou CMOS) enregistre une image numérique des marqueurs à

chaque configuration de la pièce. Les coordonnées des marqueurs dans chaque image sont

obtenues à partir du calcul du centre géométrique pondéré par l’intensité des niveaux de gris.

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Chapitre II Extraction et caractérisation en traction de cordon libers de daphne gnidium et du composite

Page 26

Par différence des positions entre deux configurations, on peut calculer le déplacement de

chaque tache et déterminer le mouvement et la déformation de la pièce. Le calcul est réalisé

automatiquement soit en temps réel durant l’essai, soit après l’acquisition des images. Le

suivi de 4 taches est nécessaire pour obtenir les composantes planes du gradient de

transformation. L’étude de 2 taches donne uniquement le gradient dans la direction des taches.

Figure II.7 Moyens de mesure de déformation quelque soit transversal et/ou

longitudinale.

Cette méthode de suivi de marqueurs 2D est développée dans un logiciel Deftac. Les

performances de Mesure surfacique sans contact ce logiciel sont déplacements de 0.01 μm à

plusieurs dizaines de mm (fonction du système d’observation utilisée pour obtenir les images

numériques) Déformations de 0.1% à plusieurs centaines de pourcentage. Les moyens

Caméras numériques avec une objective photo ou couplées à un microscope optique.

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Chapitre II Extraction et caractérisation en traction de cordon libers de daphne gnidium et du composite

Page 27

Figure II.8 logiciel DEFTAC.

II -11-Théories d’essai de caractérisation mécanique en traction d’un

matériau

Les essais de traction mesurent l’évolution de la force de traction en fonction du

déplacement. Les propriétés mécaniques comme la résistance mécanique, la déformation à la

rupture et à la contrainte maximum, ainsi que la rigidité du matériau sont calculées à partir de

la courbe de traction. La contrainte de traction (Equ.II-1) au cours de l’essai équivaut à :

𝛔𝒙𝒙(𝐭) =𝐅𝒕𝒓𝒂𝒄𝒕𝒊𝒐𝒏(𝐭)

𝐒 (Equ.II-1).

Avec xx(t), la contrainte de traction dans l’axe longitudinale x au cours de l’essai

Ftraction(t), la force de traction mesurée lors de l’essai de traction S, la surface de la section

transversale de l’éprouvette testée. La déformation de l’éprouvette est le rapport entre

l’allongement, mesuré lors de l’essai et la longueur initiale avant déformation (Equ.II-2).

𝛆𝒙𝒙(𝐭) = 𝐥𝐢𝐦𝐥→𝟎

∆𝐋(𝐭)

𝐥=

∆𝐋(𝐭)

𝐋𝟎 (Equ.II-2).

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Chapitre II Extraction et caractérisation en traction de cordon libers de daphne gnidium et du composite

Page 28

Avec xx(t), la déformation longitudinale suivant l’axe x.

L(t), l’allongement de l’éprouvette au cours de l’essai.

L0, la longueur initiale de l’éprouvette testée.

Dans la partie élastique du comportement du matériau l’évolution de la force de

traction est proportionnelle au déplacement imposé. Considérant la loi de Hooke(1678), il est

possible de déterminer le module d’élasticité du matériau ou Module d’Young E comme suit

(Equ.II-3).

𝛔𝒙𝒙 = 𝐄𝛆𝒙𝒙 ⟺ 𝐄 =𝐅𝒕𝒓𝒂𝒄𝒕𝒊𝒐𝒏.𝐋𝟎

𝐒.∆𝐋 (Equ.II-3).

Dans le cas d’une sollicitation uniaxiale, en touts points matériels, les contraintes

tangentielles sont nulles (Equ.II-4).

𝛕𝐱𝐲 = 𝛕𝐱𝐳 = 𝟎 (Equ.II-4).

Pendant l’essai de traction la longueur de l’éprouvette augmente et sa section diminue.

Des mesures montrent que cette contraction est proportionnelle à l’allongement et est définie

par (Equ.II-5).

(𝐥−𝐥𝟎

𝐥𝟎) = −𝝂 (

𝐋−𝐋𝟎

𝐋𝟎) (Equ.II-5).

Exprimée avec les déformations, la relation devient (Equ.II -6).

𝛆𝐲𝐲 = −𝝂𝛆𝐱𝐱 (Equ.II-6).

Les essais de traction permettent de déterminer les propriétés mécaniques suivantes :

Le module d’Young E en MPa.

La contrainte à rupture rupture au point B en MPa :

σ𝑟𝑢𝑝𝑡𝑢𝑟𝑒 =F𝑟𝑢𝑝𝑡𝑢𝑟𝑒

S

La contrainte maximum max qui caractérise la résistance du matériau au point

A en MPa.

σ𝑚𝑎𝑥 =F𝑚𝑎𝑥

S

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Chapitre II Extraction et caractérisation en traction de cordon libers de daphne gnidium et du composite

Page 29

La déformation à rupture rupture qui est la déformation du matériau au moment

de sa rupture totale (point B) :

ε𝑟𝑢𝑝𝑡𝑢𝑟𝑒 =ΔL 𝑟𝑢𝑝𝑡𝑢𝑟𝑒

L0

Figure II.9 Courbe contrainte – déformation en traction d'un matériau composite.

II -12-Résultats et discutions

II -12-1-Traction des cordons en liber de daphne gnidium

Les cordons de liber de daphne gnidium a essaies en traction partagé sur trois type le

premier sont cordon jeune leurs épaisseur partagés sur deux qui représenté dans la (figure

II.10). Dont, la contrainte maximal de l’eprouvette 6 attaint à 158 MPa corresponde une

déformation de 1.7%, la contrainte minimale est de l’éprouvette 2 attaint 84 MPa avec

modules de Young égale respectivement 11,27 GPa et 9.87 GPa. La (figure II.11) représente

le meme comportement que le la (figure II.10) mais des cordon jeune avec leurs épaisseur

normale, la contraine varaié de 61 MPa jusqu’à 195 MPa corresponde à 1 et 1.5%

respectivement avec module de Young 5 et 12.27 GPa. On observe dans la (figure II.12)

grande diversité de comprtement contrainte-déformation de traction de daphne gnidum vieux

dont, la valeur minimal de contrainte est egale à 48 et la maximal 285 MPa.

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Chapitre II Extraction et caractérisation en traction de cordon libers de daphne gnidium et du composite

Page 30

Généralement ou par comparaison entre les trois catégories des cordon en trouve que

le jeune de demi épaisseur support bien les charges que les autres a cause de dimunuées les

défauts.

Figure II.10 Courbes de comportement contrainte-déformation en traction des

cordons demi-épaisseur.

Figure II.11 Courbes de comportement contrainte-déformation en traction des

cordons jeunes.

Fibre jeune

Fibre demi-épaisseur

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Chapitre II Extraction et caractérisation en traction de cordon libers de daphne gnidium et du composite

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Figure II.12 Courbes contrainte-déformation des essais de traction des cordons vieux

de daphne gnidium.

II -12-2-Traction des éprouvettes en résine (polyuréthane)

La figure (II.13) montres comportements contrainte/déformation en traction avec deux

vitesses d’essai, les éprouvettes 1 et 2 essaie avec une vitesse de 3mm/min par contre les deux

autres effectué par 6 mm/min. on choisit ces deux vitesse pour estimer la vitesse qui donne les

bon résultats.

Figure II.13 Courbes contrainte-déformation de traction des éprouvettes en

polyuréthane.

Résine

Fibre vieux

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Chapitre II Extraction et caractérisation en traction de cordon libers de daphne gnidium et du composite

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La figure (II.14) montre comportement contrainte/déformation de traction composite

liber daphne gnidium/résine (polyuréthane). Le composite a été fabriqué par les daphnes

gnidium jeunes demi épaisseur dont leur contrainte maximal égale à 18,5 MPa corresponde à

une déformation de 5%. Presque tous les échantillons ont le même coefficient rigidité.

Figure II.14 Comportement contrainte/déformation de traction composite liber

daphne gnidium/ résine (polyuréthane).

La figure (II.15) représente des courbe comparatives entre les comportements de

tractions de trois matériaux la résine et composite de renfort liber daphne gnidium vieux et

jeunes. Dont le renfort de liber jeune améliore la contrainte maximale (18.5 MPa) par contre

le renfort vieux améliore mieux la rigidité du composite.

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Chapitre II Extraction et caractérisation en traction de cordon libers de daphne gnidium et du composite

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Figure II.15 Courbe de comparaisons entre les comportements de tractions de trois

matériaux la résine et le composite de renfort fibre vieux et jeunes.

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Conclusion générale

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Conclusion générale

Page 35

Conclusion générale

Les composites à fibres naturelles présentent de nombreux avantages, sur les plans

mécaniques, environnementaux et économiques.

La plante Daphne gnidium peuvent être récupérés afin d’extraire les fibres créant une

chaîne industrielle, très localisée (c- à-d à partir des champs cultivés aux chantiers de

construction), avec un avantage en termes de :

Au point de vue économique on peut citer les faibles coûts, la réduction importante

des temps de cycles de production, les gains énergétique à la transformation et la densité

faible par rapport aux autre renforts.

Au point de vue technique on peut citer les propriétés mécaniques presque identiques

en renforcement aux renforts traditionnels.

Au point de vu écologiques on peut citer, l’abaissement du contenu en matériaux

d’origine fossile, l’utilisation d’une plante à fort caractère écologique, l’absence de résidus

après incinération ultime en fin de vie, la fabrication de produits avec un aspect naturel aussi

elles sont entièrement recyclables ces caractéristiques amènent de plus en plus d’industriels à

adopter ces nouvelles matériaux.

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Référances bibliographiques

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[15] Chakar F.S. Ragauskas A. J. 2004 Review of current and future softwood Kraft lignin

process chemistry, Industrial Crops and products.

[16] J. R. Collier and JB. Collier. 1998, Process for obtaining cellulosic fiber bundles at

least 2,5 cm long from plant stalk rind U.S. patent.

[17] 3biocomposites boom in Europe predicted, German Nova Institute, dec. 2010.

[18] JEC composites. Les textiles techniques. La lettre économique. Mai 2011. N°192.

[19] Figure I.10 Baley C. 2004, Fibres naturelles de renfort pour matériaux composites .

Techniques...de..l’Ingénieur.

[20] http://www.speedfans.fr/2010/11/16/mercedes-biomeconcept-dun-jour/.

[21] http://www.encyclo-ecolo.com/Isolants_naturels.

[22] Mohammedi Zohra ; Etude Phytochimique et Activités Biologiques de quelques

Plantes médicinales de la Région Nord et Sud Ouest de l’Algérie. Thèse doctorat 2012/2013.

[23] AUFRAY Maelenn ; livre physico-chimie des polymères ; cours 2A INP-ENSIACET

2011.

Page 50: Extraction et caractérisation des matériaux verts … · UNIVERSITE KASDI MERBAH OUARGLA Faculté des Sciences Appliquées Département de Génie Mécanique Mémoire MASTER II ACADEMIQUE

Résumé :

Ce travail tient compte des contextes économiques, environnementaux et

mécaniques des bioproduits régionaux et locaux dans un milieu humide et/ou semi-

aride en Algérie. Ces derniers intègrent des mesures et des analyses de leurs

comportements mécaniques et environnementaux pour plusieurs axes prioritaires de

les recherches qui interviennent dans plusieurs secteurs tel que : le bâtiment,

l’ameublement, l’emballage, l’habillement, les loisirs, l'aéronautique et l’industrie

automobile qui sont des secteurs basés sur les matériaux renouvelable de biomasses

d'énergie ou de bioproduits. A ces effets notre travail s’appuie sur les compétences en

connaissance et caractérisation des biomasses telles que les libers de daphne gnidium.

Pour intégrer l'influence de la variabilité de ces ressources ainsi que les impacts

environnementaux dans l'optimisation des procédés à une échelle locale dans les pays

en voie du développement, cela nous en amène à conjuguer les efforts pour acquérir le

savoir faire en matière de recherches afin de mener des études exhaustives dans le

domaine écologique en vue d’identifier de nouvelles espèces présentant des principes

biomécaniques naturels utiles et utilisables aux développement technologiques.

Mots clés : matériaux composites, biomasse, fabrication bio-composites, Daphne

gnidium, biofibres, résine, comportement mécanique.

ملخص

لتحسين باأللياف الطبيعية النباتية )نبتة اللزاز( من هذه المذكرة هو دراسة تقوية المواد الرئيسي الهدف ان

المواد هذه باستخدام يسمح مما كبير بشكل والصالدة والصدمة الشد مقاومة تزداد حيث والفيزيائية الميكانيكية خواصها

مثل: البناء، واألثاث، والتعبئة والتغليف، والمالبس، والطيران وصناعة السيارات صناعية مختلفة مجاالت فيالمقواة

والقطاعات القائمة على المواد المتجددة.

كما أخذنا بعين االعتبار السياقات االقتصادية والبيئية والميكانيكية من المنتجات الحيوية المحلية في المناطق الرطبة و

الشبه الجافة في الجزائر وهذا يقودنا إلى تضافر الجهود من أجل اكتساب معرفة من األبحاث إلجراء دراسات شاملة في

.دة من النباتات المفيدة و القابلة لالستغالل واالستخدام في التطور التكنولوجيالمجال البيئي لتحديد األنواع الجدي

.اللزازالنباتية، السلوك الميكانيكي، نبتة األلياف: المواد المركبة، الكلمات المفتاحية