Elaboration de matériaux composites et détermination de leurs propriétés élastiques par une méthode non destructives

Abstract

Le marché des fibres naturelles utilisées comme renfort dans les matériaux composites connaît une forte croissance, estimée entre 10 et 15 % par an, portée par l’intérêt croissant pour des solutions écologiques et durables. Les fibres végétales telles que le lin, le chanvre, le jute ou le sisal sont de plus en plus utilisées comme alternatives aux fibres synthétiques notamment la fibre de verre, surtout dans les secteurs de l’automobile, de l’aéronautique, des infrastructures et du sport. Bien que les fibres synthétiques dominent encore en raison de leurs excellentes performances mécaniques, leur impact environnemental soulève de nombreuses préoccupations.

Dans ce contexte, une approche hybride, combinant fibres naturelles et synthétiques, émerge comme une solution prometteuse permettant de concilier performance et durabilité. L’objectif principal de ce travail est donc de concevoir des matériaux composites, de maîtriser leur processus de fabrication, puis d’évaluer leurs caractéristiques mécaniques à l’aide d’une méthode non destructive. Quatre types de matériaux ont été élaborés : une résine pure, ainsi que trois composites stratifiés renforcés respectivement par des fibres de verre V300, des fibres de jute naturelles et un renfort hybride Jute/V300. Les tests sur les composites élaborés ont été réalisés par une méthode non destructive, en particulier à l’aide de la technique d’excitation impulsionnelle conforme à la norme ASTM E1876 01. Cette méthode permet de déterminer les propriétés mécaniques en domaine élastique, à savoir le module d’élasticité (E), le module de cisaillement (G) et le coefficient de Poisson (μ). Ces approches sont particulièrement adaptées à la caractérisation des matériaux innovants, ainsi qu’à la surveillance de l’intégrité des structures en service. Les résultats obtenus, présentés sous forme de tableaux et de graphiques, permettent d’analyser l’influence de la composition et de la structure interne sur les performances

dynamiques des composites, en vue d’applications structurelles à l’échelle industrielle.