Fayez ELLEUCH1,2 , Hatem MRAD2, Marouan REJEB2, Mohamed KHLIF1, Ahmed KOUBAA2

1 École nationale des ingénieurs de Sfax , 2 Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue, fayez.elleuch@uqat,ca

Les composites à haute teneur enfibres ne sont pas résistants àl’absorption d’humidité et ils ne sontpas recommandés pour des usagesextérieures sans protection.

- Les CBP avec la fibre Kraft ont donné une meilleure stabilité dimensionnelle que ceux avec des fibres TMP et CTMP.- Les fibres TMP procurent des performances mécaniques inférieures au CTMP. Suite à l’absorption d’eau, les propriétés mécaniques en flexion MOE et MOR diminuent.- Le traitement chromique a amélioré l'adhérence entre les CBP et les revêtements via l’accroissement de l’oxydation et la rugosité.- Les composites revêtus avec l’époxy-durcisseur donnent des résultats physiques meilleurs que ceux avec l’huile ALIS. On constate que les MOE et MOR ne sont pas

considérablement réduites et les MOE s’abaissent plus que les MOR. Le revêtement joue un rôle très efficace dans la conservation temporaire des propriétés mécaniques.

AMÉLIORATION DE LA STABILITÉ DIMENSIONNELLE ET DE LA DURABILITÉ DES COMPOSITES BOIS

POLYMÈRES À HAUTE TENEUR EN FIBRES

L’objectif principal de ce projet estaméliorer la stabilité dimensionnelledes CBP à haute teneur en fibres.

5.1. Évolution des propriétés physiques des composites à base de PP suite à l’immersion à

court terme

0

1

2

3

4

5

6

PP CPK50 CPK60 CBK70 CPT50 CPT60 CPT70 CPC50 CPC60 CPC70

Gai

n en

vol

ume(

%)

Sans Revêtement Couche ALIS Couche Epoxy-Durcisseur

Figure 5.1. Gain volumique en épaisseur des différentes formulations avec et sans revêtement

0

1

2

3

4

5

6

PP CPK50 CPK60 CBK70 CPT50 CPT60 CPT70 CPC50 CPC60 CPC70

Gai

n en

mas

se(%

)

Sans Revêtement Couche ALIS Couche Epoxy-Durcisseur

Figure 5.2 Gain massique des différentes formulations avec et sans revêtement

5.2. Évolution des propriétés mécaniques suite à l’absorption d’eau 5.2.1. Les CBP non revêtus

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

CPT 50 CPT 60 CPT 70 CPC 50 CPC 60 CPC 70

MO

E(G

Pa)

Avant immersion 1 jour 5 jours 10 jours 15 jours 20 jours

Figure 5.3 Évolution du MOE en fonction du temps

d’immersion pour les différentes formulations

0

5

10

15

20

25

30

35

CPT 50 CPT 60 CPT 70 CPC 50 CPC 60 CPC 70

MO

R(M

Pa)

Avant immersion 1 Jour 5 Jours 10 Jours 15 Jours 20 jours

Figure 5.4 Évolution du MOR en fonction du temps

d’immersion pour les différentes formulations

5.2.2. Les CBP revêtus avec l’époxy-durcisseur

2.5

3

3.5

4

4.5

5

avant immersion 1 jour 5 jours 10 jours 15 jours 20 jours

MO

E(G

Pa)

Temps (jours)

CPT 50 CPT 60 CPT 70 CPC 50 CPC 60 CPC 70

30

35

40

45

50

55

60

65

1 jour 5 jours 10 jours 15 jours 20 jours

MO

R(M

Pa)

Temps (jours)

CPT 50 CPT 60 CPT 70 CPC 50 CPC 60 CPC 70

Figure 5.5 Évolution du MOE en fonction du temps

d’immersion pour les différentes formulations

Figure 5.6 Évolution du MOR en fonction du temps d’immersion pour les

différentes formulations

5.3. Modélisation du comportement du sorption des CBP5.3.1. évolution des propriétés physiques à long terme

02468

101214161820

0 50 100 150 200

GM

(%)

Temps (jours)

Revêtement : Huile Alis

PP

CPK50

CPK60

CPK70

CPT50

CPT60

CPT70

CPC50

CPC60

CPC70

0123456789

0 50 100 150 200

GM

(%)

Temps (jours)

Revêtement : époxy-durcisseur

PP

CPK50

CPK60

CPK70

CPT50

CPT70

CPC50

CPC60

CPC70

Figure 5.7 Évolution des gains massiques de toutes les formulations pour les cas a) Sans revêtement, b) Huile Alis et c)

époxy durcisseur

5.3.2. Modélisation (Méthode généralisée)

Figure 5.8 Modélisation du comportement hygroscopique des CBP non revêtus par le modèle généralisé pour les fibres a) KRAFT, b) TMP et c)

CTMP

Formulation

Sans revêtement Huile Alis Époxy-durcisseur

n kD (x10-13)

(m2/s)n k

D (x10-13)

(m2/s)n k

D (x10-13)

(m2/s)

CPK50 0,4881 0,015 1,68 0,6751 0,0113 0,49 0,6297 0,0115 1,08

CPK60 0,5923 0,013 3,57 0,7108 0,0125 0,78 0,6491 0,0101 0,27

CPK70 0,6690 0,0144 4,67 0,8509 0,0148 1,25 0,7908 0,0094 0,26

Tableau 5.1 Les coefficients de la loi de Fick (n et k) et de diffusion (D) pour les formulations à base de fibres KRAFT

5.3.3. Modélisation (Méthode optimisée)

Figure 5.8 Modélisation du comportement hygroscopique des CBP non revêtus par le modèle généralisé pour les fibres a) KRAFT, b) TMP

et c) CTMP

ExtrusionMélanges

Traitement de surfaceRevêtement

InjectionGranules

CBP

Surface rugueuse et

oxydée

CBP revêtus

Caractérisation thermique

Caractérisation mécanique

Caractérisation physique

Tf , Tc , Ef, Ec

et X (%)

MOE

MOR

GM (%)

GVE (%)

Procédé de préparation des

éprouvettes

Identification des paramètres

Validation de la loi de Fick

Modélisation du comportement du sorption

Coefficients D1 et D2 ( court et long

terme)

Coefficients k et n de Fick

L’utilisation des CBP revêtuspourrait réduire l’absorption d’eauet minimiser les changementsdimensionnels des CBP à hauteteneur en fibres

0

5

10

15

20

25

0 50 100 150 200

GM

(%)

Temps (jours)

Sans revêtement

PP

CPK50

CPK60

CPK70

CPT50

CPT60

CPT70

CPC50

CPC60

CPC70

a) b) c)

a) b) c)

a) b) c)