Soutenance - Elouan GUILLOU

Soutenance de thèse - Elouan GUILLOUElouan GUILLOU, en vue de l’obtention du grade de Docteur en Sciences pour l’Ingénieur, spécialité « Génie des Matériaux », présentera ses travaux intitulés : « Vers des préformes durables pour le placement de fibres automatisé : de la caractérisation des parois cellulaires du lin à la production de composites thermoplastiques » le 3 octobre à Lorient.

Date 03/10

Résumé

Vers des préformes durables pour le placement de fibres automatisé : de la caractérisation des parois cellulaires du lin à la production de composites thermoplastiques.

Dans le contexte de changement climatique actuel, les fibres végétales présentent une alternative durable aux fibres synthétiques pour le renforcement des composites, en raison de propriétés spécifiques intéressantes. En outre, l’utilisation de fibres de lin pour renforcer des matrices thermoplastiques via des procédés de fabrication automatisés, tel que le placement de fibres automatisé (AFP), offre de nouvelles perspectives de produire des matériaux composites performants d’un point de vue environnemental et mécanique. Ce travail de thèse contribue au développement de préformes thermoplastiques en fibre de lin destinées au procédé AFP ainsi qu’à l’identification des verrous limitant leurs performances mécaniques. Premièrement, l’impact de la température sur l'évolution structurelle et le comportement mécanique des parois cellulaires des fibres de lin ont été étudiés in-situ. Ensuite, des travaux menés au Synchrotron SOLEIL ont permis de proposer un scénario de formation des défauts structurels des fibres de lin et leur impact sur l’endommagement de composites unidirectionnels. Deuxièmement, l’utilisation de procédés textiles est étudiée afin de réaliser des rubans comélés dont les caractéristiques permettent de tirer profit des excellentes propriétés mécaniques de la fibre de lin à l’échelle du composite. Enfin, des procédés de consolidations des rubans comélés en tapes sont développés puis comparés afin d’optimiser la microstructure et les propriétés mécaniques du composite réalisé par AFP.

Mots clefs : température, micro tomographie, procédés textiles, propriétés mécaniques.

Abstract

Toward sustainable tapes for automated fibre placement: From flax cell walls characterisation to thermoplastic composites manufacturing.

In the context of current climate change, plant fibres present a sustainable alternative to synthetic fibres for composite reinforcement, due to their interesting specific properties. Furthermore, the use of flax fibres to reinforce thermoplastic matrices via automated manufacturing processes, such as automated fibre placement (AFP), offers new perspectives for producing environmentally and mechanically efficient composite materials. This thesis contributes to the development of thermoplastic preforms made of flax fibres intended for the AFP process, as well as to the identification of the barriers limiting their mechanical performance. First, the impact of temperature on the structural evolution and mechanical behaviour of the cell walls of flax fibres was studied in-situ. Then, work carried out at the Synchrotron SOLEIL made it possible to propose a scenario for the formation of structural defects in flax fibres and their impact on the damage of unidirectional composites. Secondly, the use of textile processes was studied to create commingled slivers optimising their characteristics to exploit the great mechanical properties of flax fibres at the composite scale. Finally, consolidation processes for commingled slivers into tapes are developed and compared to optimize the microstructure and mechanical properties of the composite produced by AFP.

Key words: temperature, micro-CT, textile processes, mechanical properties.

Membres du jury

• Pr Jörg MÜSSIG, rapporteur, Professeur des Universités, Université de Bremen - Allemagne
• Dr Vincent PLACET, rapporteur, Ingénieur de Recherche HDR, Université de Franche-Comté, FEMTO-SH
• Dr Alain BOURMAUD, directeur de thèse, Ingénieur de Recherche HDR, Université Bretagne Sud, IRDL CNRS UMR 6027
• Pr Pierre OUAGNE, co-directeur de thèse, Professeur des Univerités, École Nationale d'Ingénieurs de Tarbes (ENI)
• Dr Alexandre BEIBEDER, encadrant de thèse, Docteur Ingénieur, CT-IPC
• Dr Fabienne TOUCHARD, membre du jury, Directrice de Recherche CNRS, Université de Poitiers, ISAE-ENSMA
• Dr Darshill SHAH, membre du jury, Associate Professor, Université de Cambridge - Grande Bretagne (UK)
• Dr Sofiane GUESSASMA, membre du jury, Directeur de Recherche, INRAE, Nantes

Les travaux sont dirigés par Alain BOURMAUD

École doctorale SPI.bzh N°647

Informations pratiques

Jeudi 3 octobre à 9h

Amphithéâtre Sciences 2

Faculté Sciences & Sciences de l'Ingénieur

Lorient

Crédit photographique : ©Université Bretagne Sud. Service Communication