Soutenance - Nihel KETATA

Soutenance de thèse - Nihel KETATANihel KETATA, en vue de l’obtention du grade de Docteur en Sciences pour l’Ingénieur, spécialité « Génie des Matériaux », présentera ses travaux intitulés : « Contribution à l’étude des biopolymères renforcés par des fibres végétales élaborés par fabrication additive : impression 3D des composites à fibres courtes de Lin/PLA-PBS » le 2 décembre à Lorient.

Date 02/12

Résumé

Contribution à l’étude des biopolymères renforcés par des fibres végétales élaborés par fabrication additive : impression 3D des composites à fibres courtes de Lin/PLA-PBS.

L’objectif de cette thèse, menée en cotutelle entre l'Université de Sfax et l'Université Bretagne Sud, est de développer des matériaux légers et écologiques, réduisant à la fois le poids et l’impact environnemental, tout en conservant leurs propriétés mécaniques. Ce travail se concentre sur l’optimisation de biocomposites recyclables, sans recours aux sources fossiles, constitués de fibres naturelles comme le lin, associées à des matrices biosourcées (PLA et PBS). La technique de moulage par injection a été utilisée pour fabriquer des pièces légères à grande échelle, et la fabrication additive, notamment l’impression 3D par extrusion granulaire (FGF), a permis de tester l’imprimabilité de ces matériaux.

L’étude a comparé les procédés de compoundage monovis et bivis, montrant que le compoundage monovis préserve mieux la longueur des fibres, améliorant ainsi les propriétés mécaniques des composites. L'optimisation des paramètres d'impression 3D a également défini les conditions idéales pour la mise en forme des biocomposites.

Les résultats ont montré que la morphologie des fibres influence fortement les propriétés mécaniques : les biocomposites injectés (FFB/PLA-PBS) ont présenté une bonne résistance à l'impact, adaptés aux pièces automobiles, tandis que les fibres FF3 se sont révélées plus efficaces dans les matrices imprimées. Les composites hybrides lin/verre ont permis de combiner les avantages des fibres naturelles et synthétiques, offrant un bon équilibre de performances. Une modélisation analytique a été réalisée pour mieux comprendre le comportement des biocomposites renforcés de fibres courtes.

Mots clés : Biocomposites, Lin, verre, Injection, Impression 3D, Propriétés mécaniques.

Abstract

Contribution to the Study of Bio-Polymers Reinforced with Plant Fibers Developed through Additive Manufacturing: 3D Printing of Flax/PLA-PBS Short Fiber Composites.

The objective of this thesis, conducted in joint supervision between the University of Sfax and the University of South Brittany, is to develop lightweight and eco-friendly materials that reduce both weight and environmental impact while maintaining their mechanical properties. This work focuses on optimizing recyclable biocomposites made without fossil-based resources, composed of natural fibers like flax, combined with bio-based matrices (PLA and PBS). The injection molding technique was used to manufacture lightweight parts on a large scale, and additive manufacturing, specifically 3D printing by granular extrusion (FGF), was used to test the printability of these materials.

The study compared single-screw and twin-screw compounding processes, showing that single-screw compounding better preserves fiber length, thereby improving the mechanical properties of the composites. The optimization of 3D printing parameters also defined the ideal conditions for shaping the biocomposites.

The results showed that fiber morphology strongly influences mechanical properties: the injected biocomposites (FFB/PLA-PBS) exhibited good impact resistance, making them suitable for automotive parts, while FF3 fibers proved more effective in printed matrices. Hybrid flax/glass composites combined the benefits of natural and synthetic fibers, offering a good balance of performance. An analytical model was developed to better understand the behavior of short-fiber-reinforced biocomposites.

Keywords: Biocomposites, Flax, Glass, Injection, 3D Printing, Mechanical properties

Membres du jury

• Dr Tatiana BUDTOVA, rapporteur, Directrice de Recherche CNRS, Centre de Mise en Forme des Matériaux (CEMEF) UMR CNRS 7635
• Dr Slim SOUISSI, rapporteur, Maître de Conférences HDR, Institut Supérieur de Gestion Industrielle de Sfax (ISGIS), Tunisie
• Pr Yves GROHENS, directeur de thèse, Professeur des Universités, Université Bretagne Sud, IRDL CNRS UMR 6027, ComposiTIC
• Pr Noamen GUERMAZI, co-directeur de thèse, Professeur des Universités, Université de Sfax, laboratoire de Génie des Matériaux et Environnement (LGME)
• Dr Bastien SEANTIER, co-directeur de thèse, Maître de Conférences HDR, Université Bretagne Sud, IRDL CNRS UMR 6027
• Pr Pascale BALLAND, membre du jury, Professeure des Universités, Université de Savoie Mont Blanc, SYMME UMR CNRS 5819
• Pr Christophe BALEY, membre du jury, Professeur des Universités, IRDL CNRS UMR 6027
• Pr Noureddine HAMDI, membre du jury, Professeur des Universités, Université de Gabès, Centre National de Recherche en Sciences des Matériaux (CNRSM)

Les travaux sont dirigés par Yves Grohens, Noamen Guermazi et Bastien Seantier

École doctorale SPI.bzh N°647.

Soutenance en cotutelle de thèse avec l'Université de Sfax.

Informations pratiques

Lundi 2 décembre à 9h30

Amphithéâtre GIM

IUT de Lorient-Pontivy

Lorient

Pour assister à la soutenance

Crédit photographique : ©Université Bretagne Sud. Service Communication