Comportement mécanique en environnement humide des renforts lignocellulosiques

Cette thèse se concentre sur l'analyse de fibres végétales lignocellulosiques, ici des fibres de lin, avec l'objectif que ce type de fibres soit utilisé comme renfort de matériaux biocomposites. En effet, ces fibres présentent des caractéristiques physiques intéressantes, telles qu'une faible densité et de bonnes propriétés mécaniques spécifiques, le tout associé à un impact environnemental réduit. Or, la modélisation prédictive de leur comportement à court et long terme au sein du composite nécessite de connaître la dépendance de leurs propriétés à l'humidité. Actuellement, la littérature rend essentiellement compte des propriétés mécaniques des renforts végétaux à partir d'essais statiques généralement réalisés à l'échelle de fibres élémentaires et de faisceaux de fibres. Dans ce contexte, la première partie de cette thèse présente l'étude de l'impact de l'eau sur la morphologie des faisceaux de lin et des fibres élémentaires de lin. Cette étude a permis d'observer les variations de coefficients d’hygro-expansion et l’anisotropie de gonflement selon la largeur des faisceaux choisis. Dans une seconde partie, des travaux ont étudié la fiabilisation d'un essai de traction simple longitudinale sur des faisceaux ou des fibres élémentaires de lin. Ces travaux ont permis d'observer l'impact de choix méthodologiques concernant l'aire de section transverse ou l'estimation d'un module tangent sur la mesure de la complaisance du système de traction et a posteriori sur le comportement mécanique des échantillons. De plus, à l'aide d'analyses photomécaniques, il a été montré que cette complaisance du système pouvait varier durant l'essai de traction et que cela pouvait impacter l'allure du comportement mécanique. Enfin, dans une troisième partie, le comportement visco-élasto-plastique des faisceaux de fibres de lin a été étudié à partir d'essais de traction cyclique, réalisés sous plusieurs vitesses de chargement et plusieurs valeurs d’humidité relative. Ceux-ci montrent un faible impact de la vitesse de chargement sur le comportement mécanique et qu’une augmentation de l’humidité relative affecte la composante viscoélastique de ce comportement en impliquant un assouplissement apparent des faisceaux lors de la charge.