Multiscale characterisation of biodegradable flax composites through structural, mechanical and ageing investigations

Caractérisation multi-échelle de composites de lin biodégradables par le biais d’études structurelles, mécaniques et de vieillissement La production des matériaux et la gestion des déchets sont une cause importante de nos défis environnementaux. Les fibres de lin sont des ressources biodégradables et renouvelables tout en présentant une propriétés mécaniques spécifiques, idéales pour le renforcement des composites. En outre, la transition vers des thermoplastiques biodégradables comme matrice pour les composites renforcés lin conduit à des matériaux entièrement biodégradables. Ce travail vise à étudier la faisabilité des composites thermoplastiques biodégradables à fibres de lin. Les polymères poly-(lactide) (PLA), poly-(butylène- succinate) (PBS) et un poly-(hydroxy alkanoate) (PHA), renforcés par des préformes en lin, sont étudiés dans cette thèse. Le potentiel mécanique de ces composites biodégradables est étudié à travers une approche multi-échelle, de l'adhérence aux propriétés mécaniques du composite. L'influence de la mésostructure des plis sur leurs propriétés mécaniques est ensuite analysée, en particulier la teneur en porosité́, l'orientation des fibres et la présence d'anas. Enfin, en se concentrant sur l'évolution dans le temps de leur mésostructure et de leurs propriétés mécaniques, le vieillissement des composites biodégradables dans des environnements sévères est abordé : six semaines dans différentes conditions hygroscopiques et enfouis six mois dans du compost de jardin. L’ambitieux paradoxe de tels composites est en effet de conserver de bonnes propriétés mécaniques, pendant leur phase d’usage et jusqu'à leur biodégradation. Ce travail contribue à l'étude des composites biodégradables en mettant en évidence à différentes échelles leur potentiel mécanique et leurs mécanismes de degradation.