Les effets du vieillissement accéléré, comme la décoloration et la perte de propriétés mécaniques, limitent les utilisationsdes composites bois-polymère (WPC) dans les applications en extérieur. Dans la présente étude, il a été tenté d'étudier l'influence de l'utilisation de fibres délignifiées de bagasse (canne a sucre) en renfort sur les propriétés des WPC et de suivre leur effet sur le contrôle de la photo- et de la bio-dégradation (vis-à-vis des champignons et des termites). A côté des échantillons délignifiés, les effets d'une finition finition transparente ont également été étudiés sur la qualité de surface et la réduction des défauts causés par la photo- et la bio-dégradation d'échantillons pigmentés et non pigmentés. Afin de faciliter l'analyse des données et avoir des résultats plus fiables, des analyses statistiques ont été effectuées sur des données provenant de différentes techniques de mesure. Toujours dans cette étude, les effets positifs et négatifs de l'utilisation de pigments granulaires ont été étudiés. Les résultats ont montré que l'utilisation de fibres délignifiées, selon le type de solvant et le niveau de délignification, provoque des changements sur la qualité de surface et les propriétés mécaniques. En outre, les échantillons délignifiés ont montré une perte de rigidité comparés aux échantillons non-délignifiées. Après vieillissement, les échantillons délignifiés ne montraient pas de réduction du changement de couleur total causé par le vieillissement. Toutefois, les fibres délignifiées accompagnées de pigments entrainent, dans une certaine mesure, une stabilisation de la rigidité des échantillons exposés au vieillissement par rapport aux échantillons non-exposés.De plus, les échantillons avec la finition transparente ont montré des résultats très prometteurs. La finition réduit le changement de couleur total du au vieillissement, et un prétraitement de surface favorise le maintien de l'efficacité de la finition, dans toutes les étapes de la photo et la bio-dégradation. Par ailleurs, les échantillons délignifiés à 70% et les échantillons ayant subi un vieillissement montrent une plus forte biodégradation et une plus grande perte de masse par rapport aux témoins. L'étude métrologique montre que le test non-destructif par vibration est une méthode fiable pour étudier les propriétés mécaniques des WPC et les effets du vieillissement. Néanmoins, il n'a pas été montré d'effet important de la délignification sur le contrôle du vieillissement. Les études sur la corrélation entre les variables ont montré que les changements avant et après le vieillissement peuvent être prédits à partir des résultats de tests non-destructifs. / The effects of weathering, such as color fading and loss in mechanical properties, limit the performance of wood-polymer composites (WPC) in outdoor applications. In the current study, it has been tried to investigate the influence of using delignified sugar cane bagasse fibers as a reinforcement on properties of WPC and follow the effects that it cause on controlling photo and bio-degradation (fungi and termite attacks). Beside delignified samples, the effects of clear coating also have been studied on surface quality and reduction of defects caused by photo and bio-degradations of pigmented and non-pigmented samples. To facilitate the data analysis and having more reliable results, some statistical analyses have been carried out on data from different variables. Also in this study the positive and negative effects of using granule pigments in master batch of components have been investigated. Results have shown that using delignified fibers, depending on type of solvent and level of delignification, cause changes on surface qualities and mechanical properties. As well, delignified samples have shown loss in MOE compare to non-delignified samples. After weathering, none of the delignified samples had reduced the total color change caused by weathering. However delignified fibers with pigments, to some extent, stabilized the MOE in weathered samples compared to un-weathered samples. In addition, clear coated samples have shown very promising results. Total color change was reduced in coated samples and by means of pre-treatments of surface, coating remained efficient in all steps of the photo and bio-degradations. This is while the 70% delignified samples and weathered samples showed higher degradation and weight loss compared to controls and un-weathered ones. Methodology investigation did show that vibration none-destructive test is the reliable method to study the mechanical properties of WPC and weathering effects. Nevertheless, it did not show the significant effects of delignification on controlling weathering. Studies on correlation between variables have shown changes before and after weathering which can be used in further studies on modeling.

La présente étude fait suite à d’autres qui proposent une solution de récupération des déchets plastiques et de bois pour en faire un matériau de construction en composite bois-polymère. La particularité de ce travail de recherche est que la matrice thermoplastique utilisée est un ensemble de différents polymères pris dans des proportions bien définies. Les pourcentages considérés pour la matrice obtenue représentent les parts de déchets de polymères que l’on retrouve dans la ville de Cotonou (Bénin). Cette étude a consisté à fabriqué des échantillons de composite bois polymère CBP par extrusion, à les étudier à travers des tests physico-mécaniques et à les mettre en relation avec les échantillons fabriqués avec une méthode artisanale déjà existante. D’une part, nous avons étudié séparément la sciure de bois et la matrice thermoplastique en déterminant les constituants chimiques de la sciure de bois, et en effectuant une analyse physico-mécanique (analyse thermogravimétrique, test en flexion compression et traction, analyse du faciès de rupture au MEB) sur le renfort et la matrice. D’autre part nous avons évalué l’influence de l’ajout de 20%, 25%, 28% et 30% de sciure de bois sur les propriétés mécaniques (compression, flexion et traction). Les résultats obtenus révèlent que la sciure de bois se comporte comme un renfort lorsque l’échantillon est sollicité en compression et en flexion. La sciure de bois joue le rôle de charge lorsque les échantillons de CBP sont sollicités en traction. Par ailleurs, la sciure de bois améliore la rigidité des CBP en traction. Les résultats mécaniques obtenus par extrusion sont nettement meilleurs que ceux issus des méthodes de fabrication artisanale. Les analyses thermogravimétriques effectuées sur les échantillons de CBP issus de la méthode artisanale révèlent que lors de leur fabrication, ces échantillons sont soumis à des températures (supérieure à 300°C) qui entament la dégradation des polymères et de la sciure de bois dans les CBP / This study follow others that propose a solution for the recovery of plastic waste and wood to make it a construction material made of wood-polymer composite. The particularity of this research is that the thermoplastic matrix used is a set of different polymers taken in well-defined proportions. The percentages considered for the matrix obtained represent the proportion of polymer waste that can be found in the city of Cotonou (Benin Republic). This study consisted in making WPC polymer wood composite samples by extrusion, studying them through physico-mechanical tests and relating them to samples made with an already existing artisanal method. On the one hand, we studied separately the sawdust and the thermoplastic matrix by determining the chemical constituents of the sawdust, and by performing a physico-mechanical analysis (thermogravimetric analysis, compression and tensile bending test, facies analysis). SEM fracture) on the reinforcement and the matrix. On the other hand we evaluated the influence of the addition of 20%, 25%, 28% and 30% of sawdust on the mechanical properties (compression, bending and traction). The results show that sawdust behaves like a reinforcement when the sample is stressed in compression and bending. Sawdust acts as a load when WPC samples are stressed in tension. Sawdust also improves the rigidity of WPC in tension. The mechanical results obtained by extrusion are much better than those resulting from the artisanal methods. Thermogravimetric analyzes performed on WPC samples from the artisanal method reveal that during their manufacture, these samples are subjected to temperatures (above 300 ° C) that begin the degradation of polymers and sawdust in WPC

La thèse s'inscrit dans le cadre du projet ECOCIS (Eco-composite pour l'Isolation). Ce projet vise la conception, le développement et la validation des performances d'un composite à base de polypropylène renforcé avec des fibres de bois (également appelé bois-plastique) pour utilisation en plaque de bardage par l'extérieur. Ce nouveau matériau s'inscrit dans la problématique de valorisation de la ressource bois sous forme de matériaux élaborés.On s'intéresse plus particulièrement à l'utilisation de la farine de bois issue des déchets des scieries pour le renforcement d'une matrice thermoplastique en polypropylène (PP) recyclé. Le premier avantage de ce composite est qu'il est écologique vu que le polypropylène est recyclable et les fibres de bois sont biodégradable et dérivent d'une ressource renouvelable. De plus, l'association des fibres de bois et de PP donne naissance à un matériau qui présente des propriétés bien meilleures que les composants initiaux.Une compagne expérimentale a été organisée, qui se concentre sur les essais de caractérisation du matériau en traction, en flexion, au choc Charpy. Des mesures complémentaires de dilatation thermique et de vieillissement artificiel sont également considérées. Ces essais vont permettre de déterminer la loi de comportement du matériau et de comprendre l'évolution de ses propriétés avec les différents paramètres. Une fois les propriétés du matériau ont été validées, l'étape suivante consiste à mettre ce matériau en valeur en le transformant à des plaques de bardages pour une utilisation à l'extérieur. Une caractérisation des plaques en flexion, au choc et à la résistance au vent a été réalisée afin de valider la possibilité d'utilisation de ce matériau en bardage par l'extérieur / The thesis is part of ECOCIS project (Eco-composite for insulation). This project involves the design, development and validation of the performance of a polypropylene-based composite reinforced with wood fibers (also known as wood-plastic) for use in cladding plate from the outside. This new material is part of the valuation issue of wood resources in the form of prepared materials.It focuses on the use of wood flour from waste from sawmills for reinforcing a thermoplastic matrix of polypropylene (PP) recycled. The first advantage of this composite is that it is environmentally friendly because recyclable polypropylene and wood fibers are biodegradable and derived from a renewable resource. Moreover, the combination of wood fiber and PP gives rise to a material with much better properties than the original components.An experimental companion was organized, focusing on the characterization tests of traction material, bending, Charpy impact. Additional measurements of thermal expansion and artificial aging are also considered. These tests will help determine the behavior law of the material and to understand the evolution of its properties with different parameters. Once the properties of the material have been validated, the next step is to put this material by converting it into value for cladding plates for outdoor use. A characterization of the plates in bending, impact and wind resistance was performed to validate the potential use of this cladding material from the outside

Les travaux présentés dans ce manuscrit sont consacrés à l'élaboration et l’étude des propriétés physiques et thermiques d’une nouvelle génération de composites bois/polymère.Ils sont composés d’une matrice bio-sourcé le pebax®, qui est un thermoplastique élastomèreet de farine de bois de production locale, issue du pin maritime. La matrice pebax® a été choisie car elle présente plusieurs avantages, notamment, une élongation avant ruptureimportante, un point de fusion inférieur à 200°C pour éviter la dégradation du bois au coursde la mise en oeuvre et un caractère hydrophile améliorant l’affinité entre la matrice et lerenfort. Les composites ont été élaborés par extrusion bi-vis et injectés sous forme d’haltèresnormalisées pour les tests mécaniques. Au cours de ces travaux, nous avons montré la bonne qualité de l’interface entre le bois et la matrice, permettant de s'affranchir de l’utilisation d’agents compatibilisants. Nous avons aussi mis en évidence une forte amélioration de la stabilité thermique des composites sous atmosphère oxydante par rapport à celle de la matrice et du bois séparément. Les caractérisations mécaniques et rhéologiques effectuées sur les composites ont permis de montrer l’effet rigidifiant de la farine de bois avec un taux critique entre 20% et 30% de charges pour lequel le comportement des composites évolue d’un type élastomérique à celui de solide moins ductile. La dernière partie des travaux a été consacrée à l’évaluation de la prise en eau des composites. En accord avec les travaux de la littérature, nous avons montré une augmentation de la prise en eau avec le taux de bois. De plus, nous avons démontré que le début de l’absorption d’eau de nos composites suit un mécanisme de diffusion de type Fickien. / The physical properties and thermal stability of a new family of wood polymer composites (WPC) using a bio-based thermoplastic elastomer matrix (pebax® copolymers) were studied. The matrix is a polyether-b-amide thermoplastic elastomer which presents an important elongation at break, a melting point below 200°C which helps prevent degradation of wood fibres. The hydrophilic character of pebax® leads to a good interaction with wood fibres. We have chosen several types of wood flour as reinforcement agent, focusing on wood flour from maritime pine. Composites compounds were made using a laboratory twin screw extruder prior to injection molding to obtain tensile test samples. We have demonstrated the good quality of the interface between wood fibres and matrix, without using any specific compatibilizing agent. Most importantly, we have pointed out a strong improvement of thermal stability of composites under air atmosphere, compared with the behaviour of the matrix or wood separately. We have also characterized the mechanical properties of these composites. The resulting data show an improvement of the tensile modulus with increasing wood content and a decrease of elongation at break, with a behaviour change from elastomeric to less stretchable solid behaviour between 20% and 30% of wood content.The last part of our work was dedicated to the evaluation of water absorption of thecomposites at different wood content. We have shown an increase of water absorption withincreasing wood content and we demonstrated a Fickian diffusion process at the onset ofwater absorption.