L’utilisation et la mise au point de polymères renforcés sont des activités déjà anciennes et de nombreuses études leur ont déjà été consacrées. Parallèlement à l’utilisation des matières plastiques la question de leur recyclage se pose avec de plus en plus d’acuité. Le travail présenté cherche à comprendre le rôle d’un renfort constitué d’écorce de riz sur le comportement mécanique d’un mélange de polyoléfines. Un plan d’expérience est construit sur la base 1) de mélanges de polyoléfines recyclés 2) d’ajout d’écorce de riz et 3) d’ajout d’agent compatibilisant et 4) sur le mode d’élaboration par injection ou compression. L’adhérence de l’écorce de riz avec la matrice polymère a été examinée en relation avec sa microstructure et sa composition. Il est mis en évidence que l’addition d’écorce de riz seule réduit les propriétés de traction mais que l’addition d’agent compatibilisant favorise la déformation du polymère. La différence est notable entre les valeurs des propriétés de traction des éprouvettes élaborées par injection ou par compression. Cependant, les résultats peuvent être comparés valablement à l’aide d’un paramètre « capacité de charge » que nous proposons comme le rapport entre la tension maximale et la déformation maximale qui renseigne sur la capacité globale de résistance et de déformation aux conditions à rupture. Du point de vue du processus physico-chimique on peut conclure que l’addition de compatibilisant améliore l’adhérence entre les composants polymères et de l’écorce de riz, et par voie de conséquence la surface de rupture. L’indice de « capacité de charge » que nous proposons pourrait être considéré comme un facteur de conception pertinent. / The use and development of reinforced polymers are long-standing activities and many studies have already been done on the subject. With the development of the use of plasticsthe question of recycling becomes more and more acute. The work presented here reflects these concerns by seeking to understand the role of a reinforcement consisting of rice husk on the mechanical behavior of a mixture of polyolefins. The experimental design which was used was built on the base 1) of polyolefin blends 2) the addition of rice wheat and 3) the addition of compatibilizer and 4) the mode of preparation by injection or compression. The adhesion of rice husk with the polymer matrix has been examined in relation to its microstructure and composition. It was also revealed that the addition of rice wheat alone reduces the tensile properties but that the addition of compatibilizer promotes the deformation of the polymer blend. A noticeable difference was found between tensile properties of specimens prepared by injection or compression. However, the results can be validly compared if we introduce a parameter called "load capacity" that we propose as the ratio between the maximum voltage and maximum strain which provides information on the overall ability of strength and deformation conditions at fracture. From the standpoint of physical-chemical process it can be concluded that the addition of compatibilizer improves the adhesion between the polymer components and rice wheat and consequently the fracture surface. The index of "load capacity" that we propose could be considered a relevant design factor. / El uso y desarrollo de plásticos reforzados son actividades sobre las cuales se han publicado muchos estudios y con ello, la cuestión del reciclaje se vuelve cada vez un tema mas critico. El trabajo aquí presentado refleja esta preocupacion al tratar deentender el papel de la cáscara de arroz como elemento reforzante en el comportamiento mecánico de una mezcla de poliolefinas. El diseño experimental que se utilizó fue construido en la base 1) de mezclas de poliolefinas con reciclado depolietileno de baja densidad 30%, 40% de polietileno de alta densidad y polipropileno 30% correspondiente a la composición de los plásticos reciclados en Arequipa, Perú, 2) la adición de cáscara de arroz y 3) la adición de compatibilizante y 4) el modo depreparación, por inyección o compresión. Los resultados confirman que la cáscara de arroz es térmicamente estable hasta 250 º C. Su adhesión con la matriz polimérica se ha examinado en relación con su microestructura y composición. También se reveló que la adición de cáscara de arroz solo reduce las propiedades de tracción, pero que la adición de compatibilizante promueve la deformación de la mezcla del polímero. Una notable diferencia se encontró entre las propiedades de tracción de las muestras preparadas por inyección o compresión. Sin embargo, los resultados pueden ser validados por comparación si se introduce un parámetro llamado "capacidad de carga" que se propone como la relación entre la resistencia máxima y la deformación máxima hasta la ruptura que puede soportar. Desde el punto de vista del proceso físico-químico, se puede concluir que la adición de compatibilizante mejora la adhesión entre los componentes de polímero y la cáscara de arroz y por ende la calidad de la superficie de fractura. Los compuestos preparados puede ser una alternativa para la recuperación de residuos plásticos y agrícolas. El índice de "capacidad de carga" que proponemos podría ser considerado un factor de diseño pertinente para este tipo de materiales.

Ce travail est une analyse comparative du potentiel de certains types de fibres de bois issues de résidus de première transformation dans la fabrication des composites bois/thermoplastiques. Les fibres analysées proviennent des essences suivantes : le thuya occidental (Thuja occidentalis L.), le pin gris (Pinus banksiana Lamb) et l'épinette noire (Picea mariana (Mill.)). Les effets des facteurs suivants sur la performance des matériaux composites bois/thermoplastique ont été analysés : l'essence de bois, l'origine des fibres (fibres de duramen ou d'aubier), la taille des particules de bois, les proportions dans le mélange et les procédés de mise en forme (injection, extrusion et thermo-compression). L'effet de la variabilité spécifique de la surface des fibres de bois sur la qualité de l'interface bois/thermoplastique a été étudié grâce à la méthode spectroscopique infrarouge en réflectance diffuse à transformée de Fourier (DRIFT) et la spectroscopie des photoélectrons par rayon-X (XPS). Une concentration élevée de lignine et d'extractibles sur la surface des fibres a été présentée comme principal facteur qui inhibe l'établissement d'un lien entre l'agent de couplage à base d'anhydride et le bois. L'analyse du développement des fibres de bois, avant et au cours de leur mise en forme, a montré que la forme et la longueur des fibres sont réduites dépendamment des procédés utilisés et de l'essence. Une caractérisation mécanique dynamique des matériaux composites en question ainsi que l'effet des différents types de résidus ligno-cellulosiques sur la relaxation de la chaine moléculaire de la matrice thermoplastique, i.e. HDPE, a été investiguée. Le comportement rhéologique des matériaux composites bois/thermoplastique dans le domaine viscoélastique linéaire a été analysé à travers les modèles mécaniques analogiques.

Si l'emploi des matériaux composites dans l'aéronautique est déjà effectif sur des éléments de structures principales et de grande taille, leur généralisation aux structures secondaires bute sur leur positionnement en termes de coûts et performances face aux métaux. Il s'agit dans ce travail de contribuer à la mise en place d'une filière française de pièces composites hautes performances à bas coûts en s'appuyant sur un procédé de moulage en grande série, à savoir le thermoformage à haute pression. Ainsi, il a été question dans un premier temps d'optimiser ce procédé vis-à-vis des principales matières rencontrées dans les structures aéronautiques. Ensuite, les stratifiés moulés ont été caractérisés et les effets des conditions environnementales sévères (humidité, température, impact) sur leur comportement mécanique étudiés. Par ailleurs, réduire les coûts des pièces signifie également réduire les coefficients de sécurité qui restent très élevés pour les pièces composites. Cela passe par une meilleure prédictibilité de la rupture des matériaux et du comportement mécanique au-delà du linéaire. Sur le carbone/PEEK satin de 5 pris comme matériau d'illustration, les phénomènes non linéaires (viscoplasticité) ainsi que les mécanismes d'endommagement et de rupture ont été étudiés. Un accent particulier a été mis sur le délaminage et un critère permettant de prédire son amorçage a été proposé. La possibilité de faire des modèles éléments finis des pièces directement à l'échelle mésoscopique (du pli) a été également explorée et laisse entrevoir des pistes prometteuses pour des dimensionnements plus sûrs et donc moins conservatifs. / If the use of composite materials is already effective on elements of main structures and large size parts, their generalization to secondary parts is not effective due to their cost and their performances compared to metals. The framework of this thesis is to contribute to the establishment of a French chain of high performance composite parts at low cost. Thus, it was initially question of optimizing the process vis-à-vis the main composite materials used in the aerospace structures. Then, the molded laminates were characterized and the effects of severe conditions (humidity, temperature, impact) on their mechanical behavior were studied. Also, reduce the cost of parts also means reducing the safety factors which remain very high. This requires a better prediction of the failure and the mechanical behavior beyond the linear. Taking the five harness satin weave carbon/PEEK material as example, non-linear phenomena (viscoplasticity), damage mechanisms and failure criteria were studied, with particular emphasis on the delamination. The possibility to perform finite element analysis of the parts directly at the mesoscopic scale (ply-scale) was also explored and suggests promising expectations for a less conservative sizing of composite structures.