Pour la réalisation de pièces de structure automobiles (poutre d'absorption de chocs, quartavants, doublures d'aile...), les matériaux composites à matrice polypropylène renforcée de fibres de verre, continues ou coupées, sont pressentis. L'objet de cette étude est de proposer un modèle de comportement adapté à ces matériaux, capable de répondre de manière cohérente aux sollicitations statiques mais aussi dynamiques subies par ces pièces de structure. Deux matériaux différents ont été étudiés: un tissu et une matrice renforcée de fibres coupées.<br />Afin d'identifier les phénomènes dissipatifs au sein de ces matériaux et de mieux comprendre leur évolution avec la vitesse de sollicitation, une étude expérimentale a été menée incluant des observations microscopiques et des essais mécaniques à différentes vitesses de déformation comprises entre 10-4 s-1 et 100 s-1. Les essais réalisés à vitesse quasi-statique (<10-1 s-1) sont des essais de traction, de compression, de charge-décharge et de traction-compression. L'étude en dynamique (≥10-1 s-1) consiste en la réalisation d'essais de traction. Une étude approfondie de cet essai complexe a par ailleurs été réalisée afin d'améliorer l'analyse des résultats.<br />Un modèle de comportement unifié, valable pour des sollicitations statiques et dynamiques, est ensuite proposé. Il prend en compte les phénomènes d'endommagement, de viscoélasticité et de viscoplasticité observés lors de l'étude expérimentale. Son écriture très générale permet de modéliser le comportement de nombreuses familles de matériaux composites. Il a été implémenté dans le code de calcul ZéBuLoN et identifié pour les deux matériaux étudiés.<br />Enfin, plusieurs essais de validation sont présentés, sur structures simples (flexion à différentes vitesses, choc multiaxial) mais aussi sur pièces industrielles (choc sur poutre d'absorption...).

Plusieurs types d’interactions existent entre un emballage (contenant) et le produit emballé (contenu). L’inertie d’un emballage est rarement totale, ce qui peut engendrer par exemple une altération des propriétés du produit emballé. Ce contact contenant/contenu peut également influencer les propriétés thermomécaniques de l’emballage. L’objectif général du travail de cette thèse consiste à développer une méthodologie expérimentale rigoureuse et pertinente pour caractériser les phénomènes observés et ainsi modéliser le système matériau/produit. Cette démarche a pour but la mise au point d’un outil d’aide à la conception des emballages en polymère, permettant la prédiction et la simulation de résistance mécanique de ces emballages, afin notamment d’améliorer leurs performances. Dans le cadre de ce travail, nous avons caractérisé la sorption de l’acétate d’amyle dans des flacons en polypropylène par les techniques de gravimétrie et de spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier avec différentes concentrations aux températures de contact de 23°C et de 40°C. Nous avons pu constater, à l’aide de ces deux techniques, que la quantité d’ester dans le polymère augmente en fonction de la température de vieillissement et de la concentration en ester. L’étude thermique par la technique de DSC a montré que la température de fusion augmentait et que le taux de cristallisation du polypropylène diminuait en fonction de la concentration d’acétate d’amyle, ce dernier jouant le rôle de plastifiant. Nous avons également identifié, à l’aide du logiciel SiDoLo, un modèle analytique de type sigmoïdal pour modéliser la sorption de l’acétate d’amyle dans le polypropylène Pour corréler l’évolution du module d’élasticité et de la RCV des flacons avec le vieillissement du polymère, nous avons réalisé des essais de traction simple sur des éprouvettes prélevées sur les flacons, ainsi que des essais de compression verticale sur des flacons. Pour identifier les paramètres de la loi de comportement des polymères solides, nous avons utilisé la méthode d’identification inverse sur les essais de compression verticale, en couplant le logiciel d’optimisation SiDoLo et le logiciel de calcul des structures par la méthode des éléments finis ABAQUS®. Cette approche nous notamment permis de proposer une évolution de ces paramètres en fonction de la concentration d’acétate d’amyle / Several types of interactions exist between a packaging (container) and the packed product (contained). The inertia of a packaging is never total, which can generate for example a deterioration of the properties of the packed product. This container/contained contact can also influence the thermomechanical properties of the packaging. The aim of this work consists in developing a rigorous and relevant experimental methodology to characterize the phenomena observed and thus to model the system material/product in order to obtain a tool for simulating the mechanical resistance of polymer packaging, which will be used for the improvement of their mechanical performances. Within the this work, we have characterized the sorption of the amyl acetate in polypropylene bottles by the techniques of gravimetry and Fourier transformed infra-red spectrometry with various concentrations at the temperatures of contact of 23°C and 40°C. We have noticed, using these two techniques, that the quantity of ester sorbed in the polymer increases according to the temperature of ageing and the concentration of the ester. The thermal study by the DSC technique, showed that the melting point increases and that the rate of crystallization of polypropylene stripped according to the concentration of amyl acetate, the amyl acetate playing a role of a plasticizer. We have also identified, using the software SiDoLo, an analytical model of sigmoïdal type to model the sorption of the amyl acetate in the polypropylene to correlate the evolution of the modulus of elasticity and the top load of the bottles with the ageing of the polymer. We carried out simple tensile tests on cutted out samples from the bottles and top load tests on the bottles. We have used the inverse identification method on top load tests, by coupling SiDoLo optimization software and the nonlinear finite element program ABAQUS®, to identify the parameters of the law of solid polymers. We have also proposed an evolution of these parameters according to the amyl acetate concentration

Les matériaux biocomposites, en particulier les composites matrice thermoplastique biosourcée ou non renforcée de charges ou de fibres végétales, connaissent actuellement un essor significatif et présentent pour l'avenir un gisement grandissant de matières en fin de vie. En conséquence, l'étude du comportement de ces matériaux au regard de différents scénarios de fin de vie que sont le recyclage mécanique, le compostage et l'incinération constitue un enjeu scientifique et technologique important. Le premier objectif de cette thèse est d'étudier la fin de vie par retransformation (cycles successifs d'injection et de broyage) de biocomposites à matrice polypropylène (PP) chargé de farine de bois. L'impact de la taille des particules de bois et d'un agent de couplage a été évalué. Une très bonne stabilité mécanique jusqu'à 7 cycles de retransformation a été observée malgré des dégradations des différents composants du matériau. Le comportement face à la retransformation après vieillissement artificiel accéléré ou après une exposition naturelle en extérieur a été étudié. La tendance majeure dégagée est un phénomène de « régénération » des propriétés mécaniques par retransformation, et cela malgré des dégradations importantes après vieillissement. Il a été également été observé que l'ajout de bois a tendance à limiter la photodégradation du PP. Le second objectif est d'étudier la fin de vie de biocomposites à matrice acide polylactique (PLA) renforcé de fibres de lin. L'impact de différents paramètres de formulation, de la technique de mise en œuvre et d'un vieillissement hygrothermique sur la retransformation de ces matériaux a été évalué. Les mêmes phénomènes de « régénération » sont observés, ce qui montre l'effet bénéfique de la retransformation. La fin de vie par compostage et par biodégradation est traitée. Des mesures d'énergies de combustion ont enfin permis d'estimer le potentiel de valorisation par incinération qui serait en lien avec le niveau de dégradation du PLA. / Nowadays, biocomposite materials are booming and will be a growing end-of-life issue for the future. They are based on a thermoplastic matrix (oil-based or bio-based) reinforced with vegetable fillers or fibers. Consequently, the study of their end of life through recycling, composting and incineration is a scientific and technologic challenge.The first goal of this thesis is to study the reprocessing end of life (successive injection and grinding cycles) of polypropylene (PP) based biocomposites filled with wood flour. The impact of the wood particle size and a coupling agent was assessed. Thus, a very good mechanical stability was observed up to 7 reprocessing cycles despite some degradation from the material components. Then, the reprocessing after artificial or natural UV weathering was carried out. The major trend is a “regeneration” phenomenon of mechanical properties after reprocessing in spite of strong degradations after UV weathering. Moreover, the addition of wood filler tends to restrain the PP photochemical degradation.The second goal is to study the end of life of polylactic acid (PLA) based biocomposites reinforced with flax fibers. The impact of the composition, the processing technic and humidity weathering on the reprocessing was assessed. Similar “regeneration” phenomena were observed leading to conclude to the beneficial effect of reprocessing. Then composting and biodegradation aspects were investigated. Heat release rate measurements enabled to estimate the incineration potential which could be linked to the PLA degradation rate.

Les opérations chirurgicales pour le traitement des défauts de soutènement d'organes dans les pays industrialisés sont des actes de plus en plus fréquents, et requièrent l'implantation de plus d'un million de prothèses par an. Même si l'usage des prothèses de soutènement a permis de diminuer les complications postopératoires, les taux de réinterventions restent très élevés. Ces travaux présentent différentes stratégies permettant d'apporter de nouvelles propriétés à des treillis en polypropylène, afin d'améliorer leur résistance à l'infection et de permettre leur suivi postopératoire en IRM. Des treillis anti-infectieux sont développés en enrobant les filaments de treillis d'un réservoir de polymère dégradable et biocompatible contenant des agents anti-infectieux, par une technique de pulvérisation à l'aide d'un aérographe. L'association ofloxacine – rifampicine incorporée présente une excellente activité antibactérienne in vitro, et la cinétique de libération prolongée des agents actifs permet d'inhiber la contamination des treillis pendant au moins 72 heures. Les techniques de stérilisation par rayonnement Gamma n'impactent ni la stabilité des agents actifs, ni l'efficacité antibactérienne des treillis anti-infectieux.Afin de permettre une visualisation en IRM des treillis implantés, des polymères ont été synthétisés par greffage d'agent de contraste (DTPA-Gd) sur de la poly(ε-caprolactone) (dégradable) et du poly(acrylate de méthyle) (biostable). Après enrobage des prothèses par ces polymères, le rehaussement du signal induit par la présence du gadolinium permet de visualiser les prothèses à la fois in vitro et in vivo sur différents types d'appareils d'IRM. La stabilité de l'agent de contraste est suffisante pour pouvoir visualiser les treillis pendant plusieurs mois, quelle que soit la technique de stérilisation utilisée. / Soft tissue reinforcement surgical operations in industrial countries are common and require annually at least one million of prostheses for treating this problem. Even if meshes used for organ prolapse surgical procedures allow decreasing postoperatory complications, reinterventions ratio is still relevant. This work present several strategies to bring new properties to polypropylene meshes in order to improve their resistance to infection and enable their postoperative MRI follow-up. Anti-infective meshes are developed by coating the filaments of the meshes with an antibiotics drug reservoir based on degradable and biocompatible polymers, using an airbrush system. Dual ofloxacin-rifampicin antibiotics incorporation on these coated meshes shows an excellent antibacterial activity in vitro and sustained release of the drugs can inhibit meshes contamination for at least 72 hours. Sterilization procedures using Gamma-ray irradiation impact neither the drugs stability nor the anti-infective meshes activity. In order to visualize by Magnetic Resonance Imaging (MRI) meshes after implantation, a contrast agent (DTPA-Gd) is covalently grafted onto the polymeric backbone of poly(ε-caprolactone) (degradable) or poly(methyl acrylate) (biostable). Meshes were coated with these new polymers and MR signal enhancement induced by the presence of gadolinium allows the visualization of the meshes in vitro and in vivo with several MR equipments. Coated meshes are visible during several months, whatever the sterilization procedures, showing the stability of the contrast agent.

Le mélange de polymères offre une voie pratique et économique pour élaborer de nouveaux matériaux qui peuvent avoir des propriétés que chacun des polymères ne possède pas nécessairement. L’élaboration de mélanges de polymères à base de PP a souvent pour objet d’obtenir des matériaux avec une résistance au choc élevée, une rigidité suffisante et une processabilité adéquate. Le polycarbonate (PC) est mélangé avec le PP en raison de ses propriétés exceptionnelles (rigidité élevée et résistance au choc excellente) par rapport à d’autres polymères techniques. Le PC se disperse mal dans le PP car ils sont immiscibles entre eux et leur rapport de viscosité très élevé. La clé pour obtenir des mélanges PP/PC avec une résistance au choc élevée et une rigidité suffisante consiste à les compatbiliser et à diminuer le rapport de viscosité de manière efficace. De nouveaux agents compatibilisants ont été développés pour renforcer les interactions entre le PC et le PP et contrôler la morphologie des mélanges. Les mélanges PP/PC obtenus ont une très résistance au choc et une rigidité suffisante. La performance des agents compatibilisants ainsi que les mécanismes d’amélioration de la résistance au choc ont été étudiés. L’évolution de la morphologie des mélanges PP/PC ainsi que la relation entre la composition et la microstructure ont été simulées avec l’aide des théories de dynamiques à l’échelle moléculaire et mésoscopique / Polymer blending provides a practical and economic way of preparing new materials with combinations of properties not available in a single polymer. In order to improve the toughness of polypropylene while retaining its rigidity as much as possible, a new concept “rigid–rigid polymer toughening” was developed. Polycarbonate (PC) was selected to blend with PP in this study because of the advantages it provides over many other conventional engineering polymers in terms of high strength and toughness. The key to obtaining materials with high toughness and balanced rigidity relies on effectively compatibilizing this polymer pair and reducing the viscosity ratio. In this study, novel compatibilizers for the PP/PC blend were prepared or chosen to promote interactions between PP and PC and control the morphology of the blend. Some of the compatibilizers took the role of both compatibilizer and toughener. The performance of compatibilizers and toughening mechanism of blends were studied in detail. The morphology evolution of PP/PC blends and the relationship between the composition and microstructure were simulated based on molecular dynamics and mesodyn theories

La problématique rencontrée lors du mélange bois-plastique résulte de la nature des constituants, le plastique étant un matériau non-polaire et hydrophobe par opposition au bois, un matériau polaire et hydrophile. Ce projet de recherche mené en collaboration avec Mafor inc., vise à mieux comprendre le comportement physico-mécanique d’un composite chêne-polypropylène fabriqué suivant une plage étendue des concentrations en bois (30% à 70%) et en agent liant (0% à 4% de polypropylène maléaté par rapport au poids du bois). En l’absence d’un liant, les travaux réalisés ont montré que l’ajout de bois dans la matrice de plastique affaiblit globalement les propriétés physico-mécaniques du composite bois-plastique. En présence d’un liant utilisé en faible concentration (2%), les résultats montrent une forte augmentation relative des modules de rupture en flexion (162%) et en tension (107%) pour un composite contenant 65 % de bois. Dans ce cas, on observe également une réduction de l’absorption d’eau de 45% pour ce composite évalué sur une période de 28 jours de trempage. / Québec Université Laval, Bibliothèque 2019

Des films cellulaires pour usage piézoélectrique ont été développés par étirage bi-axial suivi d’un gonflement contrôlé à partir de films composites en polypropylène (PP) chargés de particules minérales: carbonate de calcium (CaCO3) et talc. Afin d’atteindre des propriétés piézoélectriques convenables, la morphologie cellulaire des films a été basée sur une revue de littérature pour l’épaisseur (b) des cellules, leur aspect (a/b) défini par le rapport entre leur longueur (a) et leur épaisseur (b), ainsi que l’épaisseur (t) de leurs parois. De façon à évaluer l’impact de la taille des particules, de leur concentration, de leur forme et de la température d’étirement sur la morphologie cellulaire de films, des échantillons ont été produits en extrudant des feuilles de 0,9 mm de PP/CaCO3 (12 μm, sphérique), PP/CaCO3 (6 μm, sphérique), PP/CaCO3 (3 μm, sphérique) et PP/talc (10 μm, plat). Ces feuilles ont été ensuite étirées bi-axialement à des températures de 152, 155, 158 et 160°C à un taux d’étirement de 2,4 m/min. Suite à l’étirement bi-axial, des épaisseurs de films variant entre 40 et 120 μm ont été obtenues. Les films ont ensuite subi un traitement d’expansion (diffusion d’azote à 130°C) afin de gonfler les cellules. L’analyse d’images obtenues par microscopie électronique à balayage (MEB) a servi à quantifier la morphologie cellulaire. Les résultats obtenus ont montré que les films de PP/CaCO3 (3 μm) n’ont pas donné de cellule, alors que ceux de PP/CaCO3 (12 μm) étirés à 152°C ont donné les meilleures morphologies cellulaires à des concentrations massiques de 35%. Ces «meilleures» morphologies correspondent à t = 3,6 μm, a/b = 5,6 et b = 13,6 μm. La valeur de la contrainte ultime lors de l’étirement s’est avérée proportionnelle à la quantité et à la qualité des cellules produites. Finalement, le ratio d’étirement, auquel la contrainte ultime est atteinte, est constant à environ 3,3, peu importe la taille des particules, leur concentration ou la température d’étirement. Ceci suggère que la matrice et la vitesse d’étirement sont responsables de la modulation du ratio d’étirement auquel la délamination matrice-particules se produit. Les travaux ont démontré que la concentration et la taille des particules sont inversement proportionnelles à l’épaisseur des parois cellulaires proportionnelles, au nombre de cellules observées et à la hauteur de ces cellules. L’abaissement de la température d’étirement a pour effet d’amplifier les effets respectifs associés à la taille et à la concentration des particules. / Piezoelectric cellular films have been developed, by bi-axial stretching followed by controlled cell inflation, from composite polypropylene (PP) films filled with mineral particles of calcium carbonate (CaCO3) and talc. An exhaustive literature review was done to identify the optimum values for the parameters describing the cellular structure promoting piezoelectricity. The most important morphological parameters associated with the structural stiffness of the films, which is inversely proportional to the piezoelectric coefficient, are: cell aspect ratio (a/b), cell thickness (b) and cell wall thickness (t). To optimize the cellular structure created during the bi-axial stretching step, PP films filled with CaCO3 and talc particles of different sizes and shapes were stretched at different temperatures and then underwent a gas diffusion expansion to improve the cell morphology. Initially, 0.9 mm sheets of PP/CaCO3 (12 μm, spherical), PP/CaCO3 (6 μm, spherical), PP/CaCO3 (3 μm, spherical) and PP/talc (10 μm, platy) were extruded before being bi-axially stretched at 152, 155, 158 and 160°C under a stretching rate of 2.4 m/min in both directions. The gas diffusion expansion treatment of the resulting films was done with nitrogen at 130°C. The cell morphology analysis was done from scanning electron microscopy (SEM) images to quantify a/b, b and t. It was observed that films made of PP/CaCO3 (3 μm) did not yield any cells. However, those made from PP/CaCO3 (12 μm) and stretched at 152°C had the best cellular structure when the CaCO3 concentration was 35% wt. The best morphology (t = 3.6 μm, a/b = 5.6 and b = 13.6 μm) was achieved within the targeted values to optimize piezoelectric properties. It was found that the ultimate stress during stretching depends on the cellular quality of the resulting film and that, independent of the size of CaCO3 or talc particles, their concentration or the stretching temperature. It was also observed that the stretching ratio at which the ultimate stress was obtained was always around 3.5. This suggested that both the stretching speed and the polymer matrix were responsible for the stretching ratio at which delamination occurs. As expected, particle concentration and their size were shown to be inversely proportional to cell wall thickness, but proportional to the number of cells observed and to their height. Decreasing the stretching temperature amplified the respective effects of the cell morphology associated with particles size and concentration.

La fonctionnalisation des polyoléfines (PP, PE...) demeure un défi scientifique et industriel très important, il représente une voie de développement des applications de polymères thermoplastiques et de l'industrialisation des produits à valeurs plus importantes. La fonctionnalisation du PP par un groupement polaire comme l'AM est un cas particulièrement mémorable, essentiellement avec la croissance rapide de l'utilité commerciale de ce thermoplastique grâce à ses valeurs techniques et économiques marquantes. Parallèlement les travaux de recherche qui s'intéressent à la caractérisation quantitative de l'AM greffé sur le PP avancent sans cesse afin de développer de nouvelles techniques aussi précises que les techniques classiques mais surtout beaucoup plus rapides. Ce travail est la poursuite des études de recherche effectuées par l'étudiante au doctorat Haixia Fang, au cours desquelles elle a réussi à mesurer le degré de greffage de l'AM sur le PP en ligne (i.e. en continue) par la technique de l'extinction de la fluorescence, jusqu'à une concentration d'environ 0.6% en masse d'AM. Au dessus de cette concentration (0.6-1% en masse) le degré de greffage mesuré par fluorescence et celui mesuré par la spectroscopie FTIR, montrent une divergence qui s'accentue avec l'augmentation de la concentration de l'AM. L'hypothèse de départ postulait que seul l'AM libre (i.e. non greffé) agit comme un extincteur de la fluorescence et qu'une fois greffé il n'a plus aucun effet. La nouvelle approche suivie dans ce projet dit que même s'il est greffé l'AM peut éteindre la fluorescence mais beaucoup moins efficacement. Ces travaux ont pour but de mesurer le degré de greffage de l'AM sur le PP jusqu'à 0.8% en masse d'AM incorporé dans l'extrudeuse pendant le déroulement du processus de greffage. Ce mémoire est divisé en trois grands chapitres. Le premier est une revue de la littérature qui touche les divers aspects du projet et il est divisé en quatre grandes parties. La première partie est consacrée à la définition du principe de la fluorescence et son extinction ainsi que la description de la technique inspirée à partir de ce phénomène. Dans la deuxième partie nous présentons les applications de la technique de fluorescence dans le domaine du traitement des polymères. Une description détaillée du mécanisme du greffage, les raisons pour lesquelles l'AM a été choisi comme greffon, les techniques classiques de caractérisation quantitative de l'AM sur le PP ainsi que l'intérêt accordé au taux de greffage sont le sujet de la troisième partie. Enfin, l'objectif spécifique du projet, son originalité et son lien avec l'étude précédente sont abordés dans la quatrième partie de ce chapitre. Le deuxième chapitre de ce mémoire concerne l'expérimentation, le matériel utilisé, une description minutieuse du dispositif de mesure de la fluorescence en ligne, la méthodologie utilisée pour la synthèse du traceur préparé à partir d'un mélange maître de PP et de fluoranthène et l'élaboration des échantillons de PP-g-AM. Les tests de fluorescence effectués et l'analyse quantitative basée sur l'extinction de la fluorescence et celle sur la FTIR ont été aussi décrites. Le troisième chapitre est consacré à la présentation, la description, l'analyse et la discussion des résultats obtenus. L'extinction de la fluorescence du fluoranthène dans une solution de chloroforme, ainsi que la reproductibilité des mesures des courbes de la DTS et la linéarité entre l'amplitude du signal fluorescent et la masse du traceur (étudiés par Haixia Fang), sont signalés au début du chapitre. Par la suite, les résultats des trois cas de l'extinction de la fluorescence sont présentés et discutés simultanément (i.e. AM libre, au cours du procédé d'extrusion réactive, AM greffé).

Le travail présenté dans ce mémoire traite le comportement électrique et rhéologique de systèmes immiscibles polypropylène/polyméthacrylate de méthyle (PP/PMMA) chargés avec des nanotubes de carbone multi-parois (MWCNT). Les principaux travaux et résultats sont : a) La préparation des mélanges avec différentes concentrations de PP et PMMA en optimisant les paramètres de mise en œuvre. Les images de microscopie électronique à balayage (MEB), ainsi que les résultats obtenus par la méthode d'extraction sélective du PMMA par le chloroforme, montrent la création d'une morphologie co-continue à un pourcentage massique de 60% PP et 40% PMMA. b) Différentes concentrations massiques de MWCNT ont été introduites dans le mélange optimisé afin de créer un composite conducteur. Un calcul thermodynamique a été fait pour déterminer la localisation des MWCNT qui construisent un réseau conducteur. Ce calcul montre la présence des MWCNT à l'interface PP/PMMA. c) Une conception et une optimisation a été réalisée sur une nouvelle configuration pour suivre simultanément l'évolution de la conductivité électrique et les paramètres rhéologiques. d) Des mesures de résistivité électrique à température ambiante et à 200° C ont été effectuées.On a atteint le seuil de percolation électrique de notre système PP/PMMA avec des concentrations de MWCNT beaucoup plus faible (0,5% MWCNT) par rapport au système PP/MWCNT. Ceci est expliqué parla morphologie co-continue des deux phases polymères et la présence de charges localisées à l'interface. e) Des mesures électrique et rhéologique simultanées ont été effectuées à200° C. On a trouvé que la conductivité électrique de mélange est affectée par un balayage de déformation. Pour de faibles valeurs de déformations, une amélioration de la conductivité a été observée pour les concentrations au-dessus du seuil de percolation. Cette variation devient moins importante pour des valeurs plus élevées. Pour de grandes déformations, une diminution de la conductivité électrique a été observée à partir d'une valeur critique de déformation.

Dans ce projet de thèse, on tente d'optimiser les propriétés mécaniques (modules de flexion et traction, résistance à l'impact et contrainte maximale en traction) d'un composite de fibres de lin/plastique d'origine post-consommation en combinant deux voies d'optimisation (compatibilisation des phases et optimisation du procédé de fabrication) tout en tenant compte du coût de production du matériau. Dans la première partie, le composite a été optimisé par compatibilisation des phases. Pour ce faire, le meilleur additif était d'abord déterminé en analysant l'effet de plusieurs additifs appartenant à différentes catégories (agent de couplage classique, additif élastomère, et mélange d'additif élastomère/agent de couplage) sur les propriétés mécaniques, morphologiques et physiques (densité). Puis, la composition du matériau a été optimisée dans le but d'améliorer les propriétés mécaniques. Une fonction objective (ratio qualité/coût) a été définie afin de prendre en compte simultanément toutes les propriétés mécaniques et le coût de production. Dans la seconde partie, l'efficacité de la combinaison des deux voies d'optimisation, a été analysée. Pour ce faire, les paramètres du procédé de fabrication (extrusion suivie de l'injection) ont été optimisés en utilisant la composition optimale obtenue dans la première partie (combinaison des deux voies d'optimisation). Le ratio qualité/coût était également utilisé comme fonction objective. Par la suite, l'impact de l'optimisation combinée sur la microstructure (dimensions des fibres, cristallinité et propriétés moléculaires de la matrice) et les propriétés mécaniques du composite a été investigué. Les résultats ont montré que le meilleur additif était le EO-g-MAH/MAPP appartenant à la catégorie des mélanges d'additif élastomère/agent de couplage. En outre, la composition et les conditions de fabrication du composite étaient optimales lorsque sa performance mécanique globale était améliorée en donnant la priorité à la rigidité, et concomitamment à la rigidité et la résilience, respectivement. D'autre part, la combinaison des deux voies d'optimisation, au-delà d'une bonne adhésion interfaciale fibre-matrice, a favorisé un équilibre optimal entre la dégradation des composants et l'homogénéité du composite (bonne dispersion des fibres et des additifs dans la matrice), conduisant à de meilleures propriétés mécaniques. Cette procédure d'optimisation a permis d'améliorer toutes les propriétés mécaniques du composite, tout en étant efficace en termes de performance et de coûts. / In this thesis, we tried to optimize the mechanical properties (flexural and tensile moduli, impact strength, and tensile stress at yield) of a flax fiber/postconsumer plastic composite by combining two optimization paths (phase compatibilization and manufacturing process optimization) while taking into account the material production costs. In the first part, the composite was optimized by phase compatibilization. To do this, the best additive was first determined by analyzing the effect of several additives of different types (conventional coupling agent, elastomeric additive, and mixture of elastomeric additive/coupling agent), on the mechanical, morphological and physical (density) properties. Then, material composition was optimized to improve the mechanical properties. An objective function (quality/cost ratio) was defined to simultaneously account for all the mechanical properties and production costs. In the second part, the effectiveness of combining two optimization paths was analyzed. First, the manufacturing process parameters (extrusion followed by injection) were optimized using the optimum composite composition obtained in the first part (combination of both optimization paths). The quality/cost ratio was also used as objective function. Thereafter, the effect of the combined optimizations on the microstructure (fiber dimensions, matrix crystallinity and matrix molecular properties) and mechanical properties of the composite was investigated. The results showed that the best additive was EO-g-MAH/MAPP of the category “mixture of elastomeric additive/coupling agent”. In addition, the composition and the manufacturing conditions of the composites were optimum when the overall mechanical performance was improved by giving priority to stiffness, and simultaneously to stiffness and resilience, respectively. On the other hand, the combination of both optimization paths, besides good fiber-matrix interfacial adhesion, promoted an optimum balance between components degradation and composite homogeneity (good fiber and additives dispersion in the matrix), leading to better mechanical properties. This optimization procedure was able to improve all the mechanical properties of the composite, as well as being effective in terms of performance and costs.