Etude de l'élaboration de matériaux composites PVC/bois à partir de ...

II. Optimisation des propriétés mécaniques des composites PVC/bois
Il est désormais possible de dresser un bilan de l’étude de l’influence du type de renfort sur
les propriétés des composites PVC/bois.
L’étude de l’optimisation du type de renfort a permis de mettre en évidence plusieurs points :
- le taux de renfort influence nettement les propriétés mécaniques : les composites
renforcés avec 60% de fibres présentent un module élastique et une contrainte bien
supérieurs aux composites renforcés avec 20% et 40% de fibres. Par contre, les
valeurs de déformation et de résilience sont inférieures à celles des composites moins
chargés mais le matériau demeure, pour tous, fragile.
- la granulométrie n’est pas un paramètre prépondérant pour obtenir de bonnes
propriétés mécaniques contrairement au facteur de forme : plus celui-ci est grand et
meilleures sont les propriétés mécaniques du composite,
- la nature physique de la surface de la fibre, qui dépend du type d’essence utilisée,
influence la qualité de l’adhésion à l’interface fibre/matrice.
* * *
Après avoir étudié l’influence des principaux paramètres impliqués dans la fabrication des
composites PVC/bois, il est nécessaire de s’assurer de la faisabilité technique de ces
composites à une échelle plus importante, pré-industrielle.
Jusqu’à présent, en raison des procédés d’élaboration disponibles, une contrainte a été d’avoir
à utiliser des fibres sèches pour éviter toute évaporation de vapeur d’eau durant la mise en
forme. Le taux d’humidité relative des fibres n’étant jamais totalement nul, cela a parfois
rendu l’extrusion difficile. Les principaux problèmes rencontrés ont été l’évaporation de
vapeur d’eau dans l’extrudeuse, engendrant le collage de la matière à la vis et ne permettant
aucune extrusion stable prolongée, ainsi que le manque de possibilité de refroidissement de la
matière dans la zone de plastification, ce qui a provoqué un suréchauffement de la matière
fondue. A l’échelle industrielle, les extrudeuses utilisées sont adaptées afin d’éviter ces
problèmes. Une ou plusieurs zones de dégazage placées après la zone de plastification et/ou
en bout d’extrudeuse permettent d’éliminer l’humidité résiduelle des fibres végétales au cours
de l’extrusion. De plus, les vis sont refroidies par une circulation d’huile, ce qui empêche le
suréchauffement de la matière fondue. Les fibres végétales n’ont pas besoin d’être séchées en
totalité mais simplement à un taux d’humidité compris entre 5 et 10%.
Ces tests pré-industriels permettront donc également de vérifier que l’utilisation industrielle
de fibres de bois partiellement séchées est compatible avec les formulations choisies.
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