Etude de l'Ã©laboration de matÃ©riaux composites PVC/bois Ã partir de ...

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Remerciements Les pages constituant cette thèse sont certes, le fruit de mon travail, mais celui-ci a été facilité par de nombreuses personnes parmi lesquelles, par ordre chronologique d’apparition : - Sylvain CORBEL de LAPEYRE : merci Sylvain pour ton aide précieuse qui m’a permis d’acquérir le savoir-faire technique de l’extrusion des thermoplastiques et des composites et, chose qui ne gâche rien : ta sympathie ! - Gianluca SPERONE du Politecnico de Turin : grazie infinitamente per il tuo lavoro sulla parte riciclo. Non potevo augurare di meglio per questo studio. Tanto tanto lavoro sul estrusore o sul macinatore... cosa poco gradevole da fare ma c’è l’hai fatta è con brio! Grazie Gian! - Silham EL KASMI de POREAUX SA pour m’avoir fourni les déchets de production de l’usine de menuiseries bois, - Toute l’équipe du TCKT, et en particulier M. Wolfgang STADLBAUER, directeur, et qui nous a permis de réaliser plusieurs séries d’extrusion à grande échelle dans des conditions optimales de travail, - Jean-François MEUNIER du Laboratoire de Chimie de Coordination pour les analyses ATG... effectuées parfois avec extrême urgence tout au long de ces trois ans, - Yannick THEBAULT du CIRIMAT pour les observations en microscopie électronique à balayage, réalisées parfois aussi dans l’urgence : merci Yann ! - M. Michel BERAUD de la Station d’essais de vieillissement naturel de Bandol pour les tests et analyses effectuées au cours du vieillissement accéléré ainsi que pour les réponses fournies toujours très précises, - Toute l’équipe du LCA pour les aides ponctuelles et pour le très grand plaisir d’avoir travaillé ensemble. Bon courage et bonne continuation à toutes et tous ! 4
Table des matières TABLE DES MATIERES ABREVIATIONS...................................................................................................................................................9 INTRODUCTION................................................................................................................................................11 I. PRESENTATION DES MATERIAUX COMPOSITES PVC/BOIS ......................................................13 I.1. GENERALITES : PRODUCTION ET MARCHES DES COMPOSITES THERMOPLASTIQUES/FIBRES VEGETALES................................................................................17 I.2. PRESENTATION DU PVC..................................................................................................................19 I.2.1. Rappels sur les plastiques : production et marchés ......................................................................19 I.2.2. Synthèse du PVC ...........................................................................................................................20 I.2.3. Formulation du PVC rigide...........................................................................................................21 I.2.4. Propriétés physico-chimiques du PVC rigide ...............................................................................23 I.3. PRESENTATION DU BOIS.................................................................................................................25 I.3.1. Composition et structure des fibres de bois...................................................................................26 I.3.2. Propriétés du bois .........................................................................................................................30 I.4. ADHESION FIBRE/MATRICE ...........................................................................................................32 I.5. EFFET DU RENFORT FIBREUX........................................................................................................38 I.5.1. Facteur de forme de la fibre..........................................................................................................38 I.5.2. Taux de renfort et dispersion des fibres ........................................................................................41 I.5.3. Taux d’humidité.............................................................................................................................43 I.6. DURABILITE.......................................................................................................................................46 I.6.1. Photodégradation..........................................................................................................................46 I.6.2. Attaque fongique ...........................................................................................................................51 I.6.3. Attaque par les insectes.................................................................................................................53 I.6.4. Vieillissement par l’action de l’eau...............................................................................................53 I.7. REFERENCES......................................................................................................................................55 II. ETUDE DES PROPRIETES MECANIQUES DES COMPOSITES PVC/BOIS...................................63 II.1. ETUDE DE L’INFLUENCE DES TRAITEMENTS CHIMIQUES SUR L’ADHESION FIBRE/MATRICE ................................................................................................................................69 II.1.1. Présentation des traitements chimiques ........................................................................................70 II.1.2. Matières premières et méthodes....................................................................................................71 II.1.3. Résultats et discussion...................................................................................................................73 II.1.3.1. Comportement rhéologique ....................................................................................................................73 II.1.3.2. Propriétés mécaniques en flexion trois points ........................................................................................74 II.1.3.3. Résistance à l’impact..............................................................................................................................77 II.1.3.4. Evaluation qualitative de l’adhésion à l’interface fibre/matrice .............................................................78 II.1.3.5. Analyses thermiques...............................................................................................................................81 II.1.3.6. Absorption et gonflement après immersion dans l’eau...........................................................................83 5
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