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

II. Optimisation des propriétés mécaniques des composites PVC/bois
100
100
80
80
10, 11, 12
Contrainte (MPa)
60
40
20
05
04
06
01
03
02
07
PAS DE RUPTURE
Contrainte (MPa)
60
40
20
13
08
09
07
PAS DE RUPTURE
0
Matrice 1
0 5 10 15
Déformation (%)
0
Matrice 2
0 5 10 15
Déformation (%)
Figure II.5. Profils contrainte-déformation en flexion trois points des formulations du Tableau II.2.
Le profil n°07 correspond à la référence commerciale PVC.
Le matériau de référence non chargé (échantillon n°07) présente une contrainte maximale
relativement élevée ainsi qu’une très grande déformation : faute de rupture, chaque essai a été
arrêté à environ 15% de déformation. L’ajout de 40% de fibres de bois diminue fortement la
déformation à la rupture et augmente significativement le module élastique. Il rend le
matériau plus fragile, caractérisé notamment par l’absence de déformation plastique.
Les propriétés mécaniques des formulations issues de la matrice 2 sont nettement supérieures
à celles de la matrice 1. Les éprouvettes des essais n°10, 11 et 12 avoisinent la valeur de
80 MPa pour la contrainte maximale alors que leurs homologues réalisées à partir de la
matrice 1 (échantillons n°03, 04 et 05) peinent à atteindre 60 MPa. Ces différences se
confirment même sur les composites ne comportant pas de traitement : les échantillons relatifs
aux essais n°08 et 13 étant largement plus résistants que ceux des essais n°01 et 06.
Nous constatons de façon inattendue que l’incorporation de carbonate de calcium dans la
formulation de la matrice augmente les performances mécaniques du composite. En
conséquence, afin de simplifier la comparaison des différents traitements, il a été choisi de ne
présenter par la suite, que les propriétés mécaniques des formulations à base de la matrice 2
(essais n°07 à 13). L’ensemble des résultats est toutefois donné en annexe.
D’après la Figure II.6, on remarque que l’ajout de 40% de fibres végétales entraîne une hausse
du module élastique, une hausse de la contrainte maximale pour la plupart des formulations
testées et une nette diminution de la déformation à la rupture du matériau. En comparant les
valeurs de la meilleure formulation composite (échantillon n°12) avec celles de la référence
PVC commercial non chargé (échantillon n°07), on note que :
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