Caractérisation mécanique de la paroi cellulaire des fibres de lin par AFM : de la biomécanique aux effets des procédés de mise en forme des composites bio-sourcés

Autor: Arnould, Olivier, Siniscalco, David, Goudenhooft, Camille, Bourmaud, Alain, Baley, Christophe
Přispěvatelé: Bois (BOIS), Laboratoire de Mécanique et Génie Civil (LMGC), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche Dupuy de Lôme (IRDL), Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Jazyk: francouzština
Rok vydání: 2018
Předmět:
Zdroj: Matériaux 2018
Matériaux 2018, Nov 2018, Strasbourg, France
Popis: National audience; L'intérêt industriel pour les fibres libériennes végétales utilisées comme renforts de matériaux composites augmente. Cette tendances’explique notamment par leur faible impact sur l'environnement et leurs propriétés mécaniques spécifiques très intéressantes qui lesrendent attractives pour les applications dans les transports. Les propriétés en traction des fibres élémentaires sont bien décrites dansla littérature, mais des informations complémentaires à l'échelle de la paroi cellulaire sont nécessaires pour mieux comprendre larelation entre leur ultrastructure et leurs performances mécaniques. Le but de ce travail est de présenter les résultats issus decaractérisations mécaniques effectuées en microscopie à force atomique (AFM), avec le mode PeakForce QuantitativeNanomécanique (PF-QNM) qui permet de réaliser des cartographies de module élastique d'indentation (ou de contact) à des échellesde l'ordre de quelques dizaines de nanomètres.Dans un premier temps, cet outil a été utilisé afin de vérifier la présence ou non de gradient mécanique de module d'indentation ausein des couches de la paroi cellulaire des fibres de lin, en utilisant des essais de nanoindentation instrumentée et des fibres desynthèse (Kevlar) comme mesure de référence. Des cartographies de module d'indentation ont ainsi été effectuées à l'échellenanométrique, à la fois sur des parois cellulaires à différentes phases de développement dans la plante (biomécanique des tiges de lin)et matures. Ces cartographies ont permis de mettre en évidence la présence de sous couches au sein de la paroi cellulaire secondairedes fibres en cours en développement, avec des différences significatives de propriétés mécaniques. En revanche aucun gradient demodules d'indentation n’a pu être décelé dans les sections de fibres matures.De plus, cette démarche a été utilisée pour mieux comprendre l'évolution des propriétés mécaniques et morphologiques des fibres delin au cours du procédé de rouissage. Les mesures par AFM ont été complétées par une analyse de l'évolution de l'ultrastructure de laparoi cellulaire des fibres à l'aide de mesures DRX et RMN (cristallinité de la cellulose).Enfin, l’impact d’un cycle thermique, subi lors de l’élaboration d’un composite, sur les performances des parois végétales de lin a étéétudiée à l'échelle de la paroi cellulaire. Des mesures de module d'indentation ont été effectuées, à la fois par nanoindentation et PFQNM, sur des sections de fibres de lin traitées thermiquement à différentes températures (de 140 à 250°C) au sein d'une matricepolymère (PBS ou PP-MAPP) ou en l'absence de tout confinement (fibres isolées).
Databáze: OpenAIRE
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