Qualification mécanique de composites à base de polymères recyclés et de fibres végétales : caractérisation des mécanismes de rupture par imagerie numérique
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Abstract EN:
In this study, jointly supported by ADEME and Poitou-Charentes region, it is proposed to exploit a mechanical recycling method for plastic wastes by using them as matrices in natural composites. The studied materials are polypropylene (PP), high density polyethylene (PEhd) and spruce fibres. The polymers supplied by Valagro platform (Poitiers) have been recycled up to 20 times. Then, spruce fibres have been added to these polymers with different fibre weight fractions. The analysis of the so-obtained materials has been carried out along two main lines: the study of the microstructural evolution on one hand and the characterization of the mechanical behaviour on the other. The results have displayed the appearance of a ductile-brittle transition in PP during the mechanical recycling and a progressive appearance of crystalline phase with increasing fibre weight fraction. A coupling between strain maps obtained by the digital image correlation method at a crack tip and the simulation by the finite element method has enabled the evolution of some mechanical parameters of the studied materials to be characterized.
Abstract FR:
Cette étude, cofinancée par l’ADEME et la Région Poitou-Charentes, propose d’explorer la voie du recyclage mécanique des déchets plastiques en les utilisant comme matrice dans des composites à charges d’origine végétale. Les matériaux étudiés sont le polypropylène (PP), le polyéthylène haute densité (PEhd), et des fibres d’épicéa. Les polymères ont été recyclés jusqu’à 20 fois, en utilisant le matériel de la plate-forme technologique de Valagro (Poitiers). Nous avons ajouté dans ces polymères des fibres d’épicéa à différents taux massiques. L’analyse des matériaux obtenus s’est faite suivant deux axes : étude de l’évolution microstructurale et caractérisation du comportement mécanique. Les résultats ont permis de mettre en évidence la présence d’une transition ductile-fragile dans le PP au cours du recyclage, et l’apparition progressive de la phase cristalline dans le PP lorsque le taux de renfort augmente dans les composites. Le couplage des mesures des champs de déformations par corrélation d’images numériques en pointe de fissure avec les simulations par éléments finis a permis de caractériser l’évolution de paramètres mécaniques des matériaux étudiés.