205 - Écomatériaux : de l’élaboration du matériau aux produits de construction

Communications orales 08 h 30 → 10 h 55

Écomatériaux et développement durable (Partie 1)

• Communication orale 08 h 35
  Les composites à base de fibres naturelles : développements récents et futurs
  Denis Rodrigue (Université Laval)

  Depuis plusieurs années, le développement des matériaux composites à base de fibres naturelles est un sujet d’intérêt pour plusieurs raisons. Pour les renforts, les fibres sont biosourcées, disponibles, renouveleables et peu dispendieuses. Pour la matrice, les résines thermoplastiques sont très variées, recyclables et faciles à mettre en œuvre. En tenant compte de la grande variété de fibres et de matrices disponibles, un nombre quasi infini de possibilités s’offre à nous pour le développement de matériaux ayant une large gamme de propriétés (surtout mécaniques et thermiques). Dans cette présentation, des développements récents seront présentés en termes des différentes fibres (bois, chanvre, lin, etc.) et des procédés de fabrication (compression, extrusion, injection, rotomoulage, etc.). Une présentation des différentes structures (composites hydrides, moussés, à gradient de composition, etc.) sera faite afin de comparer leurs propriétés finales selon l’application visée (construction, emballage, transport, etc.). Les différents additifs dans les formulations et les traitements possibles des fibres seront discutés afin d’améliorer les matériaux et leur fabrication. Finalement, des ouvertures pour travaux futurs seront présentées afin de développer de meilleurs matériaux avec une emprinte environnementale plus faible.

• Communication orale 09 h 05
  Amélioration de la stabilité dimensionnelle et de la durabilité des composites bois polymères à haute teneur en fibres
  Fayez Elleuch (UQAT - Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue), Mohamed Khlif (Université de Sfax), Ahmed Koubaa (Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue), Hatem Mrad (Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue)

  Les composites bois-polymères (CBP) hautement chargés en fibres sont très sensibles à l’eau et leur prise d’eau dégrade considérablement le matériau. Cette étude vise à tester diverses alternatives pour améliorer la stabilité dimensionnelle de ces CBP soient : les traitements chimiques et thermiques des fibres, l’ajout d’un agent de couplage et l’application de revêtement étanche à base d’époxy-durcisseur. Chacune des approches a amélioré la stabilité dimensionnelle sans toutefois atteindre l’objectif d’un changement dimensionnel nul. La combinaison des trois approches a permis d’assurer des composites ayant un gonflement en épaisseur nul et une absorption d’eau négligeable pour une teneur en fibres de 60% après 1 mois d’immersion dans l’eau. Les traitements chimiques et l’emploi de l’époxy-durcisseur ont amélioré la plupart des propriétés mécaniques. Ceci est dû à la bonne adhésion entre la plupart des CBP et l’époxy. En effet, le prétraitement chimique s’est révélé être efficace en termes d’activation de la surface des fibres.

• Communication orale 09 h 25
  Association synergique de fibres Bois / Chanvre: effet sur les propriétés des composites conçus pour des applications légères
  Karima Ben Hamou (UQAT - Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue), Fouad Erchiqui (Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue), Elisabete Frollini (University of Sao Paulo, Brésil), Hamid Kaddami (Université Cadi Ayyad, Maroc)

  Ces dernières années, les composites renforcés par les fibres lignocellulosiques (comme le chanvre, le lin et le jute) ont été utilisés avec succès pour des applications légères, en particulier dans les secteurs de l'automobile et de la construction. Cependant, des barrières importantes pour les applications structurelles de ces composites existent encore. La pleine acceptation des composites de fibres naturelles pour les composants structuraux a été encore limitée par leur structure morphologique complexe inhérente et leurs variations en ce qui concerne la composition chimique, la cristallinité, les propriétés thermomécaniques, la rugosité de surface et le profil.

  L'objectif principal du présent travail est d'étudier les possibilités d'optimiser et d'adapter les propriétés et les performances des composites renforcés par des fibres de chanvre et la farine de bois en construisant une configuration de type hybride. Afin de mieux comprendre les mécanismes de renforcement dus aux charges et évaluer l'intérêt que peuvent apporter les composites, nous avons choisi d'élaborer des composites modèles à matrice polypropylène (PP). Ce type de composite est particulièrement utile dans les applications où une résistance à la flexion est requise, comme les panneaux de plancher et de mur, les portes et autres éléments structurels. Une bonne résistance aux chocs est également requise dans ces applications, en particulier lorsqu'elles sont utilisées dans des applications de transport.

• Communication orale 09 h 45
  Caractérisation de l’impact d’une espèce fongique et d’un pigment sur la biodégradabilité et les propriétés mécaniques de matériaux en Biocomposites : Application aux Engrenages
  Kodjovi Kékéli Agbozouhoue (UQTR - Université du Québec à Trois-Rivières), Fouad Erchiqui (Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue), Demagna Koffi (Université du Québec à Trois-Rivières)

  Les Biocomposites à matrix de polymère ont vu leur demande croitre considérablement. Ceci est due aux propriétés que présente ce matériau renforcé par des fibres végétales ; dans notre cas des fibres de bouleau jaune (Betula lutea). Néanmoins des inconvénients pourraient se présenter, ceci étant lié à l’absorption d’eau par la fibre, à la possible infestation par des microorganismes tel que Gloephyllyllum trabeum (Champignon de putréfaction brune) qui s’attaquerait à la structure végétale pouvant la dégrader ; dans les deux cas la résultante serait une perte considérable de propriétés mécaniques que présente exceptionnellement ce type de matériau. L’utilisation de pigments d’oxyde de zinc utilisé comme revêtement ou encore employé pour traiter directement les fibres pourrait être une solution pour son absorption d’eau. L’utilisation d’un fongicide ou d’une association de différents fongicides seraient aussi une alternative pour prévenir et éviter une propagation de champignons et d’autres microorganismes opportunistes. Dans la même perspective, l’oxyde de zinc pourrait aussi avoir un impact positif améliorant des propriétés mécaniques des engrenages a transmission en biocomposites.

• Communication orale 10 h 05
  Effets des paramètres d’injection sur la fabrication des éprouvettes de composites à fibres de bouleau
  Agbelenko Koffi (UQTR - Université du Québec à Trois-Rivières), Demagna Koffi (Université du Québec à Trois-Rivières), Lotfi Toubal (Université du Québec à Trois-Rivières)

  Ces travaux portent sur l'étude des paramètres d'injection pour la fabrication de composites HDPE à fibres de bois ; les proportions massiques de fibres de bois variant entre10 et 40%. Ainsi, les paramètres d'injection tels que la pression et la température d'injection, le temps de refroidissement ont été variés et l'influence de chaque paramètre pendant le processus d'injection est déterminée en utilisant le plan expérimental L4 de Taguchi. Des échantillons de flexion, de traction, d'Izod et d'impact ont été fabriqués et les tests respectifs ont été effectués.
  Les résultats de cette étude ont montré que les modules d'Young et de flexion, la contrainte maximale, les énergies absorbées à la rupture par variation des paramètres d'injection sont meilleures que celles obtenues par thermo compression. De plus, l'augmentation de la teneur en fibres dans le composite conduit à une augmentation très substantielle des modules. Parmi les paramètres d'injection étudiés (pression et température d'injection, temps de refroidissement), la température d'injection est le paramètre le plus déterminant à contrôler lors du processus d'injection

Communications orales 10 h 35 → 12 h 20

Écomatériaux et développement durable (Partie 2)

• Communication orale 10 h 35
  Les Eco-Matériaux : Une Opportunité Pour des Produits Basés sur une Construction Durable
  Abdellatif Imad (Université de Lille)

  Dans le contexte mondial actuel, la réduction de la consommation énergétique et la réponse aux soucis environnementaux deviennent une préoccupation majeure et présentent à la fois des enjeux sociétaux, économiques et sanitaires très importants. Dans ce cadre, un des soucis industriels majeur s’articule autour de deux volets essentiels: (i) l’allégement des structures et (ii) l’utilisation des matériaux respectueux des critères environnementaux. De plus en plus, ces dernières décennies, on se dirige vers une utilisation de matériaux légers, recyclables et/ou d’origine naturelle.

  Les défis technologiques et scientifiques sont d’apporter de nouvelles réponses en vue d’élaborer de nouveaux éco-matériaux utilisant des renforts à base naturelles. Dans cette perspective, on note l’émergence de plusieurs travaux de recherche qui portent sur l’élaboration et la caractérisation physico-chimico-mécanique de différents types d’éco-matériaux utilisant généralement des fibres ou des particules végétales (Halfa, jute, palmiers, arganier, etc.) ou animales (laines de mouton, cornes, etc.).

  Cette conférence donnera une large vue sur l’intérêt du développement de nouveaux éco-matériaux pour la fabrication de produits fonctionnels basés sur une construction durable répondant aux contraintes environnementales. Cette piste de recherche exige de relever certains challenges scientifiques pour optimiser l’utilisation des matériaux issus de la nature en combinant des connaissances multidisciplinaires.

• Communication orale 11 h 05
  Analyse par émission acoustique des mécanismes d’endommagent d’un composite stratifié à fibres naturelles
  Abderrahim El Mahi (LAUM UMR CNRS 6613 Le Mans Université), Laurent Guillaumat (Ecole Nationale Supérieur d’Arts et Métiers, Parts Tech CER Angers, France), Z. Jendli (Parc Universitaire Laval Changé, Laval, France), A. Monti (Le Mans Université, Laboratoire d’Acoustique, Le Mans, France)

  Les matériaux éco-composites font l’objet d’un nombre de recherches croissant depuis quelques années. En effet, outre leurs bonnes performances écologiques (ressources renouvelables, biodégradabilité , etc.), ils offrent aussi de très bonnes propriétés spécifiques (performances mécaniques rapportées à la masse) : un atout particulièrement recherché par les industriels du transport et des sports et loisirs. Toutefois, ces matériaux semblent aujourd’hui restreints à des utilisations non structurelles, en raison entre autres d’un manque de connaissances de leur comportement.

  Cette étude propose d’identifier et de décrire les mécanismes d’endommagement d’un composite à matrice thermoplastique renforcée de fibres de lin, mis en œuvre par infusion de résine liquide. Ce travail présente une analyse expérimentale de son comportement en traction. Contrairement aux composites classiques, ce polymère renforcé de fibres végétales présente un comportement non linéaire jusqu’à la rupture. Différents moyens ont été mis en œuvre pour expliquer ce comportement, comme des essais de traction monotones ou cycliques, des analyses microscopiques et l’utilisation de la technique de l’émission acoustique. Ainsi, les signaux acoustiques enregistrés pendant les essais sont classifiés de manière non supervisée selon des descripteurs temporels. Les caractéristiques physiques de ces classes sont quantifiées et les effets de ces évènements sur le comportement mécanique du matériau sont discutés.

• Communication orale 11 h 25
  Étude du renforcement des structures en béton armé par des matériaux à base de fibres naturelles biosourcés
  Jules Assih (Université de Reims Champagne-Ardenne, URCA, Reims, France), Dontchev Dimitar (Université de Chimie, Technologie et de Métallurgie, UCTM, Sofia, Bulgaria), Vatou Doro (Université Polytechnique de Timisoara (UPT), Timisoara, Roumanie), Ivelina Ivanova (Université de technologie chimique et métallurgie), Ivanova Ivelina (Université de Chimie, Technologie et de Métallurgie, Sofia (Bulgaria))

  Cet article présente une étude expérimentale et analytique de structures en béton armé renforcées par des matériaux composites à base de fibres naturelles. En effet, les fibres naturelles biosourcées comme les fibres de chanvre, de coton ou de lin sont utilisées dans le secteur du génie civil depuis longtemps dans le cadre de l’isolation thermique ou phonique pour leurs excellentes propriétés physiques thermiques. Cependant, jamais ces fibres n’ont été utilisées dans le secteur du renforcement des structures en béton armé. Ces dernières constituent une alternative dans le domaine du renforcement des ouvrages en génie civil.

  Dans cette étude, de nombreuses fibres (carbone, chanvre, fibre de verre et lin) ont été testées en traction et en flexion et comparées à ceux des fibres de carbone. Une étude paramétrique a été menée sur l’influence de l’épaisseur du composite biosourcés. Les résultats montrent une augmentation remarquable du double des résistances à la flexion et aux cisaillements des structures renforcées. Cet article présente brièvement les résultats d'essais réalisés sur différentes poutres renforcées avec différentes plaques de renfort à base de fibres naturelles. Les tests ont été présentés en examinant l'influence du renforcement sur la capacité ultime, l'élément de rigidité. Les résultats ont montré une concentration de contraintes de cisaillement aux extrémités du joint adhésif. Les différents types de ruptures sont examinés également.

• Communication orale 11 h 45
  Effets du renforcement d’un bio-composite à base de fibres en jute 3D par des plaques d’aluminium
  Muzzamal Hussain (Unité de Mécanique de Lille (UML, EA 7512)), Abdellatif Imad (Université de. Lille, Unité de Mécanique de Lille Joseph Boussinesq, Lille, France), Toufik Kanit (Université de. Lille, Unité de Mécanique de Lille Joseph Boussinesq, Lille, France), Yasir Nawab (School of Engineering & Technology, National Textile University, Faisalabad, Pakistan), Abdelghani Saouab (Université du Havre, Laboratoire Ondes et Milieux Complexes, Le Havre (France))

  L’allégement des structures mécaniques constitue une préoccupation primordiale dans le domaine de l’ingénierie des matériaux en vue de la réduction de l’utilisation de la matière. C’est dans ce cadre que le développement des multi-matériaux, connus sous le vocable « matériaux sandwiches », a permis de combiner leurs propriétés mécaniques ainsi que leur légèreté. A cet effet, l’élaboration de nouveaux matériaux intégrant à la fois du métal et du composite connait une voie de recherche intéressante. Ces matériaux sont connus sous le vocable anglophone de FML (Fibre Metal Laminates). Souvent, les alliages d’aluminium et les composites à fibres synthétiques sont utilisés pour la fabrication des FML.

  Ce travail porte sur l’utilisation des fibres naturelles pour l’élaboration de nouveaux FML à base de tissus en jute 2D et 3D, avec des plaques en aluminium. Un accent est mis sur le couplage entre les précédés d’élaboration et les propriétés mécaniques de ces nouveaux matériaux sandwiches. Plusieurs configurations ont été fabriquées et testées conduisant à une étude paramétrique intégrant à la fois le type de tissage (2D et 3D) et la nature de la matrice polymérique (thermoplastique, thermodurcissable). Cette étude a montré l’apport des fibres en jute ainsi que les matrices thermoplastiques pour la performance à l’impact de ces nouveaux matériaux sandwiches.

• Communication orale 12 h 05
  Effet de la morphologie des particules sur les propriétés mécaniques d’un bio-composite renforcé par des coquillages de mer
  Nizar Bel Hadj Ali (Ecole Nationale d’Ingénieurs de Gabès, University of Gabes, Gabes, Tunisia), Nada Ben Ltaief (Université de Lille), Abdellatif Imad (Université de Lille, Unité de Mécanique de Lille – Joseph Boussinesq, Lille, France,), Toufik Kanit (Université de Lille, Unité de Mécanique de Lille – Joseph Boussinesq, Lille, France,), franck Nguyen (Mines Paris-Tech, Centre des matériaux, France)

  Les déchets de coquillages présentent des quantités énormes conduisant à des problèmes environnementaux. Afin de lutter contre l’excès de ce type de déchets, les coquillages de mer sont de plus en plus utilisés comme bio-charge pour les matériaux composites sous forme de particules.

  L'objectif de ce travail est d'étudier, numériquement, l'effet de la taille et la forme des particules sur les propriétés élastiques effectives du bio-composite renforcé par des coquillages de mer. À cet effet, une étude morphologique, basée sur une analyse granulométrique et d’images, a été réalisée pour identifier la distribution morphologique des particules de coquillages. Par la suite, plusieurs configurations de microstructures ont été générées en faisant varier la taille et la forme des particules. Pour chaque cas de microstructure, les particules de coquillages ont été introduites avec différentes fractions volumique dans une matrice polymère. Puis, une technique d’homogénéisation numérique, basée sur des éléments finis (EF) et un Volume Élémentaire Représentatif (VER), a été utilisée pour calculer les propriétés élastiques effectives des bio-composites. Les résultats ont montré que l'ajout de particules de coquillages améliore considérablement les propriétés élastiques effectives d'un composite à matrice en polyester. Tandis que la morphologie des particules de coquillages présente un effet négligeable sur les propriétés élastiques effectives du bio-composite au-delà de la taille du VER.

• Communication orale 12 h 25
  Comparaison des propriétés des panneaux de particules à base d'anas de lin agglomérés à l'aide de lignine biosourcée et de résine époxy partiellement biosourcée
  Laurent Bizet (Université Le Havre Normandie, LOMC, CNRS UMR 6294, Le Havre, France), Safa Essid (Université Le Havre Normandie), Nathalie Leblanc (UniLaSalle, Unité de Transformations &Agro-Ressources, ULR 7519, Rouen, France), Angélique Mahieu (UniLaSalle, Unité de Transformations &Agro-Ressources, ULR 7519, Rouen, France), Abdelghani Saouab (Université Le Havre Normandie, LOMC, CNRS UMR 6294, Le Havre, France)

  Afin de réduire les émissions de formaldéhyde, une étude expérimentale de panneaux de particules légers à base d'anas de lin, préparés à l'aide de deux liants différents : la lignine bio-sourcée (lignosulfonate) et la résine époxy partiellement biosourcée (greenpoxy 56), a été réalisée. Les panneaux de particules à base d’anas de lin (avec une densité cible de 500 Kg/m³) ont été élaborés par le procédé de thermocompression utilisant 20 % en masse de la teneur en liant. Les anas de lin ont été directement valorisés sans aucun prétraitement, afin de qualifier leur potentiel en tant que matière première. Les essais de résistance à la flexion, à la compression et au feu ont montré que les performances mécaniques et de résistance à la flamme des panneaux de particules à base de lignosulfonate étaient élevées par rapport à celles des panneaux à base de greenpoxy56. Néanmoins, ces derniers se sont avérés avoir une stabilité dimensionnelle intéressante après immersion dans l'eau et de bonnes propriétés isolantes. En outre, les panneaux de particules à base de lignosulfonate et de greenpoxy 56 répondaient aux exigences minimales de la norme EN 15197 pour les panneaux de lin non porteurs destinés à être utilisés dans des conditions sèches (type FB2). Ces résultats illustrent la compétitivité des panneaux de particules étudiés, en tant que structures bio-sourcées, par rapport aux panneaux à base d'urée-formaldéhyde

Dîner 12 h 45 → 13 h 30

Dîner

Communications orales 13 h 30 → 17 h 00

Écomatériaux et développement durable (Partie 3)

• Communication orale 13 h 30
  Étude comparative des composites de fibres naturelles avec ou sans thermoplastique recyclé pour la conception: Comportement thermomécanique; endommagement et tribologie
  Fouad Erchiqui (Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue), Komlan Assogba Kassegne (Université de Lomé), Demagna Koffi (UQTR - Université du Québec à Trois-Rivières), Lotfi Toubal (Université du Québec à Trois-Rivières)

  Le choix des matériaux plastiques et composites dans la conception et la fabrication mécanique est commandé par leurs multiples caractéristiques propres reconnues qui procurent un avantage par rapport aux matériaux conventionnels tels que les métaux. Malgré leurs multiples avantages, l’usage intensif des matériaux plastiques et composites pose des problèmes de développement durable par suite de l’épuisement des ressources pétrolières non renouvelables et de la pollution engendrée. Il a été montré que le HDPE renforcé de fibres de bouleau peut être une avenue intéressante dans ce domaine.

  L’alternative proposée dans ce projet consiste à utiliser un biocomposite ou un nano-composite réalisé avec un thermoplastique d’origine bio ou non mélangé à des fibres naturelles d’origine papetière pour élaborer des éprouvettes et des engrenages et d’étudier plusieurs aspects du sujet en considérant d’abord les CFN avec du polymère vierge et ensuite en y incorporant du polymère recyclé à des taux variables.

  L’élaboration du matériau avec l’incorporation de divers adjuvants appropriés, la fabrication des éprouvettes et pièces mécaniques, l’étude des procédés de fabrication tels que l’injection et l’impression 3D, l’étude du comportement mécanique et de l’endommagement ainsi que les performances de tribologie et leur influence sur la température de surface des engrenages en fonctionnement composent cet ambitieux programme de recherche

• Communication orale 13 h 50
  Caractérisation du bois contaminé
  Chedly Bradai (Université de Sfax), Marwa Jemai (UQAT - Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue), Ahmed Koubaa (Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue)

  Le bois est l’un des matériaux de construction les plus utilisés au monde. Cela est grâce à ses caractéristiques physiques et mécaniques importantes, à la facilité de sa mise en œuvre et à son coût relativement faible. Cependant, sa durabilité limite son potentiel pour l’industrie de bois à cause de sa dégradation rapide. En effet, le bois est susceptible à la dégradation s’il est exposé à des agents pathogènes comme les moisissures, les insectes ou de dégradation comme l’humidité, la chaleur, le feu, etc. Afin de contrer ce problème l’industrie a trouvé recours dans l’utilisation des produits chimiques de préservation. Ces produits sont prouvés d’être nocif sur l’environnement et la santé de l’être humain. D’où le but de ce projet de recherche qui consiste à caractériser le bois contaminé par la créosote, le pentachlorophénol (PCP) et l’arséniate de cuivre chromaté (ACC) en se basant sur la couleur, la densité, la composition chimique de la surface et la réponse à une onde acoustique issue d’un tomographe. Cette caractérisation vise l’identification de la zone du bois contaminé afin de trouver des lignes directrices simples pour distinguer entre le bois sain et le bois contaminé. Cette distinction permettra à l’industrie d’utiliser les parties saines de bois et d’éliminer les parties infectées. Ce qui donnera une solution qui minimise les pertes de matières premières, diminue la quantité de bois rejetés dans les sites d’enfouissement et maximise le profit de l’industrie.

• Communication orale 14 h 10
  Caractérisation anisotrope du temps de dégel du bois par la méthode des éléments finis
  Nesrine Amorri (UQAT - Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue), Fouad Erchiqui (Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue)

  Le bois est un matériau fortement anisotrope, thermiquement et mécaniquement, et son utilisation dans des applications en construction nécessite, généralement, un séchage efficace qui tient compte des conditions environnementales. C’est dans ce cadre que le projet est orientée et il concerne la caractérisation numérique du temps dégel de quatre essences du bois canadiens (Peuplier faux-tremble; Bouleau blanc ; Bouleau jaune ; Érables à sucre). Pour cela, une approche physique 3D basée sur le nouveau concept d’enthalpie hybride sera utilisée. Les propriétés thermophysiques du bois sont fonction de l’orientation structurelle, de la température et de l’humidité. La température initiale du bois gelé est considérée constante (-20 ^oC) et la température visée par le chauffage est 20 ^oC.

  Des simulations numériques effectuées par le code ThermoForm, après des validations numériques et expérimentales, ont permis de caractériser le temps de dégel ainsi que le chauffage des quatre essences du bois.

• Communication orale 14 h 30
  Valorisation des fibres de laine de moutons pour l’élaboration de nouveaux bio-composites fonctionnels : couplage biologique et mécanique
  Fouad Erchiqui (Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue), Naima Hamidallah (Université Hassan Premier, Fac.Sc..et Techniques de Settat), Abdellatif Imad (Université de Lille, Unité de Mécanique de Lille, Joseph Boussinesq (UML), F-59000, France,)

  L’objectif de cette étude est de mettre en place un protocole global permettant une meilleure compréhension des fibres de la laine des moutons en vue de leurs utilisations optimales comme renforts de nouveaux éco-matériaux présentant des meilleures propriétés physiques et mécaniques. Cette démarche s’articule autour d’une triple approche : biologique/Procédé/Propriétés physiques et mécaniques de ces nouveaux matériaux. La laine, comme les cheveux, la corne ou encore les ongles et les plumes, appartient à la famille des kératines dures. De plus, la laine est un matériau à microstructure complexe et hétérogène qui doit être prise en considération pour une véritable maitrise de son incorporation pour l’élaboration de nouveaux éco-matériaux. De ce fait, cette étude exige la mise en place d’un groupe de recherche multidisciplinaire avec un couplage fort biologique et mécanique pour une bonne maitrise du produit final. Ainsi, une meilleure compréhension de la microstructure des fibres de laine constitue une base nécessaire pour mieux cerner leurs natures biologiques qui conditionnent manifestement leur meilleure valorisation. Aussi, la durabilité des produits éco-matériaux intégrant des fibres de laine constitue un grand chalenge dans le cadre du présent projet afin d’assurer une meilleure utilisation dans divers domaines industriels : bâtiment, transport, ameublement, etc.

• Communication orale 14 h 50
  Effet de l'éclaircie commerciale et de la fertilisation sur le module d'élasticité dynamique du bois de l'épinette noire
  Besma Bouslimi (Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue), Chedly Bradai (Université de Sfax), Ahmed Koubaa (Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue), Yasmine Zribi (UQAT - Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue)

  Le contrôle non-destructif par ultrasons est l'une des techniques les plus prometteuses pour l'évaluation des propriétés mécaniques du bois. Cette étude vise à modéliser le module d'élasticité dynamique (MOED) à l’échelle de l’arbre et du cerne du bois de l'épinette noire [Picea mariana (Mill.) B.S.P.] provenant de trois peuplements de l’Abitibi-Témiscamingue, Québec, Canada. L’objectif de cette étude est d’évaluer également les effets de l’éclaircie commerciale et la fertilisation sur cette propriété. Le MOED dépend de la densité (D) et la vitesse (V) de propagation de l’onde ultrasonore (MOED=D˟V²). Les profils de la D et la V sont déterminés respectivement par le densitomètre à rayons X et un prototype de mesure de la vitesse de propagation avec une résolution de 0,04 mm. Ensuite, le logiciel Matlab a été utilisé pour modéliser la variation intra-cerne du MOED en utilisant une fonction polynomiale. Le MOED augmente graduellement de la moelle jusqu’à la zone de transition bois juvénile-bois mature. Les effets des traitements sylvicoles appliqués sur le MOED, quoique significatifs, n’ont pas d’implications pratiques.

• Communication orale 15 h 10
  Valorisation des sciures de bois pour la fabrication de coffrage pour la construction
  Fouad Erchiqui (Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue), Abdellatif Imad (Université de Lille), Toufik Kanit (Université de Lille), Muhamad Shafiq Sukiman (UQAT - Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue)

  Le développement des composites à base de matrice thermoplastique et de renforts naturels est en pleine croissance grâce à leurs valeurs écologiques et économiques. Possédant des propriétés mécaniques et thermiques performantes, ils sont considérés comme des matériaux alternatifs dans les domaines d’automobile et de construction. Le coffrage est une pièce importante dans la construction des planchers qui permet de réduire la matière ainsi que le coût. Souvent fabriqué en matériaux métalliques, nous étudions la possibilité d’utiliser le polyéthylène à haute densité renforcé de sciures de bois. Le nouveau coffrage en bio-composite doit (i) résister aux mêmes chargements subits par les coffrages métalliques et (ii) être réalisé par thermoformage. Equipé des données expérimentales, nous utilisons les outils de conception numérique et de calculs par éléments finis pour simuler l’application du coffrage en plastique-bois dans les situations réelles. Les premiers résultats ont montré qu’il a des bonnes résistances mécaniques et thermiques avec un facteur de sécurité acceptable. L’étude continue avec l’optimisation de la conception dans le but d’augmenter sa résistance tout en gardant une épaisseur minimum. L’épaisseur est un élément important qui sert à diminuer le coût de la matière première et d’assurer que la pièce est réalisable par thermoformage. La deuxième partie de l’étude est la simulation numérique du thermoformage du coffrage avant de fabriquer la pièce réelle

• Communication orale 16 h 00
  Effets de la température d’injection, de la proportion de fibres et de l'indice de fluidité du polypropylène sur la mise en forme et les propriétés des composites bois-polymère
  Ahmed Kharrat (UQAT - Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue), Mohamed Khlif (Université de Sfax), Ahmed Koubaa (Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue)

  Cette étude vise à produire des composites bois-polymère (CBP) à haute teneur en fibres par injection. Deux types de fibres ont été utilisés soit : les fibres de cellulose microcristalline et les fibres kraft en différentes proportions massiques (51, 56 et 61%). Le polypropylène avec des indices de fluidités différents et l’agent de couplage, le polypropylène modifié à l’anhydride maléique, ont été utilisés. Les expériences ont été réalisées selon un dispositif factoriel incomplet ou les facteurs sont le type et la proportion des fibres, l’indice de fluidité du polymère et la température d’injection. Les CBP ont été préparés selon un procédé en deux étapes, l’extrusion des granules et l’injection des éprouvettes d’essais puis caractérisés en termes de propriétés thermiques, mécaniques et physiques. Les résultats suggèrent que les fibres kraft donnent des composites plus performants mécaniquement, alors que les MCC donnent des composites avec une meilleure stabilité thermique et dimensionnelle. L’indice de fluidité montre un effet significatif sur les propriétés mécaniques et physiques des composites. De plus, l’ajout de 61% de fibres cellulosiques en poids augmente la rigidité des composites 81,6% et 74,3%, respectivement, par rapport à celle du PP non renforcé. Contre toute attente, l'augmentation de la température d’injection n'a pas affecté le comportement mécanique des composites

• Communication orale 16 h 20
  Espèces feuillues et bois lamellé‐collé; conception d’un produit à l’apparence distinctive et aux propriétés mécaniques impressionnantes
  Alexis Achim (Université Laval), Pierre Blanchet (Université Laval), Christian Dagenais (Université Laval), Alexandre Morin-Bernard (Université Laval)

  Dans un contexte où l’on cherche à limiter l’empreinte écologique milieu bâti et à valoriser les ressources locales, le bois s’est imposé comme un matériau incontournable dans le secteur de la construction. Afin de soutenir la croissance de la construction en bois, il est essentiel de développer une offre de produits élargie qui répondra aux besoins présents et futurs des promoteurs, concepteurs et utilisateurs de bâtiments. Très peu utilisées pour des applications structurales au Canada, les espèces feuillues suscitent un intérêt grandissant en raison de leur disponibilité, de leur résistance mécanique et d'une apparence distinctive. Chaque année au Canada, plus de la moitié de la possibilité forestière en espèces feuillues est laissée en forêt et les volumes récoltés ne sont pas toujours valorisés à leur plein potentiel. L’objectif de ce projet est d’évaluer la faisabilité technique d’un bois lamellé‐collé composé d'espèces feuillues du nord‐est de l'Amérique du Nord, soit le bouleau jaune, le frêne d’Amérique et le chêne blanc. Les essais réalisés ont permis d’évaluer la performance de différents adhésifs structuraux avec les espèces étudiées, de déterminer la géométrie de joint à entures multiples la plus appropriées aux espèces feuillues ainsi que d’étudier les propriétés mécaniques des espèces d’intérêt. Des poutres pleine grandeur ont été assemblées et mises à l’essai. Leurs propriétés mécaniques ont également été estimées par des méthodes de calcul.

• Communication orale 16 h 40
  Développement de matériaux diélectriques à base de cellulose et de polymères thermoplastiques et /ou biosourcés
  Asma Khouaja (UQAT - Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue)

  Le projet vise à valoriser la cellulose dans de nouveaux bioproduits afin de développer des matériaux diélectriques à base de matrices thermoplastiques. Ces composites bois-plastique (CBP) sont à haute valeur ajoutée. Bien que les CBP présentent des propriétés mécaniques avancées, il y a une insuffisance d’informations sur leur comportement diélectrique et présentent une résistance à l’impact réduite. Les produits élaborés doivent avoir des meilleures propriétés diélectriques ainsi qu’une bonne ductilité afin de pouvoir les appliquer comme des isolants dans les câbles électriques. Ainsi, les composites seront élaborés avec trois types de fibres cellulosiques, soient les fibres kraft, la cellulose pure et la nanocellulose cellulose avec différents pourcentages. Les matrices à considérer seront le polyéthylène haute densité (PEHD) et l’acétate de cellulose (AC). Pour la caractérisation de nos matériaux, les propriétés mécaniques ainsi que les mécanismes d’adhésion fibre/matrice et les mécanismes de rupture des CBP seront étudiées. Les propriétés thermiques des fibres et des composites seront déterminées. De plus, la rhéologie des CBP sera étudiée. La cristallinité des composites sera aussi mesurée. Les propriétés diélectriques (constante diélectrique, pertes diélectriques, etc…) des CBP et de différents types des fibres seront mesurées à l’aide du spectromètre diélectrique.

• Communication orale 17 h 00
  Biocomposites hybrides à haute teneur en fibres à base de polypropylène, biochar, biochar activé et cellulose
  Chedly Bradai (Université de Sfax), Ahmed Koubaa (Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue), Makki Mezghanni (UQAT - Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue)

  Les composites bois-polymère (CBP) gagnent en popularité. L’utilisation du biochar (BC) dans la fabrication des CBPs améliore leur stabilité thermique et dimensionnelle et résistance à la pourriture. La faible adhésion interfaciale du BC avec le polymère, à cause de l’absence des groupements fonctionnels à la surface du BC rend les CBP vulnérables mécaniquement. L’utilisation de cellulose riche en groupements fonctionnels pourrait améliorer l’adhésion interfaciale alors que l’utilisation de biochar activé (BCA) pourra favoriser l’adhésion mécanique et ainsi améliorer le comportement mécanique des CBP. Ainsi, l’objectif de ce travail était de concevoir des composites hybrides BC / BCA/ cellulose / polypropylène avec des propriétés thermiques et mécaniques améliorées. Les expériences ont été réalisées selon un plan factoriel ou les facteurs sont la nature et la proportion des fibres, la proportion de l’agent de couplage, et la taille des fibres. Les composites contenaient une proportion combinée de fibres de 51%. Les résultats indiquent que l’incorporation de faibles teneurs de BCA ou de fibres de cellulose conjointement avec le BC améliore significativement les propriétés mécaniques des CBP. La présence de l’agent de couplage n’affecte que les propriétés des CBP contenants des fibres kraft. L’incorporation de BCA améliore aussi la stabilité thermique et dimensionnelle des composites.

• Communication orale 17 h 20
  Effets des conditions environnementales sur les propriétés mécaniques des fibres naturelles de jute
  Youssef Ben Smail (Faculté des sciences ain chock), A. El Moumen (Université de Normandie, Le Havre (France)), Fouad Erchiqui (Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue), Abdellatif Imad (Université de Lille, Unité de Mécanique de Lille, Lille (France)), L. Lmai (Université Hassan II, Faculté des sciences, Casablanca (Maroc))

  Les fibres de jute sont parmi les fibres naturelles les plus produites dans le monde. Les fils de jute sont utilisés dans plusieurs domaines tels que textiles, artisanat et sacs de transport en raison de leurs bonnes formabilités, de leurs propriétés mécaniques élevées, de leur durabilité, de leurs coûts moins chers et de leurs caractères écologiques.

  Dans cette étude, les fils de jute sont soumis à des tests d’immersion dans l’eau dans le but d’étudier les effets de l’eau sur leurs propriétés mécaniques et thermiques. Ces fils sont immergés dans l’eau pendant différent durations à la température du laboratoire (0; 1; 5; 10; 15; 30; 45; 120; 150; 240; 270 jours). Les propriétés thermiques et mécaniques des fils de jute sont étudiées en fonction de la durée d’immersion. Les résultats obtenus dans cette étude montrent qu’il y a une chute de la contrainte à la rupture des fils de jute due à des modifications chimiques et des dissociations des constituants, produites à l’intérieur des fibres.