Durabilité de composites à fibres naturelles : effet du vieillissement couplé sur les performances mécaniques et la réaction au feu

Les materiaux composites a matrice polymere sont couramment utilises dans des structures dont la duree de vie peut depasser la dizaine d’annees. En conditions de service, ils peuvent etre soumis a des sollicitations thermiques, mecaniques et hydriques, couplees ou non, et subissent egalement un vieillissement, c’est-a-dire une evolution de leur structure induisant une modification, et souvent une degradation de leurs performances via divers mecanismes. Ceci est particulierement vrai pour les proprietes ignifuges et thermomecaniques. Si de nombreuses etudes traitent de l’impact du vieillissement sur les proprietes mecaniques, peu de travaux mettent en evidence une perte partielle ou totale de resistance au feu de materiaux ignifuges apres vieillissement. Par ailleurs, une tendance forte aujourd’hui est le developpement de materiaux composites renforces par des fibres naturelles, susceptibles de remplacer les fibres de verre. Cependant, les fibres naturelles sont sujettes a degradation en conditions hygrothermiques ou hydrothermiques. De meme, les systemes retardateurs de flamme les plus etudies aujourd’hui, a base de phosphore, sont sensibles a ce type de vieillissement.Ces travaux de theses rapportent l’evolution du comportement au feu et thermomecanique d’un composite a matrice epoxy renforce par des fibres de lin et contenant un retardateur de flamme phosphore face a divers scenarios de vieillissement. Afin de comprendre l’influence des parametres de vieillissement, des environnements hygrothermiques a 70°C et humidite relative variable mais egalement hydrothermique ont ete imposes aux composites ignifuges avec deux retardateurs de flammes phosphores differents. L’influence de la temperature, ainsi que celle d’un sechage, ont egalement ete etudiees. L’evolution des proprietes du biocomposite ignifuge, que ce soit les proprietes mecaniques ou la reaction au feu, a ete mise en relation avec la quantite d’eau absorbee par celui-ci lors du vieillissement. Enfin, puisque les composites etudies peuvent etre utilises pour des applications exigeant un maintien des performances mecaniques en cas d’incendie, ces travaux de these ont porte egalement sur l’evolution des proprietes mecaniques des differents materiaux etudies vieillis hydrothermiquement apres une exposition a un flux de chaleur correspondant a un debut d’incendie.