Cette thèse a été réalisée avec la Coopérative de Teillage de Lin du plateau du Neubourg (CTLN) qui aspire à la vente d’une partie de ses fibres à destination du marché des composites. Elle s’inscrit donc dans un contexte de développement des connaissances sur la variabilité des propriétés mécaniques et de la composition des parois des fibres de lin en fonction de plusieurs scénarios climatiques (2009, 2010, 2011, 2012) et conditions pédologiques (Nord/Sud/Est/Ouest) sur une localisation géographique restreinte (Plateau du Neubourg, Eure, Haute-Normandie) pour deux variétés (Marylin/Andréa). Suite à l’étude des propriétés mécaniques et de la composition des parois, il s’est avéré que les conditions pédo-climatiques sont les facteurs les plus impactants. Cependant, une analyse ANOVA a permis de montrer que ces impacts restent faibles et qu’il est possible de pouvoir garantir des valeurs de propriétés mécaniques minimales étant compétitives avec celles des fibres de verre, quelle que soit l’année. L’analyse des courbes de contrainte-déformation a mis en évidence l’importance du comportement non-linéaire TIII et a permis de modéliser les modifications structurales dans la paroi lors des sollicitations mécaniques.

Ce travail de recherche porte sur la compréhension de la structure de la fibre de lin aux différentes échelles et sur l'étude de son comportement mécanique. En effet, dans le contexte de développement durable, le recours aux ressources végétales s'étend à de nombreux domaines d'applications industrielles dont celui des éco-composites structuraux. Dans un premier temps, sept variétés de fibres de lin sont comparées en terme morphologique (diamètre), de biocomposition et de propriétés mécaniques. Ensuite, l'étude structurale de la fibre de lin a porté sur les parois constitutives (nombre, épaisseur) et l'orientation des microfibrilles dans ces parois. L'analyse des courbes de contrainte-déformation obtenues par traction uniaxiale a permis d'évaluer les contributions élastique, viscoélastique et "plastique" au comportement globale de la fibre. L'orthotropie de son comportement mécanique a été mise en évidence par des essais de nanoindentation. Ces différentes données ont alors été utilisées pour identifier les paramètres majeurs qui gouvernent le comportement mécanique de la fibre de lin. Ainsi, des simulations du comportement mécanique de la fibre ont été entreprises dans le but de proposer une description phénoménologique.

L'UTILISATION DE LA FIBRE OPTIQUE JUSQUE CHEZ L'ABONNE NECESSITE UN ALLEGEMENT DE LA STRUCTURE DU CABLE. CELUI-CI SE TRADUIT EN PRATIQUE PAR UNE EXPOSITION BEAUCOUP PLUS SEVERE DE LA FIBRE AUX CONTRAINTES EXTERIEURES. CE TRAVAIL CONSISTE A ETUDIER L'INFLUENCE DE L'ENVIRONNEMENT SUR LES PROPRIETES MECANIQUES DE LA FIBRE AFIN DE PROPOSER UN MODELE PERMETTANT D'EVALUER LA DUREE DE VIE D'UNE FIBRE SOUMISE A DES CONDITIONS SEVERES D'UTILISATION. LE MODELE OPTIMISE DE MITSUNAGA ETAIT JUSQU'A PRESENT LE MODELE LE PLUS ADEQUAT POUR L'EVALUATION DE LA DUREE DE VIE DES FIBRES. MAIS DANS LE CAS D'UNE SOLLICITATION SEVERE DE LA FIBRE CE MODELE PRESENTE DES LIMITES, CAR IL NE TIENT PAS COMPTE DE L'ENVIRONNEMENT. LES ESSAIS DE FATIGUE REALISES DANS DIVERS MILIEUX AGRESSIFS MONTRENT QUE LES PARAMETRES DE FATIGUE DE LA FIBRE SONT TRES SENSIBLES A L'ENVIRONNEMENT, EN PARTICULIER A LA TEMPERATURE ET A L'HUMIDITE. LES RESULTATS OBTENUS ONT PERMIS DE DETERMINER L'EVOLUTION DE CES PARAMETRES AVEC LES FACTEURS ENVIRONNEMENTAUX. L'INTRODUCTION DE CES LOIS D'EVOLUTION DANS LE MODELE OPTIMISE DE CALCUL DE LA DUREE DE VIE PERMET DE PRENDRE EN COMPTE L'INFLUENCE DE L'ENVIRONNEMENT DANS L'EVALUATION DE LA FIABILITE DE LA FIBRE. LE TEMPS D'UTILISATION EST EGALEMENT UN FACTEUR DETERMINANT DANS L'EVALUATION DE LA FIABILITE A LONG TERME DE LA FIBRE. LES ESSAIS DE VIEILLISSEMENT MONTRENT UNE DEGRADATION DE SA RESISTANCE AVEC LE TEMPS, QUI EST LE RESULTAT DE LA PROPAGATION DES DEFAUTS PRESENTS A LA SURFACE DE LA SILICE ET DE L'INITIATION DE NOUVEAUX DEFAUTS. LA PRISE EN COMPTE DE CETTE DEGRADATION DANS LE MODELE OPTIMISE DE CALCUL DE LA DUREE DE VIE PERMET MAINTENANT D'EVALUER LA FIABILITE DE LA FIBRE AU COURS DE SON EXPLOITATION EN FONCTION DE LA CONTRAINTE ET DE L'ENVIRONNEMENT. L'UTILISATION DE CE MODELE DEVRAIT PERMETTRE DE DIMINUER LES COUTS D'INFRASTRUCTURE PAR UNE CONNAISSANCE PLUS FINE DE LA FIABILITE DES LIAISONS PAR CABLES OPTIQUES AINSI QUE LES COUTS DE MAINTENANCE DES RESEAUX DE TELECOMMUNICATION PAR UNE OPTIMISATION DU RENOUVELLEMENT DES LIGNES DE TRANSMISSION.