ELABORATION PAR RHEOMOULAGE ET PAR MOULAGE FORGEAGE DES MATERIAUX COMPOSITES RENFORCES PAR DES FIBRES COURTES EN CARBURE DE SILICIUM. ETUDE DE LA COULABILITE DES MELANGES FIBRES-ALLIAGE LIQUIDE EN FONCTION DE LA NATURE DE LA LONGUEUR ET DE LA FRACTION VOLUMIQUE DE RENFORT

DES PREFORMES FIBREUSES EN CERAMIQUE SONT IMPREGNEES PAR UN ALLIAGE D'AL LIQUIDE, APRES UN PRETRAITEMENT PAR UNE SOLUTION AQUEUSE D'HEXAFLUORURE DE ZIRCONIUM. MISE AU POINT DES CONDITIONS OPERATOIRES. ETUDE DES MECANISMES REACTIONNELS ET MESURES D'ANGLE DE CONTACT ENTRE METAL LIQUIDE ET CERAMIQUE. FABRICATION D'UN COMPOSITE A MATRICE EN ALLIAGE AL-7SI-0,6MG RENFORCE DE SIC. INFLUENCE DES FRACTIONS VOLUMIQUES DE CHAQUE CONSTITUANT SUR LES CRACTERISTIQUES MECANIQUES

DEPUIS QUELQUES ANNEES, DE NOMBREUSES ETUDES ONT MONTRE L'INTERET DU RENFORCEMENT DE L'ALUMINE PAR DES WHISKERS DE CARBURE DE SILICIUM POUR DES APPLICATIONS DE COUPE OU D'USURE. AU COURS DE CE TRAVAIL, NOUS AVONS DEVELOPPE UNE TECHNIQUE D'ELABORATION DES COMPOSITES AL2O3SICW EN FRITTAGE CONVENTIONNEL ET EN FRITTAGE SOUS CHARGE ET MESURE LES CARACTERISTIQUES MECANIQUES OBTENUES. CETTE ETUDE A MONTRE L'INFLUENCE DU TAUX DE RENFORT, DU RAPPORT D'ELANCEMENT DES RENFORTS, DU MODE DE MISE EN FORME DES ECHANTILLONS ET DES CONDITIONS DE FRITTAGE (ATMOSPHERE, TEMPERATURE, EFFET DE LA CHARGE) SUR LA DENSITE FINALE ET LES PROPRIETES DES COMPOSITES OBTENUS. LES MATERIAUX OBTENUS PAR PRESSAGE A CHAUD ATTEIGNENT DES CARACTERISTIQUES MECANIQUES ET D'USURE EQUIVALENTES A CELLES DE LA LITTERATURE ET NETTEMENT SUPERIEURES A CELLES DES COMPOSITES ELABORES PAR FRITTAGE SANS CHARGE. D'AUTRE PART, A PARTIR D'UNE MISE EN EVIDENCE DE LA MICROFISSURATION DES COMPOSITES AL2O3-SICW ET AL2O3-SICP ELABORES PAR PRESSAGE A CHAUD LORS DE LEUR RUPTURE, NOUS AVONS CARACTERISE L'INFLUENCE DE LA TAILLE, DU TYPE ET DU TAUX DE RENFORT SUR LES PROPRIETES FINALES DES COMPOSITES. CETTE ANALYSE EST BASEE SUR L'ETUDE DES CONTRAINTES INTERNES QUI SE DEVELOPPENT DANS LES MATERIAUX LORS DU REFROIDISSEMENT APRES FRITTAGE DUES AU DESACCORD DES COEFFICIENTS DE DILATATION; ELLE MET EN EVIDENCE L'IMPORTANCE PREPONDERANTE DE LA TAILLE DES RENFORTS SUR LA RESISTANCE A LA RUPTURE DES MATERIAUX

L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL CONCERNE L'ETUDE ET LA MISE AU POINT DE COMPOSITES CERAMIQUES AYANT UNE HAUTE DURETE ET UNE HAUTE TENACITE. POUR CELA, NOUS NOUS SOMMES INTERESSES CONJOINTEMENT A DEUX TYPES DE MATERIAUX: LE RENFORCEMENT DES ALUMINES PAR DES WHISKERS DE CARBURE DE SILICIUM QUI PRESENTE UN INTERET TOUT PARTICULIER POUR LES APPLICATIONS A HAUTES TEMPERATURES. L'INCORPORATION DE 30% EN VOLUME DE CES WHISKERS APPORTE UNE AMELIORATION CONSIDERABLE DE LA TENACITE, DE LA RESISTANCE A LA RUPTURE ET DE LA RESISTANCE AUX CHOCS THERMIQUES PAR RAPPORT A UNE ALUMINE MONOLITHIQUE. CES PROPRIETES MECANIQUES DEPENDENT DE PLUSIEURS FACTEURS, EN PARTICULIER DE LA NATURE DE L'INTERFACE FIBRE/MATRICE, DES CONDITIONS D'ELABORATION DU COMPOSITE ET DE LA QUALITE INTRINSEQUE DES WHISKERS; LES COMPOSITES BASE DIBORURE DE TITANE. L'ADDITION D'UNE SECONDE PHASE AU TIB2 PERMET D'AMELIORER SA FRITTABILITE. AINSI NOUS AVONS ETUDIE L'INFLUENCE D'AJOUT DE CARBURE DE BORE ET DE CARBURE DE TUNGSTENE SUR LES PROPRIETES DU COMPOSITE. LA FORMATION DE SOLUTIONS SOLIDES PERMET DE GENERER DES CONTRAINTES DE COMPRESSION ET DE CONFERER AU MATERIAU UNE TRES HAUTE DURETE

Les travux de thèse ont été menés dans un contexte de développement et de valorisation de la filière lin au travers de l'élaboration de nouveaux matériaux composites biosourcés à base de mucilage et de fibres de lin. Ces travaux ont conduit dans un premier temps à la synthèse de précurseurs d'isosorbide époxy et polyuréthanes comme alternative aux précurseurs toxiques conventionnels. Pour cela nous avons proposé une voie originale d'optimisation de la synthèse de diglycidyle éther d'isosorbide (DGEI) en utilisant un procédé ultrasonique. Par la suite, la comparaison des méthodes de transformation des époxys en carbonates cycliques par l'inclusion de CO2 nous a servi de base dans l'élaboration d'un protocole efficace de conversion des DGEI en cyclocarbonates d'isosorbide (CCI) dans des conditions douces de pression et de température. Dans une seconde partie, l'extraction de composés hydrosolubles de la graine de lin a permis d'identifier la structure complexe du mucilage et les effets des paramètres d'extraction sur les propriétés physico-chimiques et thermiques du mucilage. Ensuite, pour la première fois, l'oxydation du mucilage au 2,2,6,6-tétraméthylpipéridine-1-oxyle (TEMPO) a été réalisée avec succès. Puis, nous avons pu mettre en évidence l'efficience de l'oxydation assistée par ultrasons comparée à la méthode classique lors de la montée en échelle du procédé. En vue d'améliorer la compatibilité fibre/matrice des composites à fibres végétales, des traitements appliqués sur des fibres courtes de lin ont été effectués amenant à l'individualisation des fibres et à l'amélioration de l'oxydation appliquée sur des fibres sonifiées. Ces différents matériaux ont permis de formuler un panel de nouveaux biocomposites. Les DGEI ont été valorisés par la confection d'une résine réticulée par une amine renforcée par des fibres longues de lin dont les performances sont identiques aux composites pétro-sourcés. Par la suite, la sonicationdes fibres courtes de lin a mené à l'amélioration des propriétés mécaniques de composite PLA/Lin. L'utilisation de mucilage oxydé a démontré les aspects positifs de l'incorporation du mucilage de lin dans les composites légers et résistants en compression.