| Titre : | Etude comparative sur le comportement élastique des matériaux composites à base des fibres végétales : Bambou /Epoxyde et Coco/Epoxyde |
| Auteurs : | Touimi Amina, Auteur ; MOKADDEM Allel, Directeur de thèse |
| Type de document : | texte manuscrit |
| Editeur : | Université de Saida Dr MOULAY Tahar Faculté des Sciences Département de Physique, 2018/2019 |
| Format : | 92 ص |
| Accompagnement : | CD |
| Langues: | Français |
| Index. décimale : | BUC-M 008256 |
| Catégories : | |
| Mots-clés: | Bambou/époxy ; Coco/époxy, endommagement en cisaillement, interface, algorithme génétique Bamboo / epoxy ; Coco / epoxy, shear damage, interface, Genetic algorithm |
| Résumé : |
L’exploitation par les industriels des fibres végétales dans le domaine des matériaux
composites a permis de réduire la dépendance vis-à-vis du pétrole grâce à leurs propriétés mécaniques, leur résistance thermique et leur biodégradabilité. Dans ce mémoire, nous avons effectué une étude comparative par une simulation génétique sur deux matériaux à base de différents renforts naturels (Bambou et Coco) pour voir l’influence de ses fibres sur le comportement élastique des matériaux bio-composites. Les résultats de notre simulation génétique ont montré que le Bambou/époxy est plus résistant que le Coco/époxy et que l’endommagement en cisaillement de Bambou/époxy est inférieur à celui du Coco/époxy de 11 à 12.5%. Nos résultats sont en bon accord avec les résultats trouvés par Rao KMM où il a montré par des essais expérimentaux que la fibre Bambou est le plus résistant en comparant avec la fibre de Coco. The exploitation by the industrials of vegetable fibers in the field of composite materials has made it possible to reduce the dependence on oil and this as a result of their mechanical properties, their thermal resistance and their biodegradability. In this work, we carried out a comparative study by a genetic simulation on two materials based on different natural reinforcements (Bamboo and Coco) to see the influence of its fibers on the elastic behavior of bio-composite materials. The results of our genetic simulation showed that Bamboo / Epoxy is more resistant than Coco / Epoxy and that shear damage of Bamboo / Epoxy is lower than that of Coco / Epoxy by 11 to 12.5%. Our results are in good agreement with the results found by Rao KMM where he showed by experimental tests that Bamboo fiber is the most resistant when compared with Coco fiber. |
| Note de contenu : |
Table des matières
Liste des figures Liste des tableaux Introduction générale ………………………………………………………………...1 Chapitre I : Etudes bibliographiques sur les matériaux composite 1. Introduction………………………………………………………………………….5 2. Caractéristiques des matériaux composites …………………………………………6 3. Classification des matériaux composites…………………………………………….6 3.1. Classification basée sur la matrice ………………………………………………..7 3.1.1.Les composites à matrice métallique(MMC)…………………………………….8 3.1.2. Les composites à matrice céramique(CMC)………………………………….…8 3.1.3. Les composites à matrice polymère(PMC)………...……………………………9 3.2. Classification basée sur le renforcement ………………………………………...12 3.2.1. Composites Particulaires ………………………………………………………12 3.2.2. Composites fibreux …………………………………………………………….13 3.2.3. Composites laminaires………………………………………………………….14 4. Les avantages et les inconvénients des matériaux composites…………….……….15 5. biocomposites………………………………………………………………………16 5.1. Définition…………………………………………………………………………16 5.2. Les avantage de biocomposites ……………………………………………….…17 6. Les fibres végétales………………………………………………………………...17 6.1. Définition de la fibre végétale……………………………………………………17 6.2. La classification des fibres végétales…………………………………………….18 6.3. Les Caractéristiques des fibres végétales…………………………………….......19 6.4. Les différentes combinaisons possibles ………………………………………....19 6.5. Evolution des propriétés mécaniques des composites à renforts fibres végétales ……………………………………………………………………………...20 6.6. Avantages et inconvénients des matériaux composites à charges végétales………………………………………………………………………………22 7. Conclusion………………………………………………………………………….22 Références…………………………………………………………………………….23 Chapitre II : Les modèles de simulation numérique 1. Introduction………………………………………………………………………...27 2. Endommagements des matériaux composites ……………………………………..27 2.1. Modèles à l’échelle microscopique de fibre/ matrice ……………………………28 2.2. Modèles à l’échelle mésoscopique (pli)…………….……………………………29 2.3. Modèles à l’échelle macroscopique (stratifiés)……………..……………………30 3. Interface fibre-matrice ……………………………………………………………..30 4. Modélisation de l’interface fibre-matrice ………………………………………….31 5. Rôle des interfaces et des interphases ……………………………………………..31 5.1. Interface fibre matrice très forte …………………………………………………32 5.2. Interface fibre -matrice très faible ……………………………………………….32 5.3. Interface fibre-matrice intermédiaire …………………………………………….32 6. Caractérisation mécaniques ………………………………………………………..33 7. Essai de traction sur les fibres………………………………………………...........34 7.1. Modèle de statistique …………………………………………………………….34 7.2. Modèle de weibull ……………………………………………………………….34 7.2.1. Méthode graphique …………………………………………………………….36 7.3. Modèle de Cox …………………………………………………………………..37 7.3.1. Modèle de Cox : transfert de charge élastique…………………………………38 7.4. Profils de contrainte dans la fibre et à l’interface………………………………...38 7.4.1 Equilibre des forces de cisaillement…………………………………………….38 7.4.2. Equilibre des contraintes dans une portion dx de fibre………………………...39 8. conclusion…………………………………………………………………………..42 Références…………………………………………………………………….…. …..43 Chapitre III : Les modèles métaheuristiques 1. Introduction ………………………………………………………………………..47 2. L’algorithme génétique ……………………………………………………………48 2.1. Terminologie propre aux algorithmes génétiques ……………………………….48 2.2. Le fonctionnement des algorithmes génétiques …………………………………49 2.3. Génération de la population initiale……………………………………………...50 2.4 Evaluation et sélection ……………………………………………………………51 2.4.1 Sélection par roulette (Wheel) ………………………………………………….51 2.4.2 Sélection par rang ………………………………………………………………52 2.4.3 Sélection par tournoi ……………………………………………………………53 2.4.4 Sélection Steady-State ………………………………………………………….53 2.4.5 La méthode élitiste (sélective)…………………………………………………..54 2.5 Avantages et inconvénients des algorithmes génétiques…………………………54 3. L’algorithme Monte-Carlo ………………………………………………………...55 3.1 L’algorithme Monte-Carlo de diffusion ………………………………………....55 3.2 Solution exactes de l’algorithme Monte-Carlo de diffusion ……………………..58 4. Conclusion …………………………………………………………………………61 Référence……………………………………………………………………………...62 Chapitre IV : Résultats et interprétations 1. Introduction………………………………………………………………………...63 2. Présentation des constituants de nos matériaux composites……………………….63 2.1. La matrice époxy (époxyde)……………………………………………………...63 2.1.1. La température de transition vitreuse…………………………………………..64 2.1.2. La module d’élasticité ou module d’Young……………………………………65 2.2. Les fibres…………………………………………………………………………65 2.2.1. La fibre de bambou……………………………………………………………..65 2.2.2. La fibre de Coco………………………………………………………………..66 3. Méthodes et modèles théoriques de simulation…………………………………….67 3.1. Le modèle de cisaillement de l’interface de Cox………………………………...67 3.2. Le formalisme probabiliste de Weibull…………………………………………..67 3.3. La modélisation génétique………………………………………………………..68 3.3.1. Développement…………………………………………………………………68 3.3.2. L’organigramme de notre algorithme…………………………………………..69 4. Résultats de simulation……………………………………………………………..70 4.1. Coco / époxy……………………………………………………………………...70 4.2. Bambou / époxy………………………………………………………………..…73 5. Conclusion……………………………………………………….............................77 Références.……………………………………………………………………………78 Conclusion générale…..……………………………………………………………..80 |
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