Système de fabrication en continu de renforts unidirectionnels à fibres naturelles de type lin-papier et lin-mat pour les matériaux composites stratifiés

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La non-dégradation des matériaux synthétiques (déchets urbains, cours d'eau et océans) amène une prise de conscience majeure des dégâts environnementaux engendrés par ceux-ci. Parallèlement, l'augmentation du prix du pétrole (à la base des plastiques synthétiques), l'épuisement graduel de la ressource et la pollution qu'elle engendre sont aussi mis en cause. Depuis une vingtaine d'années, la recherche s'oriente de plus en plus vers le développement de matériaux biodégradables et recyclables. Pour les matériaux composites, certains plastiques biosourcés existent comme matrice (tel que l'acide polylactique ou PLA) mais les fibres synthétiques (verre, carbone…) demeurent difficilement recyclables et non-dégradables. Le potentiel des fibres naturelles (tel le lin) s'avère donc très prometteur. Les fibres végétales sont facilement renouvelables, biodégradables, non abrasives pour l'usinage des pièces, non toxiques, peu coûteuses tout en étant plus légères que la fibre de verre, laquelle nécessite environ 80% plus d'énergie pour sa fabrication. Les composites à fibres naturelles (CFN) unidirectionnels (UD) de fibres libériennes possèdent des rapports résistance/poids et module d'élasticité/poids équivalents aux composites UD à fibres de verre. Depuis 2009, le candidat et ses collaborateurs ont développé, à l'échelle laboratoire (petits échantillons), de nouveaux renforts UD de type lin-papier et lin-mat (le papier ou le mat agissant comme liant pour les fibres UD) pour lesquels le moulage et la caractérisation des CFN obtenus s'est avérée fort avantageuse. Pour poursuivre la recherche et valider les concepts pour des applications courantes, il est nécessaire de s'équiper d'un système de fabrication en continu (à grande échelle) des renforts développés, pour le moulage de pièces composites stratifiées, comme alternative aux renforts unidirectionnels et tissés de verre. Le système proposé permettra de fabriquer en continu les renforts selon les paramètres ciblés dans les travaux réalisés à petite échelle depuis 2009. L'équipement permettra aussi de fabriquer des quantités suffisantes de renforts pour collaborer avec l'industrie sur des pièces réelles et de développer les renforts pour les adapter à un production industrielle et ainsi ouvrir la voie à une utilisation commerciale. Le marché des CFN étant en forte croissance, les renforts obtenus tireront pleinement avantage des propriétés longitudinales des fibres (faiblesse des CFN à renforts tissés) pour des pièces structurales de haute résistance.