Adèle POIRIER de l'institut

Sujet de thèse

Composites Biosourcés à partir de déchets agricoles : Relations formulations/procédés/propriétés.

Résumé :

Description de la problématique de recherche : Stimulés par une forte pression sociétale, économique et écologique, de nombreux travaux sont menés depuis plusieurs années dans le but d’élaborer des matériaux composites à matrice polymère biodégradable renforcée par des sous-produits agricoles, possédant de bonnes propriétés thermomécaniques. C’est dans ce contexte applicatif que s’inscrivent les travaux de recherche que nous comptons développer. Ils concernent plus spécifiquement l’étude de composites biosourcés élaborés, par voie fondue, à partir d’une matrice bio-polymère, et de déchets agricoles. La prise de conscience l’impact environnemental de ces déchets est à l’origine de la recherche sur les perspectives de valorisation de ceux-ci, pour les convertir en substances utiles. L’élaboration des composites biosourcés doit aussi avoir recours à des polymères bio-ressourcés pour diminuer encore l’impact des composites en fin de vie. Les performances de ces matériaux vont dépendre étroitement de leur morphologie (dispersion et répartition de la charge dans la matrice) et de l’état de l’interface entre les composants du mélange. Des investigations vont être menées dans l’expectative de contrôler celle-ci ; elles passent souvent par une étape de comptabilisation qui consiste en l’ajout d’un copolymère tiers-corps (promoteur d’adhésion ou agent de couplage), à structure déterminée, lors du procédé d’élaboration par extrusion des mélanges chargés par les déchets broyés ou bien par un traitement préalable de la surface des charges. Il s’agit de comprendre les lois qui régissent la percolation mécanique de la charge et l’influence de la dispersion sur ces lois pour formuler aux mieux ces matériaux. La recherche de formulations pertinentes en relation à des simulations et modélisations de comportements permettra d’améliorer les propriétés mécaniques qui constituent souvent le point faible des matériaux polymères bio-ressourcés et biodégradables. Pour mener à bien ce travail, nous choisirons d’étudier l’effet de paramètres comme la composition et la présence ou non de l’agent de couplage, ou bien du traitement des charges, sur les propriétés finales des mélanges en vue de préciser la plage de compositions présentant les propriétés d’intérêt.

Encadrant

Catherine LACOSTE
Sebastien ALIX