Etude et comparaisons de l’endommagement d’un composite unidirectionnel à des différents types de fibres naturelles

Abstract

Comparativement aux matériaux traditionnels et naturels, les matériaux composites ont connu au cours des dernières années une évolution immense traduite par les nombreuses applications s'étendant des constructions mécaniques classiques jusqu’aux constructions de pointe dans le domaine aérospatiale, de ce fait l’utilisation et la durabilité de ces matériaux est devenue un souci industriel crucial. La disponibilité de certains modèles analytiques ou pratiques fiables pour l’estimation de la durée de vie des structures en composite, permet aux constructeurs de pousser les frontières de la conception et le domaine de fonctionnement le plus loin du possible, tout en maintenant en même temps des marges de sécurité suffisantes. Le présent travail rejoint les différents travaux réalisés jusqu’à maintenant sur l’endommagement des matériaux composites à fibres naturelles afin de prévoir la résistance et la durabilité d'un composite unidirectionnel en comparons trois cas de fibres naturelles, le Lin, le Jute et la Ramie dans une matrice en époxyde en utilisant des techniques micromécaniques. Les développements mathématiques utilisés sont présentés dans le programme Fortran pour justifier la forme de la répartition des contraintes et ces déplacements longitudinaux autour de la fibre cassée et des fibres voisines adjacentes les plus proches. L’évolution des caractéristiques particulières des trois cas de fibres, de la matrice, et de l’interface fibre/matrice sont les facteurs les plus importants pour évaluer la dégradation de la résistance du composite d'un point de vue micromécanique. Les conditions d’interfaces et d’adhérences sont prises en considération par ce modèle pour quantifier le taux le transfert des contraintes de cisaillement par l’intermédiaire de la matrice entre deux fibres voisines intacte et cassée. Mots clés Matériaux composites, fibres naturelles, fibre en Jute, fibre en Lin, fibre en Ramie, fibres cassées, traction,zone localement plastifiée, déplacement, facteur de concentration de contrainte.