Contribution au développement des matériaux de construction à base des sous-produits du palmier dattier.

Abstract

Dans un but de protéger l'environnement et de valoriser les ressources végétales, une étude expérimentale de mise en oeuvre et de caractérisation de matériaux innovants est réalisée dans le cadre de la présente thèse. Les matériaux élaborés sont des matériaux composites bois-plastique (WPC) à base de déchets de palmier dattier. Dans le premier composite, Les déchets de feuillets de palmier dattier sont utilisés comme renfort et les déchets de polystyrène expansé (EPS) dissolu dans l'essence sont utilisés comme matrice. Plusieurs combinaisons de tailles de renforcement (0,1-0,315 mm, 0,315-0,5 mm et 0,5-1 mm) et de rapport fibre/matrice (70, 75 et 80% en poids) ont été considérées pour étudier les propriétés du composite Feuilles-Polystyrène (LPC). Dans cette étude, des caractérisations physiques, mécaniques, thermiques et morphologiques ont été réalisées afin de déterminer : la densité apparente, le module de flexion, la contrainte maximale et la conductivité thermique du LPC. Des mesures de densité avec pycnomètre, essais de flexion trois points et des mesures de conductivité thermique par l'appareil Hotdisc ont été effectués. De plus, une caractérisation par MEB a été réalisée pour observer la liaison fibres/matrice. Le LPC a montré un bon état d'adhérence de l'interface fibre/matrice et des propriétés mécaniques acceptables avec un module de flexion et une contrainte maximale pouvant atteindre 0,78 GPa et 2,84 MPa, respectivement. Le LPC a une densité comprise entre 542 et 824 kg/m3, qui est comparable à celle des matériaux habituels tels que le bois dur et mou, le MDF et les autres WPC trouvés dans la littérature. Les essais de caractérisation thermique du LPC ont également montré une conductivité thermique moyenne comprise entre 0,11 et 0,16 W/m.K. Le deuxième composite est préparé à base de particules et une résine époxy. Le renfort de particules est obtenu à partir des noyaux de dattes avec un renfort de taille 0,2-0,4 mm (Particules de Noyaux de Dattes et d'une résine Epoxy, CPNDE). L'effet de la fraction massique entre le renfort et la matrice sur les propriétés mécaniques est étudié en utilisant cinq fractions massiques comprises entre 0% et 40%. Les propriétés mécaniques de la matrice et des composites ont été déterminés à l'aide des essais de traction et de flexion en trois points. Une étude de comparaison est présentée entre les résultats obtenus et ceux disponibles dans la littérature sur un composite similaire. L'essai de traction effectué sur des échantillons pure époxy, montrent une valeur moyenne du module de Young et du coefficient de Poisson de 322,62 MPa et 0,4 respectivement. La résine pure et le matériau composite de faible fraction massique en renfort (0, 10 et 20%) présentent une grande déformation en flexion. Pour une quantité de renfort supérieure ou égale à 30%, les résultats ont montré un module de flexion et une résistance à la flexion améliorés. A partir de ce niveau de renforcement, le matériau composite devient de plus en plus fragile. Avec 40% de renforcement, le module de flexion augmente de près de 44% par rapport au module de flexion du matériau pure époxy. Le matériau LPC peut être utilisé dans le domaine de la construction de bâtiments pour l’isolation thermique ainsi qu'un composant structurel dans les structures sandwich. De plus, le matériau LPC est obtenu à partir de déchets et peut être totalement recyclé à la fin de sa vie utile. Le matériau CPND a montré que la matrice époxy utilisée est un bon choix car elle permet l'augmentation des propriétés mécaniques par rapport aux propriétés des matériaux similaires de la littérature. L'utilisation des déchets de palmiers dattiers comme renfort dans les composites peuvent être considéré comme un bon renfort naturelles.