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HAL Id: tel-01502466 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01502466 Submitted on 5 Apr 2017 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. Caractérisation mécanique et thermique de biocomposites à matrice polystyrène recyclé renforcée par des coques de cotonnier (Gossypium Hitsutum L.) ou des particules de bois de Kénaf (Hibiscus Cannabinus L.) Sagnaba Soulama To cite this version: Sagnaba Soulama. Caractérisation mécanique et thermique de biocomposites à matrice polystyrène recyclé renforcée par des coques de cotonnier (Gossypium Hitsutum L.) ou des particules de bois de Kénaf (Hibiscus Cannabinus L.). Matériaux. Université de Technologie de Belfort-Montbeliard; Institut des sciences exactes et appliquées (Bobo-Dioulasso, Burkina Faso), 2014. Français. NNT : 2014BELF0243. tel-01502466 Caractérisation mécanique et thermique de biocomposites à matrice polystyrène recyclé renforcée par des coques de cotonnier (Gossypium hirsutum L.), ou de particules de bois de kénaf (Hibiscus Cannabinus L.). Sagnaba SOULAMA THESE présentée par : Sagnaba SOULAMA Pour obtenir le Grade de Docteur de l’Université de Technologie de Belfort – Montbéliard Spécialité : Sciences pour l’ingénieur (Génie Mécanique) Caractérisation mécanique et thermique de biocomposites à matrice polystyrène recyclé renforcée par des coques de cotonnier (Gossypium hirsutum L.), ou de particules de bois de kénaf (Hibiscus Cannabinus L.). Unité de Recherche : IRTES-SeT E.A. 7274 Présentée et soutenue le 21 Novembre 2014 devant le jury : M. John VANTOMME Président Professeur des Universités, Ecole Royale Militaire de Bruxelles - Belgique M. Abdellatif IMAD Rapporteur Professeur des Universités, Polytech’Lille, France M. Moussa GOMINA Rapporteur Chargé de recherches, UCBN/CNRS, ENSI CAEN, France M. Komla SANDA Membre Professeur, Directeur Ecole Supérieure d'Agronomie, Université de Lomé, Togo M. Samuel GOMES Membre Professeur des Universités, UTBM-Belfort, France M. Philippe FLUZIN Membre Directeur de Recherches, CNRS UTBM-Belfort, France M. Kokou Esso ATCHOLI Directeur de thèse Maître de Conférences HDR, UTBM-Belfort France M. Bétaboalé NAON CoDirecteur de thèse Maître de Conférences, UPB-Bobo-Dioulasso, Burkina Faso Résumé : Dans le contexte actuel marqué par une grande émergence des questions environnementales, de l’économie circulaire et du développement durable, la mise au point d’éco-matériaux représente un enjeu majeur qui offre une alternative aux plastiques recyclés en fin de cycles de vie. L’objectif de ce travail est de contribuer au développement de deux éco-matériaux à partir des biomasses végétales cultivables non alimentaires disponibles, associées à des polymères synthétiques recyclés en fin de cycles de vie. Il s’agit d’une part, de développer un matériau biosourcé constitué de polystyrène recyclé, renforcé de coques de cotonnier. Ce matériau devra être susceptible de se substituer au polystyrène dans des domaines d’applications diverses telles que la fabrication de pièces d’isolation thermique, d’habillage intérieur de voitures, des coques de portables cellulaires, d’ordinateurs, de photocopieurs et d’emballages agroalimentaires. D’autre part, de développer des panneaux de particules en bois de tiges de cotonnier et de tiges de kénaf associés à un liant naturel (la colle d’os) pour une utilisation dans le domaine de l’isolation thermique d’intérieur en remplacement des panneaux de particules élaborés avec la colle urée formaldéhyde. L’influence des paramètres d’élaboration pour chacun des deux matériaux a été analysée. Après optimisation des conditions de mise en œuvre pour chaque matériau, la tenue mécanique, les propriétés thermiques et la microstructure ont été déterminées et optimisées dans chaque cas. Mots clés : Matériau biosourcé, panneaux de particules, coques de cotonnier, bois de kénaf, bois de cotonnier, polystyrène recyclé, extrusion, injection, thermopressage, propriétés mécaniques, propriétés thermiques. Abstract In the current context marked by a large emergence of environmental issues, the circular economy and sustainable development, the development of eco-materials represents a major challenge which offers an alternative to plastics recycled at end of life cycles. The objective of this work is to contribute to the development of two eco-materials from plant biomass non-cultivable food available, associated with synthetic polymers recycled at end of life cycles. It is a part, to develop a biosourced material constitutes of recycled polystyrene, strengthened of hulls of cotton. This material will be likely to be a substitute for polystyrene in areas of various applications such as the manufacture of parts for thermal insulation, interior trim from cars, the hulls of cellular mobile, computers, photocopiers, and various packaging. On the other hand, to develop particle board in wood of cotton stems and stalks of kenaf associated with a binder natural (the bone glue) for use in the area of the thermal insulation of interior in replacing the panels of particles prepared with glue urea formaldehyde. The influence of the parameters for the development for each of the two materials was analyzed. After optimization of conditions of implementation for each material, the mechanical holding, thermal properties and the microstructure have been determined and optimized in each case. Keys words Material biosourced, particle board, hulls of cotton, wood of kenaf, wood of cotton, recycled polystyrene, extrusion, injection, thermopressage, mechanical properties, thermal properties. I A mon père S. Dan et ma mère S. Hémakié A Béatrice, Tamanessi, Grace, Patrick, A la mémoire de Djonnémon, Amandine. II Remerciements Le travail présenté dans ce mémoire est le fruit d’un partenariat entre l’Université Polytechnique de Bobo-Dioulasso (Burkina Faso) et l’Université de Technologie de Belfort- Montbéliard (France). IL a été mené à l’UTBM au laboratoire IRTES-SeT et également à l’UPB dans le laboratoire GERME-TI ; Il a bénéficié également du concours technique et financier de plusieurs personnes et institutions auxquelles je voudrais exprimer, mes sincères sentiments de gratitude. Tout d’abord je tiens à remercier le Pr Kokou Esso ATCHOLI pour avoir œuvré à la mise en place de cette collaboration entre les deux universités qui a permis mon inscription en thèse à l’UTBM. Vous m’avez accepté dans votre groupe de recherche et m’avez témoigné votre confiance en acceptant de diriger ce travail de thèse et ce, malgré vos multiples occupations, vous avez toujours su trouver le temps nécessaire, vous êtes resté disponible pour apporter moyens techniques et conseils scientifiques à mes travaux. Je vous prie de trouver en ces mots, la marque de ma profonde gratitude pour votre générosité, votre grandeur d’âme et tout l’appui multiforme que vous m’avez apporté durant les travaux. Toute ma reconnaissance et mes remerciements vont également au Pr Bétaboalé NAON qui a cru en moi, en acceptant de codiriger cette thèse. Malgré vos multiples charges administratives et occupations vous êtes toujours resté à mes cotés durant cette thèse pour m’apporter vos précieux conseils avisés, vos encouragements et votre soutien; ce travail est aussi l’aboutissement de vos constants efforts soutenus au quotidien à mon égard. Votre soutien multiforme qui va des facilités administratives accordées pour mes différents séjours à l’UTBM à l’encadrement en passant par l’appui financier de ce travail en témoignent. Veuillez trouver ici toute ma reconnaissance pour votre grandeur d’âme et cet engagement constant qui m’ont éclairé sur le fait qu’une thèse est une aventure et aussi un aboutissement collectif. Ensuite, je tiens à exprimer toute ma reconnaissance à toutes les bonnes volontés qui ont contribué à l’aboutissement de cette thèse. Aussi mes remerciements vont particulièrement : A Monsieur Abder KOUKAM pour m’avoir initialement accepté au laboratoire IRTES-SeT. Aux Directeurs d’IRTES-SeT et d’IRTES. J’adresse mes remerciements les plus sincères à : Monsieur Abdellatif IMAD, professeur à Polytech’ Lille, d’avoir accepté de juger mon travail, en apportant la rigueur scientifique dans l’appréciation de mes recherches et d’avoir pris le temps de rapporter ce mémoire. Monsieur Moussa GOMINA, chargé de recherches à ENSICAEN, d’avoir apporté autant de rigueur dans l’appréciation de mes recherches en acceptant de rapporter ce travail. Mes futurs travaux n’en seront que meilleurs. Je remercie les autres membres du jury (Professeurs Philippe FLUZIN, Samuel GOMES, John VANTOMME, Komla SANDA) qui ont accepté porter une attention particulière en examinant ce travail. Que le Ministère Français de la coopération trouve en ces lignes, l’expression de ma profonde reconnaissance pour l’appui financier accordé à travers le projet RESEAU. Mes sentiments de gratitude vont au Professeur Moussa OUATTARA, ministre des enseignements secondaire et supérieur du Burkina Faso pour ses encouragements et son III soutien multiforme dont j’ai bénéficié. Je remercie également le Président du conseil d’administration de l’UPB, le Pr Alioune OUEDRAOGO et le Président de l’UPB, le Pr Georges Anicet OUEDRAOGO pour leur soutien à mes travaux et leurs encouragements. Mes sentiments de gratitude vont aussi aux autorités des deux universités (UTBM et UPB) qui m’ont appuyé dans mes travaux et pour l’obtention de toutes les autorisations nécessaires à la bonne évolution des travaux. Je remercie le Directeur de l’IUT de Bobo pour son soutien et ses encouragements. Je remercie les autorités du Foner pour l’appui financier apporté dans le cadre de ce travail au cours de l’année académique 2011- 2012. Ma reconnaissance et ma gratitude vont également à monsieur Issa COMPAORE et à Monsieur André uploads/Science et Technologie/ these-soulama-sagnaba-utbm.pdf