Titre : Composites à fibres de carbone recyclées : variabilité des sources et optimisation des performances mécaniques
Date de soutenance : 06/03/2019 à 10h
Directeurs de thèse : Gérard BERNHART et Florentin BERTHET

Mots clés: fibre de carbone, renfort non-tissé, composite thermoplastique, Vapo-thermolyse, recyclage des composites

Plus d'informations

Thèses en préparation à IMT Mines Albi, dans le cadre de  MEGEP - Mécanique, Energétique, Génie civil, Procédés , en partenariat avec ICA - Institut Clément Ader (laboratoire) depuis le 12-10-2015

jlassi.jpg, par dberiac

Résumé de la thèse : Les excellentes propriétés mécaniques des matériaux composites renforcés de fibres de carbone ont permis leur utilisation dans les industries aéronautique, aérospatiale et actuellement automobile. Toutefois, dans une approche globale plus respectueuse de l'environnement, la principale limitation à l’utilisation de ces composites reste leur recyclabilité. Plusieurs solutions de recyclage sont envisageables, et au-delà des procédés de broyage, de pyrolyse et de solvolyse des composites usagés, la vapo-thermolyse est un procédé thermochimique novateur permettant la récupération des fibres de carbone avec 95% de propriétés mécaniques conservées. La particularité des fibres recyclées, provenant de diverses sources, réside dans la variabilité de leurs propriétés. Néanmoins, le tri préalable par grade/type de fibres peut impacter la rentabilité économique. Cette thèse vise à démontrer la faisabilité préindustrielle de la technologie de vapo-thermolyse appliquée au traitement des déchets de composites à base de fibres de carbone sans aucun tri préalable et à valider à une échelle représentative, les conditions de mise en forme des fibres de carbone recyclées en renforts non-tissés ainsi que leur utilisation dans des composites thermoplastiques de seconde génération (composite 2.0). Dans une première étape, dix non-tissés en fibres de carbone vierges ont été développés en se basant sur un plan d'expériences faisant varier à la fois le type et la longueur des fibres . Les premiers résultats de caractérisation des composites renforcés par ces non-tissés ont montré que le mélange de plusieurs grades de fibres et de longueurs permet de réduire la variabilité des propriétés des composites et que les propriétés optimales sont obtenues pour des mélanges de fibres de longueur 80mm. La suite du travail s’est donc focalisée sur l'étude des propriétés mécaniques des composites 2.0 à base de fibres de carbone recyclées. En se basant sur les résultats de la première partie, deux nouveaux non-tissés, simple et comélé en fibres de carbone recyclées de longueur optimisée, ont été développés. Les propriétés mécaniques en traction des composites associés à ces non-tissés ainsi détérminées sont comparables non seulement à celles des composites 1.0 mais aussi à celles d'un composite renforcé d’un non-tissé en fibres de carbone recyclées par pyrolyse actuellement commercialisé.