Etude des matériaux composites à matrice polymère chargée par des fibres de Palmier Dattier

Abstract

L’Algérie, est le plus grand pays d’Afrique en superficie et aussi l’un des plus grands producteurs de dattes au monde et contient environ mille variétés. D’après les statistiques de 2018 de l’Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture (FAO) l’Algérie est le quatrième producteur des dattes dans le monde et deuxième en Afrique après l’Egypte. Après la fin de récolte des dates (fruits des palmiers dattier), d’énorme quantités de déchets agricoles de palmier dattier sont cumulés et qui ne sont pas bien exploités à savoir : pétiole, rachis, folioles, tronc, branche des grappes de fruits, ses résidus représentent une source renouvelable de matières premières et méritent bien d’être valorisées et l’incorporation de ces résidus en tant que composant dans les matériaux composites dans diverses applications industrielles. A travers cette thèse, nous avons pu valoriser le déchet agricole fibres de folioles de palmier dattier par leur introduction comme renfort dans la préparation des biocomposites à matrice polymère. Le but de la première partie était la caractérisation physicochimique par (MEB, FTIR, DRX, ATG et DSC) de la fibre de foliole de palmier dattier et comparé à celle de palmier washingtonia. La deuxième partie était consacrée à la caractérisation mécanique en traction de fibre de foliole pour optimiser les propriétés mécaniques de fibre en utilisant la méthode de Taguchi. En raison des dispersions des résultats expérimentaux obtenus, des études statistiques basées sur plusieurs fonctions de distributions ont été utilisées dans le but d’estimer correctement les caractéristiques mécaniques des fibres de foliole de palmier dattier. La dernière partie avait comme but l’étude des propriétés mécaniques des biocomposites fibres de foliole de palmier dattier/GreenPoxy élaborés en stratifiés et cordons tressés ont été testés sous chargement statique en flexion 3-points à différentes vitesses de sollicitation, suivi d’une étude viscoélastique.

Algeria is the largest country in Africa by area and one of the largest producers of dates in the world and contains around a thousand varieties. According to 2018 statistics from the Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), Algeria is the fourth largest producer of dates in the world and second in Africa after Egypt. After the end of the date harvest (date palm fruits), enormous quantities of agricultural date palm waste are accumulated and which are not well exploited, namely: petiole, rachis, leaflets, trunk, branch of fruit clusters, these residues represent a renewable source of raw materials and deserve to be valorized and the incorporation of these residues as a component in composite materials in various industrial applications. Through this thesis, we were able to enhance agricultural waste fibers from date palm leaflets by their introduction as a reinforcement in the preparation of polymer matrix biocomposites. The aim of the first part was the physicochemical characterization by (SEM, FTIR, DRX, ATG and DSC) of the leaflet fiber of date palm and compared to that of washingtonia palm. The second part was devoted to the tensile mechanical characterization of leaflet fiber to optimize the mechanical properties of fiber using the Taguchi method, Due to the dispersions of the experimental results obtained, statistical studies based on several distribution functions were used in the purpose of correctly evaluating the mechanical characteristics of date palm leaflet fibers. The last part was aimed at the study of the mechanical properties of biocomposites fibers of date palm leaflet / GreenPoxy developed in laminates and braided cords are tested under static loading in 3-point bending at different stress speeds, followed by a viscoelastic study.

الجزائر هي أكبر دولة في إفريقيا من حيث المساحة وأيضًا واحدة من أكبر منتجي التمور في العالم وتحتوي على حوالي ألف صنف. وبحسب إحصائيات عام 2018 الصادرة عن منظمة الأغذية والزراعة للأمم المتحدة (الفاو)، فإن الجزائر هي رابع أكبر منتج للتمور في العالم والثاني في إفريقيا بعد مصر. بعد انتهاء موسم حصاد التمر (ثمار النخيل) تتراكم كميات هائلة من مخلفات نخيل التمر الزراعية والتي لم يتم استغلالها بشكل جيد، وهي: سويقات، راتشيس، أوراق، جذع، فرع من عناقيد الفاكهة، وتمثل هذه المخلفات مصدرًا متجددًا من المواد الخام وتستحق أن يتم تثمينها ودمج هذه المخلفات كمكون في المواد المركبة في التطبيقات الصناعية المختلفة. من خلال هذه الرسالة، تمكنا من تثمين ألياف المخلفات الزراعية من منشورات نخيل التمر من خلال إدخالها كتعزيز في تحضير المركب الحيوي حامل البوليمر. كان الهدف من الجزء الأول هو التوصيف الفيزيائي الكيميائي بواسطةMEB) وFTIR وDRX وATG و (DSC لألياف أوراق نخيل التمر ومقارنتها بألياف نخيل واشنطن. خصص الجزء الثاني للتوصيف الميكانيكي للشد لألياف الاوراق لتحسين الخواص الميكانيكية للألياف باستخدام طريقة Taguchi، وبسبب تشتت النتائج التجريبية التي تم الحصول عليها، تم استخدام الدراسات الإحصائية القائمة على عدة وظائف توزيع في الغرض بشكل صحيح تقييم الخصائص الميكانيكية لألياف أوراق النخيل. كان الجزء الأخير يهدف إلى دراسة الخواص الميكانيكية المركبات الحيوية لألياف أوراق النخيل التمر والحبال المظفرة/ GreenPoxy المعدة في لوحات ويتم اختبار تحت التحميل الساكن في الانحناء 3 نقاط بسرعات إجهاد مختلفة، تليها دراسة لزجة مرنة