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Étude de l'influence de la température et de l'humidité sur les propriétés mécaniques en traction des fibres de chanvre et de coco

Ho Thi, Thu Nga (2008). Étude de l'influence de la température et de l'humidité sur les propriétés mécaniques en traction des fibres de chanvre et de coco. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Cette recherche a pour objectif d'investiguer l'influence de la température et de l'humidité sur la résistance en traction et le module élastique des fibres de chanvre et de coco. Après avoir caractérisé leurs propriétés intrinsèques comme la température de transition vitreuse et la morphologie, deux études ont été réalisées afin de bien comprendre ce phénomène. La première vise l'absorption de l'humidité dans ces fibres en exposition dans l'air ainsi que l'absorpfion de l'eau dans ces fibres lors de l'immersion dans l'eau sous différentes conditions de température. La deuxième consiste à mesurer la résistance en traction et le module élastique de ces fibres sous différentes conditions d'humidité et de température.

Lors de l'exposition de ces fibres dans l'air ambiant dont l'humidité relative varie de 0% à 80%, les résultats expérimentaux confirme que le mécanisme de l'absorption de l'humidité dans ces fibres ressemble à une absorption muhicouche dans le système aireau-fibre cellulosique telle que décrite par le modèle de GAB. Par conséquent, la teneur en humidité des fibres diminue avec l'augmentafion de la température pour une humidité relative de l'air constante. Quant aux fibre imprégnées dans l'eau, il est observé que la teneur en eau des fibres de chanvre et de coco immergées dans l'eau augmente avec l'augmentation de la température. L'activation de la diffusion d'eau dans les fibres immergées dans l'eau par la température conjointement à l'impossibilité d'évaporation de l'eau emprisonnée dans les fibres serait la cause de cet effet.

Sur le plan de l'influence de l'environnement sur le comportement en traction des ces fibres, les résultats obtenus confirme que l'humidité et la chaleur réduisent leurs propriétés en traction. Les modèles semi-empiriques établissant à partir des relations non linéaires entre les propriétés en traction des fibres avec la teneur en humidité des fibres aux différentes températures donnent les valeurs prédites moins réalistes que celles fournies par les réseaux de neurones.

Résumé traduit

The objective of this research work was to investigate the effect of the temperature and the humidity on the tensile strength and modulus of elasticity of hemp and coir fibers. Firstly, the glass transition temperature and morphology of these fibers were examined. Secondly, adsorption of humidity into these fibers from ambient air and adsorption of water into these fibers in immersion were studied. Finally, tensile tests of these fibers were conducted in various temperature and humidity conditions.

It was found that, in ambient air (0% < RH < 80%) the moisture content of these fibers decreased with the increase of temperature conformed to the GAB model suggesting a multilayer absorption mechanism. On the contrary, for the fibers immersed in water, the moisture content of the fibers increased with the increase of temperature. The activation of temperature on the diffusion of the water into theses fibbers by micropores and lumens jointly with the lack of possibility for the imprisoned water to evaporate might be the cause of this effect.

The experimental results suggested that temperature and humidity could individually reduce the tensile strength and the modulus of elasticity of these fibers. Their interaction caused even a more harmful effect. On the prediction of the environmental effect on the tensile properties of these fibers, the neurone networks gave better results than the semi-empirical models which based on the non-linear relationships between the moisture content of the fibers and their tensile properties under various temperatures.

Type de document: Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires: "Thèse présentée à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention du doctorat en génie" Bibliogr : f. [206]-218.
Mots-clés libres: absorption, chanvre, coco, comportement, eau, elastique, fibre, humidite, isotherme, mecanique, module, prediction, propriete, resistance, sorption, temperature, traction
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Ngô, Anh-Dung
Programme: Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt: 09 août 2010 14:06
Dernière modification: 17 déc. 2016 02:23
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/128

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