Étude par les éléments finis du module d'Young selon les caractéristiques des fibres élémentaires de chanvre et de coco

Leplanois, Thomas (2017). Étude par les éléments finis du module d'Young selon les caractéristiques des fibres élémentaires de chanvre et de coco. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Cette recherche a pour objectif d’étudier la morphologie des fibres de chanvre et coco, et plus particulièrement, d’étudier la morphologie de leurs fibres élémentaires. Après avoir caractérisé la section et les dimensions des fibres élémentaires, une modélisation de chacune des fibres élémentaires a été réalisée.

Grâce aux observations faites au microscope électronique à balayage (MEB), il a été conclu une similitude entre les fibres de chanvre et celles de coco. En effet, ces deux fibres sont composées de plusieurs fibres élémentaires. Pour la fibre de coco, cette observation a déjà été faite, mais pour le chanvre, cette découverte est unique. La fibre de chanvre étant une fibre libérienne, elle ne devrait pas être composée de fibres élémentaires, mais à cause de ses faibles dimensions, plusieurs fibres sont restées "collées" entre elles formant un ensemble plus grand.

À la suite de cela, plusieurs modèles ont été créés afin de voir les variations du module d'Young quand les dimensions des fibres élémentaires changent, ainsi que leur composition chimique. Il a été possible de dire qu'elles sont les paramètres qui influent le plus sur le module d'Young : tel que l'arrangement des fibrilles dans la paroi de la fibre, ainsi que l'inclinaison des microfibrilles. Alors que la forme de la section de la fibre élémentaire et les dimensions du lumen ou l'épaisseur de la paroi interagissent moins sur le module d'Young.

Titre traduit

Study of the Young's modulus of hemp and coco fibers by the means of the finite elements method and depending on their elementary fibers

Résumé traduit

The aim of this present thesis is to study the hemp and the coco fibers, and more precisely their elementary fibers. After each one of the elementary fibers has been characterized by it section and dimensions, they have been numerically modeled.

The SEM observations carried out on both fibers lead to the conclusion that there is a structural similarity between hemp and coco. Indeed, both fibers consist of several elementary fibers. This particularity was already known for the coco but this is an entirely new discovery when it comes to the hemp. The hem is a bast fiber plant (also called phloem or skin fiber) thus it shouldn’t be composed of elementary fibers. Nevertheless, its small dimensions caused the fibers to “stick” together so that they form a larger structure.

This being so, the fiber’s Young’s modulus has been studied through different numerical modelisations: the purpose was to identify its variations depending on the fiber’s dimensions and their chemical composition. The results obtained, helped to identify the parameters affecting the most the Young’s modulus, as for instance the fibrils layout inside the fiber’s wall or the inclination of those fibrils. On the other hand, it’s been deduced that the shape of the elementary fiber’s section, the lumen’s dimension or the fiber’s wall thickness have a limited impact on the Young’s modulus variations.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise avec mémoire en génie mécanique". Bibliographie : pages 129-134.
Mots-clés libres:	Fibres végétales Propriétés élastiques. Élasticité. Chanvre Morphologie. Fibres de coco Morphologie. Chanvre Modèles mathématiques. Fibres de coco Modèles mathématiques. Méthode des éléments finis. Chanvre Propriétés élastiques. Fibres de coco Propriétés élastiques. Chanvre Composition. Fibres de coco Composition. Microscopie électronique à balayage. élémentaire, module d’Young, MEB, fibres élémentaire, modélisation
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Ngô, Anh Dung
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie mécanique
Date de dépôt:	28 févr. 2018 17:01
Dernière modification:	15 janv. 2021 20:29
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2007

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