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Potentiel des fibres de bois torréfiées pour la fabrication de composites de bois-polymère

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Ayadi, Ramzi (2018). Potentiel des fibres de bois torréfiées pour la fabrication de composites de bois-polymère. Mémoire. Rouyn-Noranda, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue, École de génie, 135 p.

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Résumé

La torréfaction est un traitement thermique du bois en absence d'oxygène qui modifie ses propriétés physiques et chimiques. Le bois torréfié acquiert une résistance à l'action fongique et des insectes. L'utilisation de ce traitement améliore la durabilité du bois et la stabilité dimensionnelle. L'objectif de ce travail est d'évaluer le potentiel des fibres torréfiées à différentes températures pour la production de composites bois-polymère (CBP). Les composites ont été préparés à partir des fibres torréfiées de 1 'épinette noire à 3 températures (315°C, 400°C et 445°C), et de 2 polymères ; le polypropylène (PP) et le polyéthylène haute densité (PEHD). Les proportions de fibres utilisées pour les formulations sont de 0%, de 30%, de 40% et de 50% en poids. Un témoin (fibres non traitées) a été utilisé pour évaluer le potentiel de la torréfaction. Plusieurs tests ont été réalisé pour évaluer les CBP à savoir; la traction, la flexion, l'impact, le gain massique, le gonflement volumique, l'angle de contact, l'analyse Spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier, l'analyse microscopique à balayage (FTIR) et à laser, la densimétrie à rayon X, le rhéomètre à torque, le rhéomètre rotatif, l'analyse thermogravimétrique (TGA) et la calorimétrie à balayage différentielle (DSC). Les résultats montrent que les propriétés mécaniques ont été réduites du fait de la torréfaction des fibres. La torréfaction à 445°C a donné des valeurs de résistance à la traction et à la flexion proche à celle du polymère suite à l'absence de l'effet de l'agent de couplage. Les observations microstructurales ont montré que l'adhésion entre les fibres de bois et le polymère a été diminuée à cause de la disparition des groupements hydroxyle, ce qui est considéré comme étant la cause principale de l'amélioration de la stabilité dimensionnelle et de la diminution des propriétés mécaniques des CBP. La torréfaction du bois a rendu les CBP très résistant à l'eau. En effet, les CBP avec du bois torréfié à 445°C ont montré un faible gain massique et un gonflement volumique négligeable. Comme prévu, les mesures d'angle de contact ont montré que la torréfaction a augmenté hydrophobicité des CBP. Au niveau du type du polymère, les CBP avec une matrice de PEHD ont montré des meilleures propriétés physiques, morphologiques et rhéologiques par rapport aux CBP avec une matrice de PP. Ceci est liée à la faible viscosité du PEHD qui lui permet de remplir les pores dans le bois torréfié. Finalement, les CBP faits avec des fibres torréfiées sont plus faciles de mettre en forme et sont plus stables thermiquement que les CBP faits avec des fibres non traitées.

Type de document: Thèse (Mémoire)
Directeur de mémoire/thèse: Koubaa, Ahmed
Mots-clés libres: Fibre de bois, composite bois-polymère, bois torréfié, biochar, caractérisation de CBP, propriétés physico-mécaniques, hygroscopicité et chimie de surface.
Divisions: Sciences appliquées > Maîtrise en ingénierie
Date de dépôt: 06 avr. 2018 14:34
Dernière modification: 06 avr. 2018 14:34
URI: http://depositum.uqat.ca/id/eprint/749

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