Optimisation des paramètres d'impression 3D par extrusion de matière des bio-composites à base des résidus industriels forestiers

Ben Nasr, Oussama (2022). Optimisation des paramètres d'impression 3D par extrusion de matière des bio-composites à base des résidus industriels forestiers. (Mémoire de maîtrise). Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue. Repéré dans Depositum à https://depositum.uqat.ca/id/eprint/1341

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Résumé

Les résidus industriels forestiers (RIF) sont généralement des produits secondaires générés par les opérations de transformation de bois telles que les résidus de l’industrie des pâtes et papiers. Même s’il existe plusieurs pistes de valorisation de ces matériaux, leurs élaborations et leurs mises en forme restent toujours difficiles. Dans cette optique, l’objectif de ce travail est de développer et d’imprimer des biocomposites à base de RIF-polymère. De plus, ce projet vise à optimiser les paramètres d’impression du procédé extrusion de matière (EM) afin d’obtenir les meilleures caractéristiques des pièces imprimées en termes mécaniques et esthétiques. Pour évaluer ces propriétés, trois principaux volets ont été identifiés. Dans un premier volet, un mélange à base de lignosulfonate et de polymère a été produit avec trois pourcentages différents 10%, 15% et 20%. Ce RIF a été mélangé avec l’acide polylactique (PLA), un polymère polyvalent pour la formulation de filaments par EM avec l’avantage d’être biosourcés et biodégradable. Ensuite, chaque formulation a été mixée deux fois à l’aide d’une extrudeuse bi-vis jusqu’à l’obtention d’un filament homogène de diamètre 1,75 mm. Dans un deuxième volet, la fabrication additive des éprouvettes a été faite selon la norme ASTM à l’aide d’une imprimante 3D de type EM. Ainsi, seulement la température d’impression et l’angle de remplissage ont été changés respectivement sur trois niveaux 210 °C, 220 °C et 230 °C et sur deux niveaux +45/-45 degrés et 0/90 degrés. Pour avoir une bonne base de comparaison, quatre formulations ont été injectées avec 0%,10%,15% et 20% de charges. Dans un troisième volet, ces éprouvettes sont caractérisées en terme mécanique par les essais de traction, de flexion et d’impact. Par ailleurs, une analyse calorimétrique différentielle (DSC) et une analyse thermogravimétrique (TGA) ont été effectuées pour évaluer les propriétés thermiques des biocomposites. Outre cela, une caractérisation chimique a été réalisée à l’aide de la technique de spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) afin d’étudier les interactions intermoléculaires entre les charges et la matrice. De plus, des observations de faciès de rupture par un microscope électronique à balayage ont été également réalisées pour mieux comprendre la morphologie des biocomposites. Finalement, l’exploitation de cette étude sera concrétisée par la réalisation d’un objet du quotidien innovant à base de ce biocomposite faisant à la fois la démonstration des propriétés mécaniques, esthétiques et écologiques et intégrant le concept 3R-V qui définit quatre manières de préserver l’environnement : la réduction à la source, le réemploi, le recyclage et la valorisation des matières résiduelles.

Type de document:	Thèse ou mémoires (Mémoire de maîtrise)
Directeur de mémoire/thèse:	Koubaa, Ahmed
Mots-clés libres:	résidus industriels forestiers, biocomposites, impression 3D, fabrication additive, extrusion de matière, concept 3R-V
Divisions:	Génie > Maîtrise en ingénierie
Date de dépôt:	29 mars 2022 19:24
Dernière modification:	29 mars 2022 19:24
URI:	https://depositum.uqat.ca/id/eprint/1341

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