Caractérisation expérimentale et numérique de l'élaboration de composites de lin par infusion liquide: des phénomènes locaux aux propriétés induites – LINEN

Le projet PRME LINEN réunit cinq chercheurs de l'équipe Mécanique & procédés d’élaboration directe du laboratoire LGF, UMR CNRS 5307, pour un total de 1,7 ETPR. Ce projet vise à une meilleure maîtrise de l’élaboration des composites à base de fibres de lin par des procédés dits par infusion de résine, en tenant compte de la variabilité intrinsèque des fibres naturelles et des phénomènes locaux en résultant. Trois tâches sont proposées, correspondant à 2 thèses et un post-doc de 18 mois. La Tâche 1 correspond à la caractérisation complète des mécanismes d'infusion à l'œuvre lors de l'élaboration, aux échelles intra- et inter-mèche dans la même expérience. Cette caractérisation à double échelle totalement originale de l'écoulement par des méthodes optiques directes à champ complet apportera des informations précieuses sur les interactions fluide-fibre qui contrôlent l'imprégnation du réseau fibreux. Ces informations seront traitées en lien avec la Tâche 2, qui vise à caractériser ces mêmes mécanismes mais en utilisant des simulations éléments finis 2D sur des volumes représentatifs issus de µ-CT, afin d'extraire les propriétés effectives par une procédure de transition d’échelle. La dépendance de ces propriétés homogénéisées (perméabilité, saturation, pression capillaire) à la variabilité géométrique intrinsèque des fibres ou des mèches (selon l'échelle considérée) sera quantifiée par processus gaussiens. Enfin, la Tâche 3 complétera cette description en développant des simulations 3D de l'infusion de résine à l'échelle inter-mèche. Il s'agit de simuler l'écoulement de la résine dans des méso-structures simplifiées ou issues d’images µ-CT. Cette approche permettra de capturer les phénomènes induits par les variations géométriques le long des mèches (variation de la fraction volumique de fibres) , et de les analyser en relation avec les mesures effectuées dans la Tâche 1.