| Titre : | Développement et caractérisation de matériaux à base du bois de palmier dattier adaptés aux applications de développement durable en Algérie |
| Auteurs : | kenza ALMI, Auteur ; Adel Benchabane, Directeur de thèse |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Editeur : | Biskra [Algerie] : Université Mohamed Khider, 2018 |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | Les matériaux composites,les renforts naturels,le bois de palmier dattier,les méthodes de caractérisation,panneaux des particules de bois |
| Résumé : |
RESUME :
Face aux besoins de plus en plus importants aux panneaux de particules en Algérie et dans le monde entier, il est nécessaire d’exploiter des ressources naturelles disponibles et durables et les utilisées comme alternatives au bois. Il s’agit de la biomasse engendrée par les résidus de palmiers dattiers, la plantation intensive de ces derniers constitue une source de matières premières de plus en plus importante dans le pays. L’abandon de cette biomasse peut avoir un impact négatif sur l’environnement. Le développement de nouveaux matériaux composites à faible coût et à diverses applications à partir de cette ressource naturelle s’inscrit pleinement dans les perspectives de développement durable dans l’Algérie. L’objectif de ce travail est de contribuer au développement des panneaux de particules en bois de palmier dattier pour une utilisation dans le domaine de bâtiment. À travers cette thèse, nous avons pu valoriser tout type de bois issu de déchet agricoles du palmier dattier par leur utilisation sous forme des particules associés avec deux types de liants disponibles à faible coût (la colle poly acétate de vinyle et la résine polyester insaturé) dans la préparation des panneaux de particules. La thèse comporte deux parties essentielles, le but de la première partie était la détermination des propriétés de tout type de bois rejeté du palmier dattier pour bien les identifier et faciliter leur incorporation dans une matrice. La deuxième partie avait comme but l’analyse de l’influence des paramètres d’élaboration des matériaux composites sur leurs propriétés mécaniques, physiques et thermiques afin d’optimiser la mise en œuvre de ces paramètres et déterminer un procédé de fabrication convenable à la production des panneaux avec des meilleurs propriétés. ABSTRACT : The increasing demands for inexpensive panel products in Algeria and in the world require the use of further natural available resource as wood alternative. The intensive plantation of date palms provides an increasingly important source of raw material; it may have a negative impact on the environment if it is not appropriately exploited. The development of new composite materials by using date palm residues forms part of the global sustainable development strategy in Algeria. The objective of this work is to contribute to the development of particleboard based on date palm wood for use in the building sector. Through this thesis, we were able to valorize all types of date palm waste wood by their use as particles with two types of binders available at low cost (polyvinyl acetate glue and the unsaturated polyester resin) in the preparation of the particle boards. The thesis has two essential parts, the purpose of the first part was the characterization of any type of date palm rejected wood in order to identify them and facilitate their incorporation into a matrix. The second part was aimed at analyzing the influence of composite material elaboration parameters on the mechanical, physical and thermal properties of these materials in order to optimize the implementation of these parameters and to determine the suitable protocol which lead to the better panel properties. |
| Sommaire : |
Remerciements
Résume Table des matières Liste des figures Liste des tableaux Introduction générale Chapitre I : Matériaux Composites 1. Définition d'un matériau composite, . ,. , . , . , .. ...5 2. Lamatrice. ....,,.,.,"...5 2.I. Les composites à matrice métallique, .... ,. , . ,.,6 2.2. Les composites àmatrice céramique, .,.,.,.,...6 2.3. Les composites à matrice organique. .....,........,,,,......6 2.3.L Les résines Thermoplastiques. ..,,.....,7 2,3.2. Les résines thermodurcissables. .. , , ...,.g 2'3.3. La différence entre les résines thermoplastiques et les résines thermodurcissables. .,.,...,.9 3. terenfort. ,,,...,,... 10 J.l. a1 Lescompositesfibreux ....,,...10 3.2. Les fibres végétales ....,..11 3,2.L Classification des fibres végétales. .".....,.,..11 3.2.2. Caractéristiques des fibres végétales. ..,,....I2 3.2.2.1 . Morphologie de 1a fibre végétale. . .. .,,.12 3,2.2.2.La composition chimique des fibres végétales. . . , ,.13 3.2.2.2.1. Ce1lulose,.... ,..,....,,...,.13 3,2,2.2.2. L'hérnicellulose. .....,.,t5 3,2.2.2.3. Lalignine, ,....,15 3.2.2.2.4. Lespectines,...," ,.,,.16 3.2,2.2.5, Extractifs Table des matières 3.2.2.2,6. Les cires, ...,,.,,17 3,2'2'3' Caractéristiques physiques et mécaniques des fibres végétales, ,,.,,,,,18 3.2.2.4' Caractéristiques thermiques et acoustiques des fibres végétales. ...,...19 4, Les composites fibres végétales -polymères,,..,, ,.,.,19 5, Les panneaux de bois, ,,,,,.,,23 5.1. Classifications des ltanneaux de bois suivant lataille de renfort, ...,.,..23 5.1.1, Les panneaux de particules. .. . , ,. .. ,.. ...23 5,I.2, Panneaux de,coupeaux ou d,agglomérés. ,,.,.24 5,i,3. Les panneaux de fibres. .,,.,."....24 5"1.4. Les panneaux MDF (Medium Density Fiberboard)...... ,.,.,.,,.,.25 5.1.5. Panneau à lamelles orientées oSB (oriented Strand Board ) ,...., .......,.,..,....25 5,L6. Les contreplaqués, ,,.,.,.26 5 .2. Procédés de fabrication des panneaux de particules . .. .. , " . ,,., ,....26 5,2.1. Lapréparction dumatériel ligneux. .,..,.,.,.....27 5.2,2, L'imprégnation du matériel fibreux avec la résine ouencollage,,..,, .,",,...,."..21 5"2.3. La mise en ficrme ou formage ...,..,....2j 5.2,4. Le thermopr(3ssage. .,....2g 5.2.5. LethermofoTmage, ",.,,,.,.2g 5,2.6. Lemoulage,.,.,, .....,.,..2g 5.2,7 . La finition ,...,, , , ,,.2g 5.3, Les additifs dans les panneaux bois., ,.,....,,.,,2g 5.4. Importance des panneaux de bois enAlgérie ,.,,. ..,.,2g 6. Synthèse bibliographique srx les panneaux à base des fibres végétales. .,,,,.,..2g 7. Conclusion ,,,,.,33 Références .,,.......,.35 Chapitre II : Bois du palmier dattier 1, Histoire et origine du palmier ,..,.42 2, Répartition géographique dupalmier dattier. ,.,,,,,...43 2,L Dans le monde, ,,,,,43 2.2. En Algérie ..,.,,.,.,...,44 2.3, Dans la wilayade Biskra. ."....",,.46 Table des matières 3, Palmier dattier du point de vu botanique. ,..,.46 4, Cycle de vie des palmiers rlattiers ..,...46 5, Descriptionmorphologique dupalmier dattier, ,,.,.48 5.1, Les Racines..,........, ,,..,......,,48 5.2. Le Tronc, .....,.....,.+e À^ 5,3. Fibrillium, ,... , ',49 5,4, LaCouronne,..., ,...'..50 5,5, La Palme, ,.,,,,50 5,6. Le Pétiole ,..,,.,.,,,51 5,7. LeRachis. ,....,,,..52 5,8. LesEpines .,",..52 5,9, LesFolioles..,,. .,,,,,.,,.53 5.10 Les Spathes.,... ,..,.,,,,.53 5.11 LesGrappes..... ,,.,,,,,.,.,..,",,.,54 5.12 Les Pédicelles ., ..,...54 6, Estimations mondiales et Algériennes du tonnage de bois de palmier dattiers .,,.,.,,55 1, PropriétésduboisdepalrrLierdattier, ,.,,,..,.,,57 7 ,L Propriétés Morphologiques, .,,........57 7,2, Propriétéschimiques, .,.,,,,..,59 7,3. Propriétés mécaniques.,,.., .,.,.,,,,.60 7 .4, Propriétés physiques. , ".... ,,,,63 L5, Propriétés thermiques et diélectriques. . , ,. ..,.,., ,..64 1,6. Le comportemenl. thermique du bois de palmier dattier. ,,....,,,65 8, L'incorporation du bois dr: palmier dattier dans une matrice polymère, ..,, ",,.66 8.1, L'incorporation d.ans des matrices polymères thermoplastiques, .,,,66 8.2. L'incorporation d'ans des matrices polymères thermodurcissables. ,,.,,......61 8.3, L'incorporation dlans d'autres polymères ,,,....,,...11 9, Notrecontribution,,,.,, ,.,,,,,,,,,12 10. Conclusion.. ,,,.,,.,.13 Référence. ,.,.,,,..75 Chapitre III : Matériaux et Méthodes Expérimentales 1, Matériaux, .,.,.,,80 Table des matières 1,1, Bois de palmier dattier. ', . ' ' ' ' 80 1,2, Liants polymères. ,",'.,,,,,....81 L2,1, Résinepolyesterinsaturée, '..,'81 1,,2,2, Colle poly acétate cle vinyle. , '.,.81 2. Protocoles expérimentaux et appareils de caractérisation du bois de palmier dattier,.,,..,,.,.,,,.,82 2,1.. Préparation des échantillons de bois. ., ....,, '.'.83 2,2. Caractérisation du bois do palmier dattier, ' , , , '.,, . ,,84 2.2,L Caractérisation morphologique , .....,84 2,2.2, Caractérisation chinnique,,. . , '.. '..,,'.84 2.2.2,L Analyse orp5anique... ., , , ',.. ',84 2.2.2,11, Taux de cendres. ,,,...'.84 2.2.2.1.2. Extraction à solvant neutre (éthanol- toluène). ".,.,84 2,2.2.1,3. Extractionàl'eauchaude, ..,,,,.",,.85 2.2,2.1.4, Taux de lignine (méthode de Klason) .,...85 2.2.2,L5, Extraction d'holocellulose,. .,.,.,,,,.86 2,2.2,lr5.1, Extractionàlasoude ,,,,".,,,86 2,2,2,I.5,2, Extraction au chlorite de sodium ,,..,.86 2,2.2,L6, Extr:action de la cellulose ,., ..,,.,..,,87 2.2,2,L7 , Extraction des hémicelluloses , , ,,. , ,87 2,2.2,1,8. Extraction de la cellulose brute. ,...,,,,,,.,88 2,2,2.118.1. Attaqueacide. ..,.,.,,,,88 2,2.2.1182. Attaque alcaline. ,,"..88 2.2.2.2. Analyse mi,nérale ". , , ...88 2.2,2.2,L Préparation de l'extrait de cendre, ",.,. " ,,.,90 2,2.3, Caractérisationphysique "..,. .,,,.,,,,..,....92 2,2.3.L Ladensité apparente .......,"...92 2,2,3,2, La densité absolue . , ..94 2,2,3,3, Letaux d'ztbsorption, ...,,,,.,.,95 2,2,3,4, Letaux deporosité .,,,,.,,.,,,95 2.2.4, Caractérisationm 2,2,5.1" L'analyse l.hermogravimétrique (ATG). ,,..,,,.,97 2.2.5,2. L'analysethermiquedifférentielle(ATD), ..,.,,,..97 Table des matières 3. Protocoles expérimentaux et appareils de caractérisation du bois de palmier dattier, ..,...98 3.1. Mise en forme du matériau composite. , . , .9g 3 .2, Caractérisation du matérieru composite , , .,.9g 3.2,L Caractérisation physique,.,,,. .,.,.,.98 3.2,I.1. Massevolumique .,.,,,,98 3.2.L2. Le taux du gonflement en épaisseur . . , . .. ,....98 3,2,2, Caractérisationmécanique.., ..,.,99 3,2,3. Caractérisationthermique,,.. ,...,,..,,100 Références r02 chapitre IV : caractéristiques du bois de palmier dattier 1, Microstructure ,.,.,,.,,.,.103 2. Composition chimique ,.,,...."..105 2.1, Composition organique, ,...,,,,,.106 2.2. Compositionminérale. ,..,....,.,.,109 3, Propriétés physiques. .,..,..,.....,,109 4, Propriétésmécaniques.,,.,. ,,,,,.,,....,.,110 5. Comporlementthermique,.,, ..,.,.,.,,,113 Conclusion Références 119 chapitre v : Mise en forme et caractérisation du matériau composite à base des particules de bois de palmier dattier Le renfort lignocellulosique. .....,.,.I23 Préparation des particules de bois de palmier dattier. ....I23 Les matrices polymères, .,... .,,,.,..,I25 3,1, La résine de polyester insaturé (UP) . , , . , ,,]25 3,2, La colle poly acétate de vinyle (PVA). ...,,,125 Lamise en forme dumatériau oomposite. .,,,..,,..126 4.r . Préparation des plaques de particules de bois de palmier sans liant, , , , ,. .,,.., ,126 4,2, Elaboration des composites à base des particules de bois et de liant, " . . ...,,,.r27 Description et codification des plaques composites préparées. ,.,,.,.....12g 5,1. Eprouvettes à base des particules de bois sans liant.. ,,,,,,.,.,,,,,,I2g 1. 2. 3. 4 5 6 7. Table des matières 5,2. Eprouvettesparticulesdebois/acétatedevinyle. ,,,...,,,,,.130 5,3. Eprouvettes particules de bois/polyester insaturée. .,,,,. 131 Catact&isation des plaques composites de particules de bois de palmier dattier. ...........,....132 6,1. Caractérisationphysique,.,, ,,..,.....132 6.2. Caractérisation mécanique.., ....,I33 6,3, Caractérisation thermique,.,, ....133 Résultats et discussion,.,.,, ,.., "... 133 7.1. Etude de l'effet des différents facteurs sur les propriétés physiques du plaques composite, ,...,..,."...135 7,LI" L'effet de la température ,.,.,. 135 7,1.2. L'effet du temps de pressage ..,,,13g 7"1,3. L'effetdutauxdeliant, ...,.,","140 7,r.4, L'effet de la taille des particules de bois de palmier dattier, ,,."j,43 7,2" Etude de l'effet des diff(irents facteurs sur les propriétés mécaniques des matériaux composites élaborés ...,..,,,,,I45 7,2,L L'effet de la tempér'ature . ..I45 7,2,2. L'effet du temps de thermopressage, ,..,I47 1,2,3. L'effetdutauxdeliant, ..,.,,,.,14g 7.2,4, L'effetdetailledesparticulesdeboisdeparmierdattier. ..,,,..,150 7.2.5, La co'rélation mod'le d'élasticité en flexion / densité, .............155 7 ,3, Etude de l'effet des diff(irents facteurs sur les propriétés thermiques des plaques composites élaborées,..,,, .,..\57 T.3.L Effetdelatempérature.., ,,..,.,.15g 7 ,3 .2. Effet de taux de liarrt. . ,.,,.,. 160 7,3,3. Effet de taille de particules. ,,.,,161 7 .3.4. La conéIation conductivité thermique/densité. , .... , .., , , ,,162 procédé d'élaboration des plaques composites à base des particules de bois de palmier rTciti èr Conclusion Référence, Conclusion eénérale ,.,n4 |
Disponibilité
| Cote | Support | Localisation | Statut | |
|---|---|---|---|---|
| aucun exemplaire | ||||
Erreur sur le template
