Contribution à la localisation de la teneur en eau et à la modélisation du comportement hygromécanique couplé de composites à constituants hydrophiles : étude de cas de composites renforcés par des fibres naturelles

La gestion du comportement hygroélastique des composites à matrice polymère reste un défi, surtout lorsqu'ils sont exposés à des environnements humides. L'absorption d’humidité par les constituants hydrophiles provoque un gonflement des fibres, générant des contraintes internes multi-échelles qui menacent l’intégrité mécanique et la longévité du produit final. Pour répondre à cette problématique, la thèse poursuit deux objectifs principaux. Le premier repose sur la validation d’un cadre numérique innovant développé à l'Institut de Recherche en Génie Civil et Mécanique (GeM). Ce cadre combine deux approches couplées pour analyser les phénomènes de couplage hygromécanique dans les composites à matrice polymère renforcée par des fibres hydrophobes. L’outil numérique multi-échelles intègre des modèles existants qui traitent de la variation des propriétés mécaniques locales et de l’évolution des paramètres de diffusion en fonction de la teneur en eau. Le second objectif est d’étendre l’applicabilité du modèle aux composites hydrophiles, tels que le lin/époxy. Une nouvelle approche de modélisation est introduite, localisant les teneurs en eau dans les constituants hydrophiles en fonction de la teneur en eau macroscopique. Cette extension permettra une meilleure compréhension du comportement des composites dans des conditions environnementales sévères, optimisant ainsi leurs performances et leur durabilité.