Vieillissement de matériaux hybrides composites biosourcés/métal sous sollicitations thermiques et hydriques. Application au développement de mobiliers urbains ultra légers et durables

Dans les perspectives de la ville future, le recours progressif aux véhicules autonomes semble devenir incontournable. La préparation d’un cadre adéquat pour le déploiement de cette future mobilité représente ainsi un enjeu important. Ceci nécessite de revisiter les infrastructures urbaines des villes depuis le choix du matériau jusqu’à la conception, et à proposer des solutions basées sur du mobilier urbain mobile. Face à ce défi, les solutions hybrides composites /métal présentent des caractéristiques intéressantes. Dans une logique de minimisation de l’impact environnemental, l’intégration de composites biosourcés dans de telles structures hybrides semble pertinente. L’objectif de cette thèse est ainsi de concevoir et mettre en oeuvre des matériaux hybrides innovants composites biosourcés/métal et d’évaluer leurs performances mécaniques et leur durabilité, en vue d’application pour du mobilier urbain.Deux familles de matériaux hybrides sont étudiées dans ce travail, acier/lin-époxy et acier/lin-polypropylène. Pour l’hybride acier/lin-époxy, l’influence de certains aspects tels que la méthode d’assemblage composite/métal, la stratification des couches composites, et la structuration de l’hybride sur les performances mécaniques en flexion trois points et à l’impact a été évaluée. La structuration de l’hybride apparait comme le paramètre le plus influent sur les propriétés mesurées. Les résultats montrent également que les solutions hybrides étudiées présentent des propriétés supérieures à la plupart des solutions mono-matériaux généralement utilisées pour le mobilier urbain.Des matériaux hybrides acier/lin-polypropylène et composites lin/polypropylène ont été soumis à des vieillissements hydrothermique et thermique accélérés. Le vieillissement hydrothermique entraine la chute des propriétés en flexion et à l’impact du composite, ainsi qu’une dégradation de ce dernier. Au niveau de l’hybride, une réelle chute n’a été observée qu’au niveau des propriétés en flexion. Le composite de l’hybride se dégrade également, mais le phénomène est atténué par la présence des couches métalliques. Le vieillissement thermique entraine quant à lui le jaunissement et la fragilisation du composite par thermo-oxydation. Il s’ensuit une chute non négligeable des propriétés en flexion et à l’impact du composite sur le long terme. Au niveau de l’hybride, l’interface est sévèrement affectée par le vieillissement; on assiste au délaminage du métal après moins de deux jours de vieil