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  • UNIVERSIT DU QUBEC EN ABITIBI-TMISCAMINGUE

    COLE DE GNIE

    CARACTRISATION DES PROPRITS DILECTRIQUES DU BOIS ET DES

    COMPOSITES BOIS-POLYMRE

    MMOIRE

    PRSENT

    COMME EXIGENCE PARTIELLE

    DE LA MATRISE EN INGNIERIE

    PAR

    !MEN ELLOUMI

    OCTOBRE 2016

  • Mise en garde

    La bibliothque du Cgep de lAbitibi-Tmiscamingue et de lUniversit du Qubec en Abitibi-Tmiscamingue a obtenu lautorisation de lauteur de ce document afin de diffuser, dans un but non lucratif, une copie de son uvre dans Depositum, site darchives numriques, gratuit et accessible tous.

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  • R EMERCIEMENTS

    C'est avec grand plaisir que je tiens exprimer mes sincres remerciements et ma

    haute reconnaissance tous ceux qui, ont contribu de prs ou de loin au bon

    droulement de ce projet.

    Je tiens tout d'abord exprimer mes vifs remerciements mon directeur de

    matrise M. Ahmed KOUBAA, de m'avoir accueilli dans son laboratoire et pour

    la confiance et la libert de travail qu 'il m ' a accord tout au long de ce projet. Ses

    conseils judicieux, ses suggestions pertinentes, et son support constant m'ont

    normment aid la ralisation de ce travail.

    Je tiens galement remercier la Chaire de recherche du Canada en valorisation,

    caractrisation et transformation du bois et le Conseil de Recherche en sciences

    naturelles et en Gnie du Canada (CRSNG) pour l'aide financire accorde pour la

    ralisation du prsent travail.

    Ma grande reconnaissance s 'adresse mes chers parents pour leur rconfort dans

    les moments de doute et pour leurs prires incessantes Dieu Tout Puissant. Un

    grand remerciement va mon cher fianc Wassim pour sa patience, ses

    encouragements et son support moral dans les moments difficiles. Je voudrais

    tmoigner galement toute mon affection mon frre Walid pour l'appui moral

    dterminant qu'il m'a apport. Je tiens remercier aussi mes amis pour tous les

    moments agrables, leur respect et leur soutien qui contribuent grandement ma

    russite.

  • TABLE DES MA TI RES

    REMERCIEMENTS ........................................................................................ I

    TABLE DES MATIRES ............................................................................. II

    LISTE DES FIGURES ................................................................................... V

    LISTE DES TABLEAUX ............................................................................. IX

    RSUM ......................................................................................................... X

    ABSTRACT ................................................................................................... XI

    INTRODUCTION ........................................................................................... 1

    CHAPITRE 1 .................................................................................................. 3

    REVUE BIBLIOGRAPHIQUE ...................................................................... 3

    1.1 Le bois ...

    1.1.1

    1.1.2

    Anisotropie du bois

    Classification du bois

    . ..... 3

    ...... 5

    ...... 6

    1.1.2.1 Les rsineux ............................................................................................ 6

    1.1.2.2 Lesfeuillus .............................................................................................. 7

    1.1.3 Composition chimique du bois... .... .. ... ... .. ... ... .. ... ... .. ... ... .. ... ... .. ... ... .. ... ..... 10

    1.1. 3.1 La cellulose .......................................................................................... 11

    1.1. 3. 2 Les hmice lluloses ................................................................................ 12

    1.1.3.3 La lignine .............................................................................................. 13

    1.1.4 Hygroscopie du bois .. 14

    1.2 Les composites bois-polymre .

    1.2.1

    1.2.2

    1.2.3

    1.2.4

    1.2.5

    Gnralits

    Les fibres de bois

    Les matrices thermoplastiques

    Les agents de couplage ...

    Les Procds de fabrication des CBP

    .16

    .. 16

    .. 17

    .. 18

    ..19

    .. 19

    1.2. 5.1 L'extrusion ........................................................................................... 20

    1.2.5.2 L'injection ............................................................................................ 21

  • 111

    1.2.5.3 La thermocompression ......................................................................... 22

    1.3 Caractrisation dilectrique des matriaux ..... 23

    . ... 23

    ... 24

    .... 27

    .... 28

    1.3.1

    1.3.2

    1.3.3

    1.3.4

    Matriau dilectrique ........ ..... ... . .

    Polarisation dilectrique .... ..... ... . .

    Conduction ...

    Grandeurs caractristiques des matriaux dilectriques

    1.3. 4.1 La permittivit relative ......................................................................... 28

    1.3. 4.2 La constante dilectrique et les pertes dilectriques ............................ 29

    1.3.4.3 La conductivit lectrique .................................................................... 31

    1.3.4.4 La puissance dissipe ........................................................................... 32

    1.3.4.5 La profondeur de pntration ............................................................... 32

    1.3.5 Applications des matriaux dilectriques

    1.4 Facteurs influenant les proprits dilectriques du bois

    .... 34

    .... 36

    . ... 36

    .... 38

    .... 39

    .... 40

    1.4.1

    1.4.2

    1.4.3

    Effet de la frquence ....

    Effet de la teneur en humidit

    Effet de l'anisotropie du bois

    1.5 Facteurs influenant les proprits dilectriques des CBP

    1.6 Originalit du travail .. 41

    CHAPITRE 2 ................................................................................................ 42

    MATRIELS ET MTHODES ................................................................... 42

    2.1

    2.2

    2.3

    Objectifs ........................................... .

    Les hypothses de la recherche.

    Mthodologie ................................................... .

    . ... 42

    .... 42

    . ... 43

    2.3.1 Prparation des chantillons de bois ....................................... . . .... 44

    ..... 46 2.3.2 laboration des chantillons de composite bois-polymre

    2.3.2.1 Matires plastiques utilises ................................................................. 46

    2.3.2.2 Prparation des fibres de bois... ........................................................... 47

    2.3.2.3 Mise en uvre des composites .............................................................. 48

    2.3.3 Mesure de l'humidit et de la masse volumique du bois ..... 50

    2.3.3.1 Mesure de la teneur en humidit .......................................................... 50

    2.3.3.2 Mesure de la masse volumique ............................................................. 51

    2.3.3.3 Mesure des proprits chimiques du bois ............................... .............. 52

    2.3.4 Mesure des proprits dilectriques ....................................... ... . . .... 53

    2.3.4.1 Principe de la mthode de spectroscopie dilectrique ......................... 53

    2.3.4.2 Prcision des mesures .......................................................................... 54

  • lV

    2. 3. 4. 3 Dispositif exprimental ......................................................................... 56

    2.3.5 Analyse statistique des rsultats ..... ... ..... ... ..... ... ..... ... ..... ... ..... ... ..... ... . ..... 56

    CHAPITRE 3 ................................................................................................ 58

    RSULTATS ET DISCUSSION .................................................................. 58

    3.1 Caractrisation des proprits dilectriques du bois

    3.1.1 Effet de la teneur en humidit ........... .. .. .. oo

    3.1.2

    3.1.3

    3.1.4

    Effet de la frquence .................. .. .. .. 00

    Effet de l'anisotropie du bois .... .. .. .. 00

    Effet de la temprature ............. .. .

    .... 58

    . ... 58

    .... 68

    . ... 70

    .... 73

    3.1.5 Effet de la masse volumique ..................................................................... 79

    3.1.6 Comparaison entre les proprits dilectriques de l'aubier et du duramen84

    3.2 Caractrisation des proprits dilectriques des composites bois-polymre ...... 87

    3.3.1 Effet de la frquence et de la teneur en fibres .... 87

    3.3.2 Effet de la cellulose .. .. .. .. .. .... .. .. .... .. .. .... .. .. .... .. . . .... 92

    CONCLUS

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