Formulation, caractérisation, modélisation et prévision du comportement thermomécanique des pièces plastiques et composites de fibres de bois: application aux engrenages

– Fayçal Mijiyawa a soutenu sa thèse de doctorat en ingénierie –

Le blogue d’information En Tête de l’Université du Québec à Trois-Rivières (UQTR) présente le résumé de thèse de doctorat en ingénierie de M. Fayçal Mijiyawa, intitulée «Formulation, caractérisation, modélisation et prévision du comportement thermomécanique des pièces plastiques et composites de fibres de bois: application aux engrenages».

Fayçal Mijiyawa, doctorant en ingénierie.

Des nombreuses études réalisées sur la formulation et la caractérisation des biocomposites, aucune ne s’est intéressée à leurs applications aux engrenages. Ainsi, l’originalité de cette thèse est d’appliquer ces biocomposites aux engrenages, et de prédire leur comportement thermomécanique.

La formulation des biocomposites a été effectuée au Centre de recherche en matériaux lignocellulosique de l’Université du Québec à Trois-Rivières. Ils sont composés de thermoplastique et de bois, traités chimiquement avec un agent de couplage. Pour les résultats, les propriétés mécaniques (traction, flexion) des biocomposites augmentent significativement en fonction des fibres; et le modèle de «Lavengoof-Goettler» prédit mieux leur élasticité.

Les tests de dégradation thermique (TGA) révèlent que les biocomposites présentent une stabilité thermique intermédiaire entre les fibres de bois et le thermoplastique; alors que les tests de mouillabilité montrent qu’ils sont quasi-hydrophobes. Les tests d’analyse mécanique dynamique (DMA) montrent que le module de stockage E’ augmente alors que le facteur de perte diminue en fonction du taux de fibres.

Par ailleurs, les essais expérimentaux sur les engrenages en biocomposites avec 40% de bois nous ont permis de déterminer le couple admis et la température d’équilibre à l’aide d’une caméra infrarouge

Enfin, les résultats numériques après simulation via MATLAB, nous montrent que les températures d’équilibre maximales sont sur les flancs chargés de l’engrenage; cette température augmente en fonction du couple transmis. Après comparaison avec les mesures expérimentales, la simulation numérique semble mieux prédire la température d’équilibre à une vitesse recommandée. Avec le dépôt d’un brevet, les engrenages en biocomposites sont une alternative pour diminuer l’utilisation des thermoplastiques qui sont source de pollution.

Soutenance de thèse en ingénierie ayant eu lieu le 18 octobre 2017

De gauche à droite: Demagna Koffi, Ph. D. (UQTR), Fouad Erchiqui, Ph. D. (UQAT), Fayçal Mijiyawa, doctorant en ingénierie, et Lotfi Toubal, Ph. D. (UQTR).

Membres du jury

M. Demagna Koffi, Ph. D., directeur de recherche
Professeur, Université du Québec à Trois-Rivières

M. Fouad Erchiqui, Ph. D., codirecteur de recherche
Professeur, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue

M. Lotfi Toubal, Ph. D., président du jury
Professeur, Université du Québec à Trois-Rivières

M. Komlan A. Kassegne, Ph. D., évaluateur externe
Enseignant-chercheur, Université de Lomé (Togo)

M. Guyh Dituba Ngoma, Ph. D., évaluateur externe
Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue