III.1
Classification et structure des fibres végétales
Les fibres végétales sont classées selon
leur origine botanique en : fibres de tige ou libériennes (lin, chanvre,
jute, kénaf, ramie), fibres foliaires (sisal, abaca, ananas), fibres de
fruit ou de graine (coton, coco, kapok), fibres de bois et de bambou, et fibres
de graminées (paille de blé, bagasse, alfa, Sissongo). Cette
classification reflète des différences importantes dans la
composition chimique et les propriétés mécaniques des
fibres [5, 12].
Structurellement, une fibre végétale est un
assemblage de microfibrilles cellulosiques noyées dans une matrice de
lignine et d'hémicellulose. La cellulose, polymère
linéaire de glucose, constitue le principal renfort structural de la
fibre grâce à ses liaisons hydrogène
intermoléculaires qui confèrent rigidité et
résistance mécanique. La lignine assure la cohésion de la
paroi cellulaire et confère à la fibre sa résistance
à l'humidité et aux agents biologiques. Les hémicelluloses
jouent un rôle d'interface entre la cellulose et la lignine [16].
III.2
Propriétés mécaniques des fibres
végétales
Les propriétés mécaniques des fibres
végétales varient considérablement selon l'espèce,
les conditions de croissance et le procédé de traitement. Le
Tableau 1.1 présente les propriétés
caractéristiques de quelques fibres végétales couramment
utilisées comme renfort ; * Résultats de la
présente étude ; Bledzki et Gassan [5] ; Dittenber et
GangaRao [17] ; Célino et al. [16].
Tableau 1.1:
propriétés caractéristiques de quelques fibres
végétales
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Fibre
|
Densité (g/cm)
|
Contrainte rupture (MPa)
|
Module Young (GPa)
|
Elongation rupture (%)
|
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Lin
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1,40 - 1,50
|
345 - 1500
|
27 - 80
|
2,7 - 3,2
|
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Jute
|
1,30 - 1,45
|
393 - 800
|
10 - 30
|
1,5 - 1,8
|
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Sisal
|
1,33 - 1,50
|
400 - 700
|
9,4 - 22
|
2,0 - 2,5
|
|
Coco
|
1,15 - 1,46
|
131 - 220
|
4 - 6
|
15 - 25
|
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Bambou
|
0,60 - 1,10
|
140 - 230
|
11 - 17
|
2,5 - 3,7
|
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Bagasse
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1,20 - 1,25
|
170 - 290
|
5,0 - 7,0
|
2,5 - 3,5
|
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Sissongo
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1,089
|
76,3
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3,757
|
2,8
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On observe que le Sissongo présente un module d'Young
(3,757 GPa) inférieur à celui des fibres libériennes comme
le lin ou le jute, mais comparable à celui des fibres d'herbes et de
graminées. Sa déformation à la rupture (2,8 %) est dans la
fourchette habituelle des fibres végétales. Ces
caractéristiques le positionnent comme un renfort modeste mais
intéressant dans les matrices à faible rigidité comme
l'argile.
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