Thèse

Lundi 23 Février 2026 à 14h00.

Etudes expérimentales des interactions entre fibres de verre micrométriques

Bouvier Sacha

Bibliothèque universitaire Lyon 1

Invité(e) par
Anne-Laure Biance

présentera en 1 heure :

''
Membres du jury / jury members :

Ondarçuhu Thierry
Bureau Lionel
Bico José
Vella Dominic
Vanel Loic
Biance Anne-Laure
Cottin-Bizonne Cécile
Piednoir Agnès
Couttrnier Elodie
Cordero Nicolas

Résumé / Abstract :

Les fibres de verre sont omniprésentes dans de nombreux matériaux de notre environnement, notamment les textiles techniques non tissés, les isolants et les renforts des matériaux composites. Dans la plupart de ces applications, les fibres de verre interagissent soit entre elles, soit avec d’autres matériaux. Dans la laine de verre, par exemple, les fibres subissent des contraintes au cours des différentes étapes du procédé de fabrication. Tous les contacts entre fibres à cette échelle micrométrique peuvent influencer le produit final. Il est donc impératif de comprendre ces interactions entre les fibres afin de prédire avec précision les performances mécaniques du matériau à une échelle plus grande. Ces interactions sont très probablement affectées par la présence d’eau et de divers additifs sur les fibres.

Pour étudier l’impact d’un contact individuel entre fibres micrométriques, nous avons développé deux dispositifs : l’un pour sonder la friction inter-fibres, et l’autre pour sonder leur adhésion. Pour évaluer la friction, nous utilisons un montage de flexion trois points conçu sur mesure, où une fibre transversale unique est déposée sur deux fibres supports, une masse étant inséré en son centre également. Sous l’effet de la masse, la fibre se fléchit. La distance entre les deux fibres supports est ensuite augmentée progressivement à l’aide d’un moteur, faisant augmenter le fléchissement jusqu’à la chute de la fibre transverse entre les deux fibres supports. Nous utilisons ensuite un modèle pour déterminer le coefficient de friction à partir de l’observation de cette chute.

Pour mesurer la force d’adhésion à l’échelle microscopique, nous utilisons un microscope à force atomique (AFM) afin de quantifier l’interaction entre deux fibres de verre croisées. Une première fibre est collée sur une lame de verre (fibre support) et une seconde sur le levier de l’AFM (fibre sonde). Le levier est ensuite amené jusqu’au contact et la force entre les deux fibres est déduite de la déflexion du levier lors du retrait. Nous avons exploré l’effet de l’humidité de l’environnement sur les propriétés de friction et d’adhésion en installant ces deux dispositifs dans des enceintes à humidité contrôlée. L’effet de certains additifs déposés à la surface des fibres a également été étudié dans ces deux configurations. Nous avons réalisé un dépôt par « dip-coating » sur nos fibres à l’aide d’un silicone commercial. La qualité du revêtement a été évaluée par imagerie AFM, et des mesures d’angle de contact ont été effectuées pour évaluer l’efficacité hydrophobe de la couche de silicone. En outre, l’inspection de la topographie des fibres permet également de quantifier l’effet de l’humidité ou des additifs sur le vieillissement de la surface du verre et ses conséquences sur les propriétés de friction et d’adhésion.

''