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Communication Dans Un Congrès Année : 2019

Natural fibres, bioinspiration and deployables structures

Fibres végétales, bioinspiration et structures déployables

Résumé

For the past fifteen years, the possibilities of application of vegetable fibres have been studied for the reinforcement of composite materials. These biocomposites suffer from a sensitivity to moisture that results in a reduction in their mechanical properties. Presented as part of the Daniel Valentin Prize, these works propose a different vision than the one currently presented by the literature, with a particular desire to take advantage of this sensitivity to humidity rather than to suffer it. A bioinspiration process is then carried out based on the knowledge of biological structures in order to take advantage of the hygro-elastic properties of plant fibres. It is on this principle that a new generation of composites, the hygromorph (bio)composites are developed inspired by pine cones.The objective of this article is in a first section to present and detail the bioinspiration process. The second section will present the functioning of the selected biological model, the pine cone. The third section will discuss hygromorph biocomposites, through a definition of their functionality and a synthesis of their performance. The fourth part will illustrate these concepts with prototypes of deployable structures and discuss the applications envisaged. The fifth and last part will discuss the current locks and opportunities to be taken.
Depuis une quinzaine d’années, les possibilités d’application des fibres végétales sont étudiées pour le renforcement de matériaux composites. Ces biocomposites souffrent d’une sensibilité à l’humidité qui se traduit par une réduction de leurs propriétés mécaniques. Présentés dans le cadre du Prix Daniel Valentin, ces travaux proposent une autre vision que celle présentée actuellement par la littérature avec particulièrement la volonté deprofiter de cette sensibilité à l’humiditéplutôt que de la subir. Une démarche de bioinspiration est alors menée en s’inspirant de la connaissance de structures biologiquesafin de tirer avantage des propriétés hygro-élastiques des fibres végétales. C’est sur ce principe qu’une nouvelle génération de composites, les (bio)composites hygromorphes sont développésinspirés des pommes de pin.L’objectif de cet article est dans une première section de présenter et de détailler la démarche de bioinspiration. La deuxième section présentera le fonctionnement du modèle biologique sélectionné, la pomme de pin. La troisième section évoquera les biocomposites hygromorphes, à travers une définition de leur fonctionnalité et une synthèse de leurs performances. La quatrième partie illustrera ces concepts par des prototypes de structures déployables et discutera les applications envisagées. La cinquième et dernière partie évoquera les verrous actuels et opportunités à prendre.
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hal-02423983 , version 1 (26-12-2019)

Identifiants

  • HAL Id : hal-02423983 , version 1

Citer

Antoine Le Duigou. Fibres végétales, bioinspiration et structures déployables. 21ème Journées Nationales sur les Composites, École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM) - Bordeaux, Jul 2019, Bordeaux, Talence, France. ⟨hal-02423983⟩
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