Utilisation de la spectrométrie infrarouge pour une quantification rapide du taux d’humidité dans des fibres végétales

International audienceIn the field of composite materials, natural fibres appear to be a viable replacement for glass fibres. However, in humid conditions, strong hydrophilic behavior of such materials can lead to high level of moisture absorption. This feature can result in a structural modification of the fibres and a modification of their own mechanical properties as well as those of the composites they are fitted in. Then, understanding moisture sorption mechanisms in these materials is an important issue for their efficient use. In this work, water absorption on three natural fibres (flax, hemp and sisal) studied qualitatively and quantitatively using non-invasive approach, i.e. Fourier transformed infrared spectroscopy. Fibres with different moisture content were prepared using climatic chambers, allowing strictly controlled hygrothermal ageing. The equilibrium water content were assessed by gravimetric measurement and determined for each relative humidity conditions (Relative humidity ranging from 30 % until 97 %). The principal chemical functions of fibres involved in the water absorption phenomenon were thereby identified and the water content of tested fibres was determined using a Partial Least Square Regression approach. The typical sorption isotherm curves described by Park model were clearly fitted, confirming the validity of our predictive model. Finally, this model has been applied for monitoring the water diffusion.Les fibres végétales sont une alternative possible aux fibres de verre utilisées classiquement comme renforts dans certains matériaux composites. En plus d’avantages environnementaux, leur faible densité leur confère des propriétés mécaniques spécifiques élevées. Cependant, leur comportement hydrophile marqué entraîne une forte absorption d’eau lors d’une utilisation en environnement humide, ce qui peut modifier leurs propriétés mécaniques. La compréhension de ces mécanismes d’absorption d’humidité est donc indispensable à leur maîtrise. Dans ce travail, l’absorption d’eau a été étudiée par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier sur des fibres de lin, chanvre et sisal. Ces fibres ont été soumises à des conditions hygrométriques contrôlées. Les spectres infrarouges des échantillons ont été enregistrés en mode réflexion totale atténuée. Les informations spectrales ont permis de mettre en évidence les fonctions chimiques impliquées dans les mécanismes d’absorption de l’humidité et de quantifier le taux d’humidité retenu par les fibres. Pour cela, des modèles de régression partielle des moindres carrés ont été développés en exploitant des données expérimentales issues de mesures gravimétriques. Ces modèles se sont révélés de bons outils pour la caractérisation des cinétiques de diffusion de l’eau dans ces différentes fibres

Effet de l’érosion par des particules de sable sur la performance des pales d’éoliennes dans les zones arides et semi-arides

Cet article présente les résultats d’une recherche expérimentale visant à étudier la dégradation de la surface des pales d’éoliennes situées dans des zones arides causée par les impacts de particules de sable et l’influence qui en résulte sur leur performance énergétique. Les essais sont effectués dans une sableuse à érosion puis dans la soufflerie pour la pale en fibre de verre / polyester non revêtue sous différents angles et durées d’impact. Les forces aérodynamiques sur les profiles NACA 4412 sont déterminées expérimentalement. Tous les profiles (AR = 0,571) sont testés dans une soufflerie à une vitesse de l’air de 10 m/s au nombre de Reynolds 6.5×105. Les résultats montrent les différences de comportement détectées pour les échantillons avec T = 160s, T = 240s et T = 340s (quand Ra augmente) en les comparant avec l’échantillon lisse (T = 0s, Ra = 0,94). Les coefficients de force (CL et CD) montrent des changements significatifs qui conduisent à une diminution du rapport portance-traînée et donc une perte de performance notable

Nouvelle méthode de maintenance CBM pour améliorer la durée de vie des pales d’éoliennes implantées dans les zones arides

l’amélioration de la durée de vie des pales éoliennes opérant dans une région aride au-delà de sa durée de vie habituelle de 20 ou 25 ans oblige leur propriétaire à augmenter le nombre des inspections dans le cadre de la maintenance préventive sachant que les coûts de maintenance et d’arrêt d’une d’éolienne ont un impact direct sur la production totale et peuvent représenter jusqu’à 25% de l’énergie produite. Sachant que dans une région poussiéreuse, les pales sont soumises à une usure érosive qui contribue à la modification de la forme aérodynamique du bord d’attaque et réduit ainsi les performances de l’éolienne. Ce papier décrive et propose une nouvelle méthode de maintenance CBM pour améliorer la durée de vie d’une pale éolienne. Les résultats expérimentaux montrent que l’utilisation de cette méthode est très efficace pour détecter toute dégradation provoquée par l’usure érosive à la surface d’une pale pendant son service

LongITools:Dynamic longitudinal exposome trajectories in cardiovascular and metabolic noncommunicable diseases

The current epidemics of cardiovascular and metabolic noncommunicable diseases have emerged alongside dramatic modifications in lifestyle and living environments. These correspond to changes in our "modern" postwar societies globally characterized by rural-to-urban migration, modernization of agricultural practices, and transportation, climate change, and aging. Evidence suggests that these changes are related to each other, although the social and biological mechanisms as well as their interactions have yet to be uncovered. LongITools, as one of the 9 projects included in the European Human Exposome Network, will tackle this environmental health equation linking multidimensional environmental exposures to the occurrence of cardiovascular and metabolic noncommunicable diseases

« Bronzes grecs et romains, recherches récentes » — Hommage à Claude Rolley

Philologue, archéologue, historien, spécialiste des bronzes, Claude Rolley, disparu en 2007, occupa une place originale parmi les spécialistes du monde méditerranéen antique. Marqué par la découverte du cratère de Vix (en 1953) qu’il ne cessa d’étudier tout au long de sa carrière, il sut croiser recherches et approches sur les périodes à la fois classique et proto-historique, de la Laconie à la Bourgogne jusqu’à la Grande Grèce. Les bronzes, de toutes dimensions ou origines, dont il tint la chronique pendant près de 25 ans dans la Revue archéologique, étaient pour lui une source de réflexion multiple : stylistique, technique – il prenait en compte aussi bien les questions d’assemblage ou de fonte que la composition chimique des objets –, ou culturelle – ses travaux ont apporté des éclairages décisifs sur la formation des ateliers et la circulation des objets d’un centre de production à l’autre. À l’initiative de plusieurs de ses disciples, un colloque lui a rendu hommage (INHA, 16-17 juin 2009) : les textes qui suivent en sont le fruit

LongITools: Dynamic longitudinal exposome trajectories in cardiovascular and metabolic noncommunicable diseases

The current epidemics of cardiovascular and metabolic noncommunicable diseases have emerged alongside dramatic modifications in lifestyle and living environments. These correspond to changes in our “modern” postwar societies globally characterized by rural-to-urban migration, modernization of agricultural practices, and transportation, climate change, and aging. Evidence suggests that these changes are related to each other, although the social and biological mechanisms as well as their interactions have yet to be uncovered. LongITools, as one of the 9 projects included in the European Human Exposome Network, will tackle this environmental health equation linking multidimensional environmental exposures to the occurrence of cardiovascular and metabolic noncommunicable diseases.</p

A moisture diffusion coupled model for composite materials

International audienceIn this study, a coupled diffusive behaviour model for a polymer matrix composite is proposed. Within this model, the diffusion of moisture depends upon the stress state experienced by the material. The model constitutive equations are based on a thermo-dynamical approach. The model is, firstly, established for a homogeneous isotropic matrix. It is, thereafter, extended to impermeable unidirectional composites. The stress diffusion relation has been treated through a two steps procedure. In a first step, only the coupling between the maximum moisture absorption capacity and the stresses is assumed to occur. This implicitly involves that the diffusivity remains independent upon the mechanical states. In a second step, both the diffusivities and maximum moisture absorption capacity were expressed as functions of the mechanical states

Extension of Mori-Tanaka approach to hygroelastic loading of fiber-reinforced composites: Comparison with Eshelby-Kröner self-consistent model

International audienceThe scale transition model historically proposed by Mori and Tanaka to predict the average and local elastic behavior of heterogeneous structures is extended to hygro-elastic load for the first time. Explicit constitutive laws satisfying the fundamental assumptions of the model are given for the determination of the effective macroscopic coefficients of moisture expansion (CME) in composite structures by considering a jump in moisture content between the fiber and the matrix. Explicit forms are also given for the calculation of local (fiber and matrix scale) internal stress states from the localization of the macroscopic hygro-mechanical states (ply scale).Comparisons for several compositions of composite structures (volume fraction of the constituents, i.e., the epoxy matrix and the reinforcing fibers) are performed between the numerical predictions given by the Mori-Tanaka model extended to hygro-elastic load and the recently proposed Eshelby-Kroner self-consistent hygro-elastic model. Discrepancies in the calculations appearing with an increase of the reinforcing fiber volume fraction are extensively discussed to conclude on the limitations of the micro-mechanical approach developed in the present work

On the validity of the self-consistent scale transition model for inclusions with varying morphologies

International audienceScale transition models based on Eshelby's solution provide interesting information on the properties and multi-scale mechanical states experienced by materials presenting complex microstructures, such as composite materials, accounting for the constituents' properties but also microstructural parameters such as the morphology of the heterogeneous inclusions constituting the material. Nevertheless, until now, these approaches cannot reliably account for multiple inclusion morphologies in the same representative elementary volume of the modeled material, as they predict two distinct sets of properties depending of the quantities (strains or stresses) used to formulate the homogenization procedure. The present work aims to investigate the validity of Kröner–Eshelby self-consistent model for thermo-elastic behaviour, in the case when several morphologies do coexist within the same representative elementary volume. A study of the two resulting formulations and their limits leads to suggest a mixed formulation inspired of Vook–Witt's model, as an understandable but acceptable compromise between the two alternatives. The results of this formulation are also described in the case of a thermo-mechanical load