Ce sujet de thèse se positionne dans le cadre du projet collaboratif, intitulé BIGBAGNAT, qui s’inscrit dans le cadre des financements I-DEMO régionalisés. Ce projet, qui regroupe 6 partenaires industriels et académique, dont l’Ecole Nationale Supérieure des Arts et Industries Textiles (ENSAIT), par son laboratoire de recherche GEMTEX (ULR 2461 – Université de Lille-ENSAIT), a pour objectif de développer une offre en matières naturelles (chanvre-lin) pour des big-bags recyclables et compostables.

Différentes tâches sont portées par l’ENSAIT dont celles associées à la détermination du comportement physique et mécanique, aux différentes échelles, de ces structures fibreuses à destination de ces big-bags, mais également de s’assurer de la traçabilité environnementale de chacune des étapes de transformation des fibres naturelles (de la paille aux structures textiles) pour les différentes natures (fibres longues, étoupes) de renforts, par des approches ACV.

Le laboratoire de Recherche textile GEMTEX a une expérience avérée dans l’identification des propriétés physiques et mécaniques des renforts à base de fibres naturelles. Les développements antérieurs, à dominante expérimentale, ont porté sur les échelles fibres [1, 2], fils et mèches [3, 5], mais également des renforts, qu’ils soient non-tissés, tissés, quasi-unidirectionnels tressés, ou plus complexes [6-8]. Ces études, sur un large panel de natures de fibres naturelles (CL, chanvre, lin, sisal) ont permis de montrer la nécessité d’établir la traçabilité des propriétés à chacune de ces échelles afin d’optimiser les procédés d’élaboration textiles à chaque échelle. Si ces études ont été conduites majoritairement sur les fibres longues, les plus performantes pour des applications composites [9], la faisabilité de l’utilisation de mélanges (lin-chanvre) ou d’étoupes, à propriétés plus dispersées, reste peu étudiée dans la littérature. Le Laboratoire GEMTEX justifie également d’une solide expérience sur la thématique de l’évaluation environnementale. La méthodologie d’Analyse de Cycle de Vie (ACV) y est déployée avec différents objectifs : dans un processus d’aide à la décision [10], pour l’évaluation des impacts environnementaux de procédés [11-14], de manière comparative et au support de l’écoconception par la durée de vie [15-16]. L’ensemble de ces travaux nécessitant la mise en place d’une démarche de données spécifiques, parfois primaires, en vue des modélisations ACV. Dans un même temps, certains travaux s’attachent spécifiquement à faire progresser la méthodologie elle- même, par exemple en réponse aux limites des bases de données [17, 18]

En collaboration avec les différents partenaires industriels les travaux effectués dans cette thèse s’attacheront à démontrer l’aptitude au peignage, à la filabilité puis la tissabilité et tressabilité de ces semi-produits (fibres, rubans, fils) à base de fibres naturelles, mais également de démontrer l’adaptabilité des étapes d’assemblages des renforts (tissus, tresses) pour la confection des prototypes de big-bag. Pour chacune de ces étapes de mise en œuvre, le-la-doctorant-e, s’attachera, à développer une méthodologie d’inventaire des données nécessaire à une analyse de cycle de vie, des différentes étapes textiles, ciblées sur les fibres utilisées [19].

Les travaux à mener dans ce sujet de thèse seront les suivants :

1. Identification expérimentale du comportement des fibres et fils
*Etat de l’art sur le comportement aux échelles fibres et fils
*Définition du plan d’expérience en fonction des lots de matières
*Caractérisation du comportement physique et mécanique aux échelles fibres, rubans et fils
*Etablissement des fiches techniques de ces semi-produits

2. Mise en œuvre à l’échelle laboratoire des renforts
*Etat de l’art sur les caractéristiques (armure, densités) des renforts (tissus, tresses)
*Identification, à l’échelle laboratoire, de la tissabilité et tressabilité
* Caractérisation du comportement physique et mécanique des renforts (tissus, tresses)
* Etablissement des fiches techniques de ces semi-produits

3. Méthodologie ACV
*Etat de l’art sur les ACV des procédés de transformation textile
*Mise en place de la méthodologie de collecte des données aux échelles laboratoires et industrielles
*Collecte, analyse et bilan ACV des étapes d’élaboration des semi-produits, pour l’assemblage des big-bags

Profil Recherché

Le travail de thèse proposé est à dominante expérimentale et requiert des prérequis sur le comportement et l’élaboration des structures fibreuses, un diplôme et/ou une expérience en spécialité textile est par conséquent attendu. Une expérience antérieure d’initiation à la recherche, en laboratoire académique, attestée par des lettres de recommandation, est demandée. Une formation aux outils utilisés dans la démarche d’ACV serait un plus. Une forte appétence pour le travail en équipe, dans un cadre collaboratif avec des partenaires industriels, est indispensable en plus d’un esprit critique et rigoureux.

Le début de la thèse est prévu pour le 01/10/2025.

Candidatures.
Envoyer CV détaillé et Lettre de motivation à :
Damien SOULAT (damien.soulat@ensait.fr);
Manuela Ferreira (manuela.ferreira@ensait.fr);
Ahmad Rashed LABANIEH (ahmad.labanieh@ensait.fr);
Romain Benkirane (romain.benkirane@ensait.fr)

Références.

[1] R. Legrand Ndoumou, D. Soulat, A.R. Labanieh, M. Ferreira, L. Meva’a, J. Atangana Ateba.
Characterization of Tensile Properties of Cola lepidota Fibers. Fibers 2022, 10, 6.
https://doi.org/10.3390/fib10010006

[2] T. Jeannin, G. Arnold, A. Bourmaud, S. Corn, E. De Luycker, P.J.J. Dumont, M. Ferreira, C. François, M. Grégoire, O. Harzallah, J. Heurtel, S. Joannès, A. Kervoelen, A.R. Labanieh, N. Le Moigne, F. Martoïa, L. Orgéas, P. Ouagne, D. Soulat, A. Vivet, V. Placet.
A round-robin study on the tensile characterizationof single fibres: a multifactorial analysis and recommendations for more reliable results. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, Volume 185, October 2024., 108323
https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2024.108323

[3] F. Omrani, P. Wang, D. Soulat, M. Ferreira,
Mechanical properties of flax-fibre reinforced preforms and composites: Influence of the type of yarns on multi-scale characterisations, Composites Part A:Applied Science and Manufacturing, 2017, Vol. 93:72-81.
https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2016.11.013

[4] H. Lansiaux, A.R. Labanieh, D. Soulat, F. Boussu.
Flax roving twisting preparation for weaving and effect of the weft layers number on the physical and mechanical properties of 3D interlock flax fabric.SN Applied Sciences, 2020, 2, 249. https://doi.org/10.1007/s42452-020-2047-2

[5] Z. Samouh , O. Cherkaoui, D. Soulat , A.R. Labanieh , F. Boussu, R. El Moznine.
Identification of the Physical and Mechanical Properties of Moroccan Sisal Yarns Used as Reinforcements for Composite
Materials. Fibers 2021, 9, 13. https://doi.org/10.3390/fib9020013

[6] F. Omrani, D Soulat, M. Ferreira, P. Wang.
Effects of needle punching process and structural parameters on mechanical behavior of flax nonwovens preforms.
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[7] A.C. Corbin, D. Soulat, M. Ferreira, A. R. Labanieh, X. Gabrion, P. Malecot, V. Placet
Towards hemp fabrics for high-performance composites: Influence of weave pattern and features. Composites Part B: Engineering, 2020, vol.181:107582. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2019.107582

[8] A.C. Corbin, D. Soulat, M. Ferreira, A. R. Labanieh.
Influence of process parameters on properties of hemp woven reinforcements for composite applications: mechanical properties, bias-extension tests and fabric forming. Journal of Natural Fibers, 2022, 19:2,714-726,
https://doi.org/10.1080/15440478.2020.1761925

[9] A.C. Corbin, B. Sala, D. Soulat, M. Ferreira, A. R. Labanieh, V. Placet.
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Journal of Composite Materials, 2021, vol.55 (4): pp:551-564. https://doi.org/10.1177/0021998320954230

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