Du fait de l'augmentation rapide de la population mondiale et des déchets produits, les décharges se remplissent rapidement. La pollution augmente également en raison de l'utilisation excessive de ressources non renouvelables, et celles-ci s'épuisent. Il est donc important d'investir sur des ressources renouvelables et respectueuses de l'environnement. Les fibres naturelles figurent parmi les candidats les plus prometteurs. Les fibres peuvent être synthétiques ou naturelles. Toutefois, les fibres naturelles ont l'avantage d'être renouvelables et respectueuses de l'environnement en raison de leurs bonnes propriétés de biodégradation. Les fibres naturelles sont divisées en fibres animales, végétales et minérales. Les fibres végétales sont subdivisées en de nombreuses classes telles que les fibres de feuilles, les fibres de graines et les fibres libériennes. Ces dernières sont très intéressantes en raison de leurs longueurs et de leurs bonnes propriétés mécaniques. Le lin est l'une des principales sources de fibres libériennes. Il existe deux types de lin : le lin textile et le lin oléagineux. Le lin textile est cultivé uniquement pour ses fibres. Le lin oléagineux est principalement cultivé pour ses graines. Les pailles de lin oléagineux sont considérées comme un déchet et n'ont pas de réelle utilisation sinon comme litière pour animaux et pour des applications d'isolation. Cependant, la production de paille de lin oléagineux peut atteindre 5,1 t/ha.
Dans ce travail, la paille de lin oléagineux a été valorisée en totalité, pour des applications de géotextiles et de panneaux de fibres. Les fibres libériennes représentent environ 30% de la masse sèche de la paille alors que le reste est composé d'anas et de poussières. Pour extraire les fibres, deux méthodes d'extraction mécanique ont été utilisées : une carde briseuse (A) et un extracteur « toutes fibres » (B). La pureté des fibres et la longueur des fibres techniques ont été déterminées tout comme le diamètre, la section transversale, la résistance à la traction et le module d'Young des fibres élémentaires. La longueur des faisceaux était plus élevée avec la méthode A en raison d'un processus d'extraction moins agressif. Il a également été constaté que les fibres extraites via les deux méthodes avaient de bonnes propriétés mécaniques, supérieures à celles du chanvre et se situant dans les valeurs inférieures du lin textile, rendant possible leur utilisation dans des géotextiles.
De plus, l'impact de la durée de rouissage au champ (jusqu’à quatorze semaines) a été étudié et il a été constaté qu'avec l'augmentation de cette durée, la teneur en cellulose dans les faisceaux extraits augmentait en même temps que la teneur en pectines diminuait. Un lot ayant subi un rouissage de douze semaines a été considéré comme optimal et les faisceaux extraits ont été utilisés pour fabriquer des fils grossiers à l'aide d'un métier à filer. Ceux-ci ont été qualifiés en fonction de leur durabilité dans des conditions réelles de vieillissement dans le sol. Des fils enduits d'huile de lin ou de chitosane ont été comparés à des échantillons non enduits en guise de référence. Les résultats ont révélé que les fils enduits d'huile de lin conservent leur intégrité et leur résistance pendant une durée plus longue.
Les anas constituent le composant principal de la paille (60-70%). Ils ont été valorisés pour fabriquer des panneaux de fibres par pressage à chaud après leur raffinage thermo-mécanique bi-vis en présence d'eau. Utilisé comme liant protéique, un tourteau de lin plastifié a été ajouté aux anas pour contribuer à une meilleure cohésion des panneaux. Différents panneaux ont été fabriqués en utilisant différentes teneurs en tourteau de lin, températures et pressions. Le panneau optimal pourra être utilisé pour des applications de type P6 (panneaux travaillant sous forte contrainte et utilisé dans un environnement sec) selon la norme NF EN 312 relative aux exigences des panneaux de particules.
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Due to the rapid increase of the world population and wastes generated by humans, landfills are filling quickly. Pollution is also increasing due to excessive use of non-renewable resources, and these resources are depleting as well. It is therefore important to invest and work on renewable and environment-friendly resources. To address these issues, natural fibres are among the most promising candidates. Fibres may be synthetic or natural. However, natural fibres have the advantage to be renewable and environmentally friendly due to good biodegradation properties. Depending on their origin, natural fibres are divided into the animal, plant and mineral fibres. Plant fibres are subdivided into many classes such as leaf fibres, seed fibres and bast fibres. These latter are particularly interesting due to their longer fibre lengths and good mechanical properties. Flax is one of the main sources of bast fibres. Two types of flax exist: textile flax and linseed flax. On the one hand, textile flax is only cultivated for its fibres. On the other, linseed flax is primarily cultivated for its seeds. Straws from linseed flax are considered as a burden for the farmers and they don’t have charming end uses except as animal litters and for insulation applications. However, the production of linseed flaw straw can be up to 5.1 t/ha.
In this research work, linseed flax straw was fully valorized for geotextile and fiberboard applications. Bast fibres were around 30% of the dry mass of straw whereas the remaining amount was composed of shives and dust. To extract the fibres from straw, two different mechanical extraction methodologies were used, i.e., a breaking card (method A) and an “all fibre” extraction device (method B). Fibre purity and technical fibre bundle length were determined just as the diameter, cross sectional area, tensile strength and Young’s modulus of elementary fibres. Fibre bundle length was higher in the case of method A as compared to method B due to a less aggressive extraction process with the breaking card. It was also found that the fibres extracted from both methodologies have good mechanical properties that are superior to hemp and lie in the lower values of textile flax, making them a promising candidate for subsequent use in geotextile applications.
Also, the impact of different dew retting durations (i.e., from no dew retting to fourteen weeks dew retting) was studied and it was found that with an increase in the dew retting duration, the cellulose content in the extracted bundles was increased and pectins were decreased at the same time. A twelve weeks dew retted batch was considered as the optimal one and the resulting extracted bundles were chosen to manufacture coarse yarns using a gill spinning frame. The latter were qualified in terms of their durability in real soil ageing conditions. Linseed oil or chitosan coated yarns were compared with non coated samples as a reference. And, the results revealed that the linseed oil coated yarns maintained their integrity and strength for a longer duration.
The woody part (i.e., the shives) was the major component of the straw, representing from 60% to 70% of its dry mass. Shives were valorized to manufacture fiberboards by hot pressing after their thermo-mechanical refining in the presence of water using a twin-screw extruder. Used as a protein-based binder, a plasticized linseed cake was added to the extrusion-refined shives to contribute to better board’s cohesion. Different fiberboards were manufactured using different linseed cake content, temperature and pressure. The optimal 100% linseed flax-based hardboard was recommended for type P6 applications according to the NF EN 312 standard on particleboard requirements, i.e., as a board working under high stress and used in dry environment.
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