[ Caractérisation physico-chimique et mécanique d’un composite à base de particule de tiges de cotonnier et de poudre d’écorce de Grewia Venusta ]
Lokossou Melon1, Osseni Sabiath2, Vodounou Edmond3, Osseni Sèmiyou4, and Ahouannou Clément5
1 Laboratoire d’Energétique et de la Mécanique Appliquées (LEMA), Ecole Doctorale Science de l’Ingénieur, Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi (EPAC), Université d’Abomey-Calavi (UAC), Abomey-Calavi, Benin
2 Laboratoire d’Energétique et de la Mécanique Appliquées (LEMA), Ecole Doctorale Science de l’Ingénieur, Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi (EPAC), Université d’Abomey-Calavi (UAC), Abomey-Calavi, Benin
3 Laboratoire d’Energétique et de la Mécanique Appliquées (LEMA), Ecole Doctorale Science de l’Ingénieur, Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi (EPAC), Université d’Abomey-Calavi (UAC), Abomey-Calavi, Benin
4 Kaba Laboratory for Research in Chemistry and Applications, Faculty of Science and Technology of Natitingou, (LaKReCA, FAST-NATI, UNSTIM), BP 266 FAST-Natitingou, Benin
5 Laboratoire d’Energétique et de la Mécanique Appliquées (LEMA), Ecole Doctorale Science de l’Ingénieur, Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi (EPAC), Université d’Abomey-Calavi (UAC), Abomey-Calavi, Benin
Original language: French
Copyright © 2025 ISSR Journals. This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
Bio-based composites are presented as ecological alternatives to synthetic materials whose production contributes to the depletion of natural resources and climate change. This study aims to develop a new material from cotton stem particles (CSP) and Grewia Venusta bark powder (GWP) intended for the manufacture of thermal insulation panels. Eleven (11) formulations were selected by varying the CSP rate and the granular classes of CSP under a temperature of 140°C. This work specifically aims to physically and mechanically characterize this material with the European standards EN 310, 322 and 323. The results obtained show that the density of the composites increases from 402.08 to 998.69 Kg/m3 when the binder rate is increasing, and decreases from 895.35 to 793.38 Kg/m3 when the granular class of the particles increases. The Elastic Flexural Modulus MOE) and the Flexural Breaking Strength (MOR) increase respectively from 162.25 to 345.03 MPa and from 4.53 to 5.53 MPa for a binder rate varying from 60 to 75%, then decreases when this rate takes a value above 75%. These values increase from 209.82 to 562.28 MPa and from 5.65 to 6.18 MPa, respectively, as the grain size increases from [0.063-0.630 mm] to [0.063-2 mm]. The formulation conforming to the required ANSI 208.1.1999 standard has a density of 691.15 kg/m3, an MOE of 562.28 MPa, and an MOR of 6.18 MPa.
Author Keywords: Bio-based materials, thermal insulation, elastic Flexural Modulus, flexural Breaking Strength, ANSI 208.1.1999 standard.
Lokossou Melon1, Osseni Sabiath2, Vodounou Edmond3, Osseni Sèmiyou4, and Ahouannou Clément5
1 Laboratoire d’Energétique et de la Mécanique Appliquées (LEMA), Ecole Doctorale Science de l’Ingénieur, Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi (EPAC), Université d’Abomey-Calavi (UAC), Abomey-Calavi, Benin
2 Laboratoire d’Energétique et de la Mécanique Appliquées (LEMA), Ecole Doctorale Science de l’Ingénieur, Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi (EPAC), Université d’Abomey-Calavi (UAC), Abomey-Calavi, Benin
3 Laboratoire d’Energétique et de la Mécanique Appliquées (LEMA), Ecole Doctorale Science de l’Ingénieur, Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi (EPAC), Université d’Abomey-Calavi (UAC), Abomey-Calavi, Benin
4 Kaba Laboratory for Research in Chemistry and Applications, Faculty of Science and Technology of Natitingou, (LaKReCA, FAST-NATI, UNSTIM), BP 266 FAST-Natitingou, Benin
5 Laboratoire d’Energétique et de la Mécanique Appliquées (LEMA), Ecole Doctorale Science de l’Ingénieur, Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi (EPAC), Université d’Abomey-Calavi (UAC), Abomey-Calavi, Benin
Original language: French
Copyright © 2025 ISSR Journals. This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
Abstract
Bio-based composites are presented as ecological alternatives to synthetic materials whose production contributes to the depletion of natural resources and climate change. This study aims to develop a new material from cotton stem particles (CSP) and Grewia Venusta bark powder (GWP) intended for the manufacture of thermal insulation panels. Eleven (11) formulations were selected by varying the CSP rate and the granular classes of CSP under a temperature of 140°C. This work specifically aims to physically and mechanically characterize this material with the European standards EN 310, 322 and 323. The results obtained show that the density of the composites increases from 402.08 to 998.69 Kg/m3 when the binder rate is increasing, and decreases from 895.35 to 793.38 Kg/m3 when the granular class of the particles increases. The Elastic Flexural Modulus MOE) and the Flexural Breaking Strength (MOR) increase respectively from 162.25 to 345.03 MPa and from 4.53 to 5.53 MPa for a binder rate varying from 60 to 75%, then decreases when this rate takes a value above 75%. These values increase from 209.82 to 562.28 MPa and from 5.65 to 6.18 MPa, respectively, as the grain size increases from [0.063-0.630 mm] to [0.063-2 mm]. The formulation conforming to the required ANSI 208.1.1999 standard has a density of 691.15 kg/m3, an MOE of 562.28 MPa, and an MOR of 6.18 MPa.
Author Keywords: Bio-based materials, thermal insulation, elastic Flexural Modulus, flexural Breaking Strength, ANSI 208.1.1999 standard.
Abstract: (french)
Les composites biosourcés se présentent comme des alternatives écologiques aux matériaux synthétiques dont la production contribue à l’épuisement des ressources naturelles et aux bouleversements climatiques. Cette étude vise à développer un matériau nouveau à partir des particules de tiges de cotonnier (PTC) et de la poudre d’écorce de Grewia Venusta (EGV) destiné à la fabrication de panneaux d’isolation thermique. Onze (11) formulations ont été retenues en faisant varier d’une part le taux d’EGV puis d’autre part les classes granulaires des PTC sous une température de 140°C. Ce travail vise de façon spécifique à caractériser physiquement et mécaniquement ce matériau avec les normes européennes EN 310, 322 et 323. Les résultats obtenus montrent que la masse volumique des composites croît de 402,08 à 998,69 Kg/m3 lorsque le taux de liant est croissant, et décroit de 895,35 à 793,38 Kg/m3 lorsque la classe granulaire des particules croît. Le Module de Flexion Elastique (MOE) et la Résistance à la Rupture en Flexion (MOR) augmentent respectivement de 162,25 à 345,03 MPa et de 4,53 à 5,53 MPa pour un taux de liant variant de 60 à 75%, puis diminue lorsque ce taux prend une valeur au-dessus de 75%. Ces valeurs croissent respectivement de 209,82 à 562,28 MPa et de 5,65 de 6,18 MPa respectivement, lorsque la classe granulaire évolue de [0,063-0,630 mm [à [0,063-2 mm [. La formulation conforme à la norme requise ANSI 208.1.1999 a une masse volumique de 691,15 Kg/m3, un MOE de 562,28 MPa et une MOR de 6,18 MPa.
Author Keywords: Matériaux Biosourcés, isolant thermique, Module de Flexion Elastique, Résistance à la Rupture en Flexion, norme ANSI 208.1.1999.
