Les fibres végétales (e.g., bois, lin) présentent des propriétés effectives exceptionnelles associées à un faible impact environnemental. C'est ce qui explique que l'intérêt industriel pour les fibres végétales, comme celles de lin, utilisées comme renforts de matériaux composites augmente, en particulier pour des applications dans les transports.

Néanmoins, leur origine biologique entraine une variabilité physico-mécanique mais aussi d'organisation au sein de la plante à toutes les échelles (tissus, cellule, paroi, matière ligno-cellulosique, macromolécules). Cette variabilité peut limiter leur utilisation. La prédiction et la compréhension fine des comportements des fibres à l'échelle macroscopique est donc complexe et il est particulièrement intéressant de les étudier à l'échelle de la paroi cellulaire. Cette paroi peut être vue comme un composite multi-couches dont les renforts sont des amas de microfibrilles de cellulose semi-cristalline (diamètre de l'ordre de 10 nm) au sein d'une matrice d'hémicellulose et, pour le bois, de lignine. Chacune de ces couches joue un rôle particulier dans le comportement thermo-hygro-mécanique macroscopique des fibres. Les propriétés en traction des fibres élémentaires sont bien décrites dans la littérature, mais des informations complémentaires à l'échelle de la paroi cellulaire sont nécessaires pour mieux comprendre la relation entre leur ultrastructure et leurs performances mécaniques.

Le but de ce travail est de présenter l'intérêt de la caractérisation nano-mécanique par Microscopie à Force Atomique (AFM) pour obtenir des champs de propriétés (visco)élastiques au sein des différentes couches de la paroi cellulaire de fibres végétales (lin, bois). Cet outil permet, en particulier, de réaliser des mesures "in situ" à des échelles submicrométriques et de mettre en évidence des gradients de propriétés mécaniques au sein des différentes couches de la paroi cellulaire. Les applications vont de la biomécanique des plantes (cinétique de rigidification des différentes couches de la paroi cellulaire au cours de la maturation des fibres dans la plante) à l'utilisation des fibres dans les composites avec, par exemple, l'évaluation de l'impact des différents procédés d'extraction ou de mise en forme à l'échelle de la paroi.

Une attention particulère sera portée sur l'impact de la préparation de la surface de l'échantillon et sur l'effet du comportement local anisotrope sur les mesures. Différentes techniques AFM seront également présentées et, quand cela est possible, comparées à des essais de nanoindentation.