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  • Matriaux composites

    1.Dfinition :

    Les matriaux composites sont des matriaux qui associent deux ou

    plusieurs matriaux (mtalliques, minraux et organiques), pour obtenir

    une combinaison de proprits partir des ces matriaux.

  • 2. Composition:

    la composition dun matriau composite est la base dau moins

    deux composants: le renfort et la matrice, qui doivent tre

    compatibles entre eux, ce qui ncessite lintroduction dun agent de

    liaison linterface.

    Matriau composite

    Renfort Matrice compatibilit

    Agent de liaison

  • Exemple :

    Bton arm est matriau composite ; compos de

    - Bton (mlange : pte de ciment et granulats) : meilleure rsistance la

    compression ;

    - Aciers (armatures) : meilleure rsistance la traction

    Matriau composite Bton arm

    Renfort Aciers

    Matrice Bton

    Agent de liaison pte (le liant; ciment)

    Effort de compression

    Effort de Traction

  • 3. Grandes classes MC:

    3. Les grandes Classes des matriaux composites :

    On distingue, gnralement, deux grandes familles

    1. Les composites de grande diffusion (GD), est lassociation renfort fibre

    de verre (les mtaux) rsine polyester. Ces composites apportent des

    proprits mcaniques intressantes et ils sont peu coteux, occupent une

    large part de march,

    2. Les composites hautes performances (HP), dont les caractristiques

    mcaniques spcifiques sont suprieures celles utilisent dans la

    composites (GD), gnralement on utilise comme renforts les fibres de

    carbone ou daramide (kevlar) avec des rsines poxydes. Les cots de ces

    matriaux sont levs.

  • 4. Composants du MC:

    1. Le Renfort :

    Les renforts sont en gnrale des fibres qui contribuent

    amliorer la rsistance mcanique et la rigidit des

    matriaux composites. Elles constituent une fraction

    volumique comprise entre 30 et 70 % (rapport du volume de

    fibres au volume total du composite). Les fibres se

    prsentent sous forme de filaments de plus ou moins grande

    longueur dont les qualits recherches sont les suivantes :

  • bonnes caractristiques mcaniques ;

    lgret ;

    rsistance thermique ;

    compatibilit avec les rsines ;

    adaptabilit aux procds de mise en oeuvre ;

    faible prix.

  • Architectures de renforcement Afin damliorer les caractristiques mcaniques des structures en composites, il est ncessaire de jouer sur la architecture des renforts pour apporter une bonne rsistante adapte aux contraintes mcaniques.

    On rencontre plusieurs architectures du renforts :

    1. Unidirectionnelle ;

    ex. fibres de verres

    2. Multidirectionnelle alatoire ;

    ex. mat

    3. Oriente :

    ex. comme le tissu

    4. Tridimensionnelle;

  • Diffrents types des fibres :

    Deux grandes catgories peuvent tre distingues :

    1. les fibres hautes performances : fibres de verre, de

    carbone, daramide, ou de bore qui ont une fonction

    mcanique prpondrante mais il existe galement quelques

    fibres synthtiques qui ont dexcellentes proprits

    thermiques.

    2. les fibres utilisation particulire : Ce sont des fibres

    dorigine naturelle (bois, coton, papier...) synthtique

    (polyamide, polyester...) ou mtallique.

  • Elles sont employes pour des applications trs spciales

    telles que revtement thermique, isolant lectrique,

    lment dcoratif.

    Ces fibres se prsentent comme :

    des ensembles linaires (fil, mche) ;

    des ensembles surfaciques (tissu, mat) ;

    des ensembles multidimensionnels : tissage trois

    dimensions.

  • 2. La matrice:

    La matrice est un matriau soit organique, minrale ou

    mtallique mais le plus souvent organique. Elle a pour rle de :

    - Lier les fibres de renforts,

    - Rpartir les contraintes,

    - Apporter la tenue chimique de la structure,

    - Donner la forme dsire au produit final.

  • Les deux types de rsines qui sont, actuellement, utilises:

    - des rsines thermodurcissables ; polymres

    thermodurcissables. (ex. les rsines poxy)

    - des rsines thermoplastiques ; polymres thermoplastiques

    (ex. les polycarbonates)

  • Domaine dapplication

    Applications - Production de bateaux , aronautiques - Revtements - Btiments : faade, articles sanitaires - Travaux public : coffrages - Panneaux sandwiches pour camions isothermes

  • La mise en uvre des M.C

    Moulage au contact : Principe

    Procd manuel pour la ralisation de pices partir de rsines

    thermodurcissables, temprature ambiante et sans pression. Les

    renforts sont dposs sur le moule et imprgns de rsine liquide,

    acclre et catalyse. Aprs durcissement de la rsine, la pice est

    dmoule.

  • Matires premires

    Renforts : mats, tissus de fibre de verre, de carbone ou

    d'aramide (taux de renfort volumique allant jusqu 35 % dans le

    cas du verre)

    Rsines : polyesters, poxy, phnoliques, vinylesters

    Divers : catalyseur, acclrateur, charges, pigments, agent de

    dmoulage, actone

    Autre procds:

    Moulage par projection simultane

    Moulage sous vide

    Moulage par injection basse pression de rsine

    Etc.

  • Moulage par projection

    simultane

  • Moulage sous vide

  • Moulage par injection basse

    pression de rsine