Les matériaux composites
Qu’est-ce qu’un matériau composite ?
Afin de rencontrer, également, le caractère écologique et durable du projet, l’objectif est de réaliser ces panneaux sur base d’une résine biosourcée.
Un composite étant par essence l’assemblage de deux matériaux, l’objectif est aussi l’utilisation de fibres naturelles (lin, chanvre,…) en remplacement de la fibre de verre.
Quels sont les atouts des matériaux composites ?
- Faible poids, facilité d’installation
- Résistance au feu
- Isolation acoustique
- Insensibilité à l’humidité
- Texture diverses (bois, pierre, ardoise, design contemporain,…)
- Couleur au choix du client
Les principaux constituants
Fibre de verre
✓ Bon rapport performances/prix
✓ Disponible sous toutes les formes
✓ Bonne adhérence à toutes les résines
✓ Résistance à la température
✓ Dilatation thermique faible
✓ Bonnes propriétés diélectriques
✓ Bonne résistance à l’humidité
✓ Renfort le plus utilisé industriellement
Applications : transport, industrie, sport & loisirs, construction, médical, énergie, automobile, etc.
Fibre de carbone
✓ Excellentes propriétés mécaniques
✓ Très bonne tenue en température
✓ Dilatation thermique nulle
✓ Bonne usinabilité
✓ Bonnes conductibilités thermique et électrique
✓ Excellente résistance à l’humidité
✓ Tenue aux chocs faible
Applications : aéronautique, défense, industrie, transport, automobile, sport & loisirs, etc.
Kevlar (aramide)
✓ Résistance à la rupture en traction très bonne
✓ Dilatation thermique nulle
✓ Excellente absorption des vibrations
✓ Très bonne résistance aux chocs à la fatigue
✓ Faible masse volumique
✓ Souvent mis en œuvre dans le secteur de la défense
Applications : aéronautique, défense, etc.
Résines
✓ Polyester
✓ Vinylester
✓ Epoxy
✓ Polyuréthane
✓ Silicone
N.B. Liste non exhaustive des renforts et résines mis en œuvre chez Sobelcomp
Comparaison de caractéristiques de matériaux composites et de métaux
| Caractéristiques | Métaux | Composites à matrices organiques (1) | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Acier 35 NCD 16 | Alliage aluminium AU 4 SG | Alliage Titane TA 6 V | Carbone HR / résine époxyde | Carbone HM / résiné époxyde | Aramide / résine époxyde | Verre R / résine époxyde | |
| Caractéristiques en traction : | |||||||
| Résistance à la rupture R (MPa) | 1850 | 500 | 1000 | 1000 à 1300 | 1000 | 1300 à 1800 | 1800 à 2000 |
| Module d’Young E (GPa) | 200 | 72 | 110 | 130 | 200 | 75 | 53 |
| Masse volumique ᵨ(g/cm³) | 7.9 | 2.8 | 4.45 | 1.5 | 1.7 | 1.37 | 2 |
| Résistance à la rupture massique R/ᵨg (km) | 24 | 18 | 23 | 65 à 85 | 60 | 95 à 130 | 90 à 100 |
| Module d’Young massique E/ᵨg (km) | 2500 | 2600 | 2500 | 8700 | 11800 | 5500 | 2650 |
| Coefficient de dilatation linéique (K-1) : | |||||||
| longitudinal | 12 – 10-6 | 23 – 10-6 | (2) | -0.2 – 10-6 | -0.8 – 10-6 | -5 – 10-6 | 6 – 10-6 |
| transversal | 12 – 10-6 | 23 – 10-6 | (2) | 35 – 10-6 | 35 – 10-6 | 60 – 10-6 | 31 – 10-6 |
(1) Composites unidirectionnels à 60% en volume de fibre
(2) Valeurs inconnues de l’auteur
g accélération due à la pesanteur
D’après A. Négrier et J.C. Rigal