Solutions Composites

Via Composites

L. Destouches SARL

  • Résistance
   Mécanique
  • Légèreté
  • Isolation
   Electrique
  • Tenue au feu
  • Facilité d'Assemblage
  • Isolation
   Thermique
  • Résistance
   aux agents Atmosphériques
  • Résistance
   Chimique
  • Transparence aux
   Ondes
 

Pourquoi les composites ?

Et d'abord qu'est ce qu'un matériau composite ? C'est un assemblage d'au moins deux matériaux non miscibles (mais ayant une forte capacité d'adhésion). Le nouveau matériau ainsi constitué possède des propriétés que les éléments seuls ne possèdent pas.

Industriellement, on va parler de renforts (assurant la tenue mécanique) d'une matrice (le plus communément thermodurcissable ou thermoplastique), appelée aussi résine, qui assure la cohésion de la structure et la retransmission des efforts vers le renfort.

Le fait d'associer intelligemment ces composants, en créant ainsi une nouvelle matière en fonction de son usage, explique à lui seul l'utilisation croissante de ces solutions.

Contrairement à l'utilisation des matériaux traditionnels que l'on va "sélectionner dans une bibliothèque de nuances" puis mettre en œeuvre, la conception en composites impose de se poser simultanément la question des fonctionnalités à assurer, de la composition à adopter (en terme de matrice et de son mode de renforcement) et de son mode de production (Moulage basse ou haute pression, enroulement, stratification de tissus préimprégnés polymérisés sous vide ou en autoclave, centrifugation, pultrusion, etc). Intérêt majeur ? L'excellent ratio performances/poids par rapport aux matériaux homogènes.

Ce sont en réalité les premiers matériaux complètement créés par l'Homme.

Si le bois fut historiquement le premier matériau composite connu (et le plus "génial : il pousse tout seul !"), on trouvera parmi les premiers composites fabriqués par l'homme les arcs Mongols (2000 ans av. J.-C) : Leur âme en bois était contrecollée de tendon au dos et de corne sur sa face interne), puis le torchis (utilisé pour la construction pour ses propriétés d'isolation déjà ! Et de coût).

Il en existe aujourd'hui un très grand nombre (presque une infinité de solutions en fait !), et on les classe généralement en trois familles en fonction de la nature de la matrice :

  • Les composites à matrices céramiques réservés aux applications de très haute technicité et travaillant à haute température
  • Les composites à matrices métalliques
  • Les composites à matrices organiques qui constituent, de loin, les volumes les plus importants aujourd'hui à l'échelle industrielle

Ces matrices ont la charge principale, nous l'avons vu, de transmettre les efforts mécaniques aux renforts. Elles assurent aussi la protection des fibres renforts vis à vis de leur environnement. Et enfin, non moins important, elles confèrent au produit la forme, la géométrie souhaitée.

"Organiques" (les seules qui nous occupent !), elles ont pour dénomination :

  • Polyester : les plus massivement employées, généralement avec les fibres de verre. Peu onéreuses, on les retrouve dans de nombreuses applications
  • Epoxydes : Elles présentent d'excellentes caractéristiques mécaniques et se mêlent intimement (adhésion excellente) avec les fibres renforts. Généralement utilisées avec les renforts en verre pour leurs propriétés diélectriques, ou avec les fibres de carbone pour la réalisation de pièces de hautes performances mécaniques, ce sont aussi d'excellents adhésifs
  • Vinylester : Proche chimiquement comme en terme de performance avec les époxydes, elles sont surtout utilisée pour des applications où les résines polyester ne sont pas suffisantes en terme de résistance chimique / corrosion
  • Phénoliques : La "vieille Bakélite" reste sans égale pour sa résistance au feu. Elle présente par contre quelques inconvénients autres
  • Acrylique : Modifiée (adjuvée), c'est une excellente base pour un composite "polyvalent" avec de très avantageuses performances feu / fumées
  • Polyimides et bismaléimides, employées uniquement pour des applications à haute température
  • Les résines thermoplastiques telles le polypropylène, le polyamide, le polyuréthane seront aussi avantageusement renforcées de fibres (de verre souvent), mais avec des technologies bien différentes de celles mettant en œuvre les résines thermodurcissables et évoquées précédemment

Si la description des composites reste complexe du point de vue mécanique, on comprendra intuitivement le rôle joué par les fibres de renforts et l'importance de leur orientation vis-à-vis des efforts appliqués à la pièce. Les renforts les plus couramment utilisés pour ces matrices organiques sont les suivants :

  • Les fibres de verre. Leur ratio coût / performances en fait le renfort de très loin le plus utilisé jusqu'ici.
  • Les fibres de carbone dont le prix reste encore relativement élevé, sont aujourd'hui réservées à des applications de hautes performances mécaniques. (aéronautique, sports de compétition).
  • Les fibres d'aramide ("Kevlar") excellent en terme de résistance au chocs et ratio poids/résistance en traction. Applications: protection balistique, pièces de structures.
  • On notera aussi l'intérêt croissant porté aux fibres végétales, comme le chanvre ou le lin. Ces fibres possèdent d'intéressantes propriétés mécaniques pour un prix modeste. Elles sont particulièrement observées pour leur présumé faible impact environnemental. Il en va de même pour les matrices, avec l'apparition sur le marché des premières résines "bio sourcées" (tel le PLA, polyacide lactique).

D'un point de vue environnemental, et si l'on prend l'exemple des nos profilés verre-résine les plus couramment employés, on peut affirmer :

  • Qu'ils ne sont pas toxiques pour l'Homme ni l'environnement
  • Qu'ils nécessitent peu de ressources primaires rares pour leur fabrication (composés à 70% de silice et 30% de produits carbonés)
  • Qu'ils sont très économes en énergie durant tout leur cycle de vie (en particulier ils dégagent peu de « gaz à effet de serre durant les phases de production, transport, manutention montage...)
  • Qu'ils ne nécessitent aucun entretien, et présentent une grande durabilité (certains de nos produits sont toujours en service depuis 40 ans)
  • Que leurs propriétés physiques génèrent d'importantes économies d'énergie lors de l'exploitation (isolation thermique, faible densité)
  • Qu'ils sont Recyclables

Durables, d'un coût complet (investissements + approvisionnements + montage + entretien + recyclage) souvent inférieur aujourd'hui à celui des matériaux traditionnels, Ces matériaux méritent donc aujourd'hui une place privilégiée dans tous les domaines le monde de la construction, de l'environnement, des transports, de l'industrie, etc.

Construction
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Batiment
Industrie
Equipement et mobilier Urbain
Environnement
Catalogue Solutions Composites
1er prix de l'innovation 2015 - Mécénat Besnard de Quélen Prix de l'innovation 2016 JEC Group