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Les composites : gros plan sur une famille de matériaux

Les composites : gros plan sur une famille de matériaux

Forte de ses 2 000 références (échantillons, livres, CD, etc.), la matériauthèque collaborative de L’École de design vous propose de découvrir une nouvelle famille de matériaux : les composites…

 

Divers profilés en composites (extrusion, pultrusion) - photo : Exel Composites

On appelle “composite” un matériau constitué d’au moins 2 matériaux non miscibles (c’est-à-dire non mélangeables) : un squelette dit "renfort" et un liant appelé "matrice". En théorie, le béton est un composite (matrice en ciment, renfort en acier).

Plus généralement, les composites sont des matériaux faits de fibres (on y ajoute du verre ou du carbone en renfort) et de résines (le polymère leur sert de matrice). Ces fibres peuvent être issues du verre, du carbone ou de l’aramide, à l’instar du Kevlar®.

Les composites à matrice organique issus des matières plastiques, Thermodurcissables (TD) ou Thermoplastiques (TP), constituent l’essentiel des composites actuellement utilisés (pas moins de 99 %).

Par rapport aux matériaux métalliques traditionnels, les matériaux composites sont légers, solides, résistants, faciles à mettre en forme et non corrosifs. Ils ne nécessitent aucun usinage, leur capacité de mise en forme permet d’optimiser la matière et d’orienter les fibres selon les efforts recherchés.

Enfin, on peut intégrer des fonctions dans le matériau : par exemple, il est possible, dès la mise en forme, de prévoir le passage d’un fluide, ce qui évitera d’insérer plus tard un tuyau qui pourrait fragiliser la pièce.

Notons qu’à résistance égale, une pièce en carbone est 5 fois plus mince et 10 fois moins lourde qu’une pièce en acier.

 

 

Tubes en matériaux composites (enroulement filamentaire) - photo : Exel Composites

Grâce à la souplesse offerte par leur mode de fabrication, les matériaux composites permettent également d’améliorer le design des produits, ceci afin de les rendre plus attractifs, d’alléger les structures pour qu’elles soient plus économes sur le plan énergétique et plus compétitives sur le plan technologique, de réduire les cycles de fabrication par l’intégration de fonctions impossibles avec les métaux.

Photo : Evonik
Porte-à-faux, résistance, souplesse, capacité à encaisser les efforts - Photo : Salon Composite Europe
Surmoulage d’inserts métalliques pour fixer des éléments sur les plaques - photo : LPSC Grenoble