Définition et autres informations à propos des matériaux composites
Source Aéromodélisme

Définition : Comme l'indique le terme, MC, évoque un matériau différent des matériaux macroscopiquement homogènes habituels.

Remarques : Les matériaux composites ne sont pas une nouveautés, ils ont été utilisés dès l'antiquité par l'homme, le bois et torchis sont alors des matériaux composites de la vie quotidienne.

LE SYSTEME COMPOSITE:

A l'opposé des matériaux traditionnels, le composite, de par ses propriétés, doit s'adapter aux exigences de conception, alors que la conception découle des propriétés des matériaux employés dans la pratique traditionnelle. Acier - Bois - etc...On réalise, en quelque sorte, en une même fois le matériau et le produit, d'où un concept nouveau.

LE MATERIAU DE L'AVENIR, LE COMPOSITE.

En effet, tandis que pour les plastiques, lesquels possèdent des caractéristiques isotropes, on réalise le dessin de la pièce à fabriquer avec, une approche assez voisine de celle que l'on utilise pour les métaux, à l'inverse, pour les composites, il faut construire la structure à la demande. Le résultat étant un système qui inclut :

La nature, la tecture et la forme du renfort, le taux de renforcement,
La nature de la résine et des charges ou additifs,
La qualité de l'interface renfort-matrice,
La géométrie de la pièce à réaliser,
Le procédé de mise en oeuvre utilisé.
Pour fabriquer des pièces en composites, une quinzaine de technologies de mise en oeuvre sont aujourd'hui disponibles. De quoi répondre à toutes les exigences en termes de formes et de cadences.
De nombreux procédés peuvent être utilisés : contact, projection, moulage sous vide, drapage autoclavé, moulage basse pression, etc...
Les industries de grandes séries ont contribué au développement de techniques plus rapides : compression de SMC, de BMC, injection de BMC et ZMC, moulage par injection avec réaction (RTM), stratification en continu, pultrusion.
Pour les structures creuses, deux principales techniques sont utilisées : le moulage par centrifugation et l'enroulement filamentaire.

On distingue deux grandes familles de composites :

les composites de grande diffusion : Constitués principalement par le couple résine polyester / fibre de verre,
les composites à hautes performances : Constitués par les couples résine / fibre de verre, de carbone ou d'aramide.

JARGON

Un matériau composite résulte de l'association intime d'au moins deux matériaux non miscibles, dont les qualités se combinent avec synergie. C'est donc, par essence même, un produit hétérogène. Pour les composites plastiques les deux constituants sont les suivants : LE RENFORT - LA MATRICE

Outre ces deux constituants de base, on trouve également : L'INTERFACE - LA CHARGE - ADDITIFS SPECIFIQUES

Le renfort : Il constitue l'armature, ou le squelette, assurant la tenue mécanique (résistance à la traction et rigidité). Il est par définition de nature filamentaire. Ex : La fibre de Verre - Le Carbone - Le Kevlar. (Fibre Minérale ou Organique),
La matrice : Elle lie les fibres renforts, répartit les efforts et assure une protection chimique, en donnant de plus la forme du produit à réaliser. C'est par définition un polymère ou une résine. Ex : Le polyester - L'Epoxy, L'interface : Assure la compatibilité renforts-matrice, en transmettant les contraintes de l'un a l'autre, sans déplacement relatif. (bonne adherence en couche fine : de l'ordre du micron), La charge : Apportant des propriétés particulières ou complémentaires, ou encore permettant un abaissement du prix de revient. Contrairement aux renforts, les charges ne sont pas filamentaires mais sous forme de particules. Ex : micro ballon, Additifs spécifiques : Catalyseurs, accélérateurs de polymérisation, agent tixotropique.

PROPRIETES REMARQUABLES DU MATERIAU COMPOSITE :

Autres propriétés intéressantes des composites, ils ne se plastifient pas. Leur limite élastique correspond à la limite de rupture. Ceci est très important pour les zones des pièces composites sujettes aux concentrations de contraintes (Trous -Entailles...) Les M-C sont très résistants à la fatigue et à la chaleur. Ils ont une meilleure tenue au feu que les alliages légers pour une épaisseur identique. Par-contre les fumées émises lors de la combustion de certaines matrices s'avèrent toxiques. Un petit reproche, les M-C vieillissent sous l'action de l'humidité et de la chaleur. Mais ils ne se corrodent pas sauf cas particulier de : Aluminium - Fibre de Carbone, il se produit un phénomène galvanique entraînant des corrosions rapides. Cependant, ils ont tout de même leurs faiblesses, les résines époxydes ne supportent pas les décapants de peinture, en revanche, graisses, huiles, liquides hydrauliques, peintures, pétrole et Solvants sont des produits compatibles sans réel souci. Les M-C ont une tenue aux impacts et aux chocs moyenne, inférieure à celle des Matériaux métalliques.