Le propre des matériaux composites, c’est qu’ils présentent des caractéristiques dont les différents composants qui les constituent, à eux seuls, ne peuvent pas se prévaloir. Un atout majeur dans un environnement industriel en quête permanente de performances.
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Le marché des matériaux composites progresse chaque année. Signe que ces matériaux ont de quoi séduire l'industrie. Tout d'abord parce qu'ils sont légers : 50 % plus que l'acier et même 30 % plus que l'aluminium. Et dans un monde où l'on cherche de plus en plus à économiser du carburant pour émettre de moins en moins de CO2, c'est là un atout majeur. Ainsi les matériaux composites aéronautiques occupent-ils une place de choix. On en trouve dans les aubes des moteurs LEAP de l'Airbus A320neo. Dans certains appareils, comme de Boeing 787, la part des composites atteint les 50 %.
Rappelons que sur le papier, l'idée paraît simple. Choisissez un renfortrenfort, comme une sorte de squelette, pour garantir la tenue mécanique de votre matériau. Puis enveloppez-le d'une matrice. Son rôle sera d'une part d'assurer la cohésion du matériau composite tout en permettant de lui donner forme et d'autre part de transmettre les efforts mécaniques au renfort tout en le protégeant contre les agressions de l'environnement. Vous obtiendrez un matériau composite aux propriétés dont les matériaux qui le constituent ne peuvent pas, à eux seuls, se prévaloir.
Les nombreux atouts des composites à matrice organique
Ce sont les composites à matrice organiquecomposites à matrice organique qui semblent le plus séduire l'industrie. Des résines polymères thermodurcissablespolymères thermodurcissables ou thermoplastiquesthermoplastiques renforcées de fibres de carbonefibres de carbone ou de verre, le plus souvent. Parmi les avantages de ces matériaux composites, le fait qu'ils peuvent être conçus « à la carte ». Il suffit pour cela d'ajuster les propriétés de la résine à l'aide d'additifs ou encore de modifier la nature du renfort et l'orientation des fibres. Et les procédés de mise en forme à disposition sont nombreux : moulage, compression et formage, injection, etc. De quoi réaliser des pièces complexes de toutes tailles.
Par ailleurs, les investissements à consentir pour produire de petites séries de pièces en matériaux composites sont inférieurs à ceux nécessaires pour mettre en forme des matériaux plus traditionnels. Dans le secteur de l'automobileautomobile, on les retrouve donc beaucoup sur les modèles haut de gamme. Grâce à eux, le constructeur britannique McLaren espère produire prochainement les modèles les plus légers du marché des voitures de sport.
Du côté des performances, il faut aussi souligner un rapport rigiditérigidité et résistancerésistance sur poids plus intéressant que celui de l'acier. Un atout, dans le secteur de la constructionconstruction, pour les fabricants de câbles de renforts, par exemple. Et leur résistance à la corrosioncorrosion les rend intéressants lorsqu'il s'agit d'imaginer de nouveaux renforts pour les bétons.
Composites thermodurcissables versus composites thermoplastiques
Notez également que parmi les matériaux composites à matrice organique, on peut distinguer les composites thermodurcissablescomposites thermodurcissables des composites thermoplastiquescomposites thermoplastiques. Leurs performances mécaniques se rejoignent. Mais les seconds résistent mieux aux chocs notamment. Par ailleurs, les résines thermoplastiques sont plus faciles à stocker. Et les matériaux composites qu'ils forment peuvent être assemblés par thermosoudage. Sans avoir recours à de la colle, donc.
Dernier avantage, et pas des moindres, dans un monde de plus en plus contraint par la réglementation, les matériaux composites thermoplastiques tout particulièrement sont recyclables. Après broyage ou même probablement bientôt après dépolymérisation de la résine thermoplastique.
