PARTIE 1

Les matériaux composites.
Les matérieux composites Les matériaux composites sont des matériaux solides, constitués par l'association à l'échelle microscopique de plusieurs autres matériaux aux caractéristiques complémentaires. Cela permet d'associer un ensemble de propriétés mécaniques ou physiques qu'il serait impossible à obtenir avec les composants pris de façon isolée.

C'est l'industrie de l'aérospatiale qui est à l'origine du développement des composites notamment par le besoin en matériaux possédants des caractéristiques mécaniques élevées mais aussi pour obtenir un poid de plus en plus léger. Aujourd'hui, les composites sont omniprésents dans les secteurs de l'industrie.

Les constituants
Parmis les principaux constituants, on trouve le renfort et la matrice.

- Le renfort est tout simplement le squelette ou l'armature du composite; il assure la tenue mécanique telle que la traction ou encore la rigidité, il supporte ainsi l'essentiel de l'effort imposé. Il peut être composé de milliers de fibres d'un matière d'un diamètre pouvant aller jusqu'à 1 micron. Cette utilisation permet une plus grande souplesse lors des contraintes. Lorsque l'on exerce une traction sur un matériaux, certaines parties sont plus sollicitées que d'autres et vont tendre vers la rupture. L'utilisation des fibres permet de renforcer le matériaux dans certaines directions.

La recherche de ses renforts ultra-performants s'oriente aujourd'hui vers des céramiques telles que les carbones, le verre ou encore le carbure de silicium. Mais ils comportent également des défauts qui provoquent des ruptures. C'est une des raisons pour laquelle on utilise une très grande quantité de fibres de petit diamètre. Les renforts les plus résistants utiliseront des fibres de 1 micron de diamètre.

- La matrice lie les fibres du renfort entre eux et assure la répartition de la contrainte. C'est "l'emballage". Elle assure également une protection chimique ou contre la corrosion par exemple.

On distingue trois grandes familles:

Les plus répandus actuellement sont les matériaux composites à matrice organique, l'emploi de composites à matrice métallique ou céramique restant très limité.

Les matrices organiques sont obtenues à partir de polymères thermoplastiques ou thermodurcissables (résines). Pour la résine plastique, la mise en forme est assurée par un simple chauffage de la résine, puis le matériaux prend sa forme voulue lors du refroidissement. Cette méthode est largement utilisée dans l'industrie automobile pour les grandes séries.
Pour les résines thermodurcissables, la mise en forme est assurée avant la polymérisation, avant que le matériaux devienne définitivement rigide.

Les avantages
- Une grande résistance
- Insensibles aux produits chimiques tels que les huiles, le pétrole, les liquides hydrauliques...
- Peu insensibles au éléments extérieurs: humidité, chaleur, corrosion (sauf alu-carbone).

Partie 2: Les résines - Caractéristiques mécaniques des résines