Christophe BINÉTRUY

Le moulage des composites recouvre les technologies où les écoulements de polymère jouent un rôle essentiel dans la fabrication de la pièce. Il est possible d’établir des liens entre les paramètres de pilotage des procédés et les caractéristiques géométriques et physiques des pièces fabriquées.

Les composites à matrice polymère peuvent être façonnés pour ajuster leurs propriétés aux exigences spécifiques d’une application, d’où l’intérêt porté à leurs technologies de fabrication. Connaissez-vous les principaux phénomènes impliqués dans les procédés de moulage de ces composites structuraux ?

Les structures dites « sandwiches » résultent de l'assemblage par collage ou soudure de deux peaux minces sur une âme plus légère et de plus faibles caractéristiques mécaniques qui maintient leur écartement et transmet par cisaillement les actions mécaniques d'une peau à l'autre. Ce dossier présente le concept de structure sandwich au travers d'une description de la nature et des propriétés des matériaux constitutifs, de quelques notions relatives à la conception des pièces sandwiches, des principales méthodes de fabrication, des techniques de jonction et finition, et des différentes applications

Les propriétés des polymères renforcés dépendent de la pièce finale puisque le matériau s’élabore en même temps qu’elle. Une particularité qui empêche de définir des propriétés universelles. Néanmoins, il est possible de les estimer en fonction de la forme de la pièce et de la distribution spatiale de la phase renforçante.

De nos jours, les technologies de fabrication et des matériaux constitutifs des composites sont multiples. Au moment du choix, le concepteur doit allier un grand nombre de critères, qualité des pièces obtenues, cadence de production, rentabilité économique, auxquels il faut ajouter la complexité des phénomènes physiques et chimiques mis en jeu dans le cadre du moulage des composites avancés. Dans ce contexte, les outils de calcul sont devenus des instruments nécessaires dans la chaîne de conception-fabrication de ces composites. Cet article présente des relations physiques simples ayant un intérêt pratique pour l’estimation de grandeurs telles que des pressions de résine et des temps d’injection. Plusieurs exemples d’utilisation de la physique du moulage des composites avancés ont été choisis pour illustrer ces approches.

Matériaux extrêmement polyvalents, les composites à matrice polymère sont façonnables selon l’application et les propriétés recherchées. Le mode d’élaboration s’avère donc extrêmement déterminant dans la chaîne de conception, puisqu’il détermine les performances du composite. Cet article analyse les différents phénomènes mis en jeu dans les technologies de fabrication des composites avancés. Il en présente des modèles descriptifs découlant des lois de conservation (masse, énergie) et des lois constitutives (viscosité, réactivité, contraintes mécaniques…).