Qu’est-ce qu’un composite ?

Un matériau composite est composé d’au moins deux matériaux, qui se combinent pour donner des propriétés supérieures à celles des constituants individuels.

Pour notre site web, nous faisons référence aux composites polymères renforcés de fibres (FRP), généralement avec des fibres de carbone, de verre, d’aramide, de polymère ou naturelles intégrées dans une matrice polymère. D’autres matériaux de matrice peuvent être utilisés et les composites peuvent également contenir des charges ou des nanomatériaux tels que le graphène.

Les nombreux matériaux composants et les différents processus qui peuvent être utilisés rendent les composites extrêmement polyvalents et efficaces. Ils aboutissent généralement à des solutions plus légères, plus solides et plus durables par rapport aux matériaux traditionnels.

Pourquoi utiliser les composites ?

La principale raison pour laquelle les matériaux composites sont choisis pour les composants est le gain de poids pour sa rigidité et sa résistance relatives. Par exemple, le composite renforcé de fibres de carbone peut être cinq fois plus résistant que l’acier de grade 1020 tout en ayant seulement un cinquième du poids. L’aluminium (grade 6061) est beaucoup plus proche en poids du composite à fibres de carbone, bien qu’encore un peu plus lourd, mais le composite peut avoir deux fois le module et jusqu’à sept fois la résistance.

Croissance de l’industrie des composites

L’industrie des composites est une industrie passionnante à travailler car de nouveaux matériaux, processus et applications sont développés en permanence – comme l’utilisation de fibres hybrides vierges et recyclées, une fabrication plus rapide et plus automatisée. Le marché mondial des matériaux composites croît d’environ 5 % par an, la demande de fibres de carbone augmentant de 12 % par an.

Avec environ 1500 entreprises britanniques impliquées, le marché britannique des produits composites était estimé à 2.3 milliards de livres sterling en 2015, et pourrait atteindre 12 milliards de livres sterling d’ici 2030 (Référence : The 2016 UK Composites Strategy)

Quand faut-il utiliser les composites ?

Comme tous les matériaux d’ingénierie, les composites ont des forces et des faiblesses particulières, qui doivent être prises en compte au stade de la spécification. Les composites ne sont en aucun cas le bon matériau pour chaque tâche.

Cependant, une force motrice majeure derrière le développement des composites a été que la combinaison du renforcement et de la matrice peut être modifiée pour répondre aux propriétés finales requises d’un composant. Par exemple, si le composant final doit être résistant au feu, une matrice ignifuge peut être utilisée au stade du développement pour qu’il ait cette propriété.

Réduction du poids

• La principale raison pour laquelle les composites sont choisis est l’amélioration de la résistance / rigidité spécifique (résistance / rigidité spécifique par unité de poids).
• Cela permet de réduire la consommation de carburant, ou d’augmenter l’accélération ou l’autonomie dans les transports.
• Il permet une installation plus facile, plus rapide ou un mouvement plus rapide des bras de robots et réduit les structures de support ou les fondations.
• Il améliore la stabilité de la partie supérieure des navires et des structures offshore et la flottabilité pour les applications en haute mer.

Durabilité et maintenance

• Les composites ne rouillent pas, ce qui est crucial, en particulier dans les environnements marins et chimiques. Le besoin de maintenance et de peinture est réduit ou éliminé.
• Les paliers composites pour les moteurs marins et les ponts ne nécessitent aucune lubrification et ne se corrodent pas.
• Combinez l’excellente résistance à la fatigue, et les composites peuvent augmenter la durée de vie des produits de plusieurs fois dans de nombreuses applications.

Fonctionnalité ajoutée

• Les composites sont des isolants thermiques, ce qui est bon pour la protection contre le feu et les explosions ou les applications cryogéniques.
• L’isolation électrique est utile pour les structures ferroviaires en bordure de ligne et la transparence des radars. Un maillage ou un revêtement conducteur peut être intégré si nécessaire, par exemple pour réfléchir les radars ou détourner la foudre.
• Les capteurs, l’électronique et le câblage peuvent être intégrés.

La liberté de conception

• La conception des composites permet une liberté de forme architecturale.
• Plusieurs pièces peuvent être consolidées en une seule, et des raidisseurs, des inserts, etc. peuvent être intégrés dans le moule.
• Les composites peuvent être adaptés à l’application en choisissant les matériaux constitutifs et en incorporant des fonctionnalités supplémentaires.