République Atgérienne I)émocratique et populaire
i;p,ilt i+gtJi"*Sl Ljfj;ll L*JU*.Â+ll
re de I'Enseignement supérieur et rte la Recherche scientifique
.,..ldl .e. -itf J gË.Udl .-.+LlJl i;l_ff
-- ,- : __6_*\__
T]NIVERSTTE MOIIAMED SEDDIK BEN YASIA -JIJEL
tr'aculté des Sciences et de Technotogie Département de Gémie Mécanique
rojet de Fin d?Etudes
Poar l'Obtention du tùiplôme
De Master Académique en Génie Mécanique Option construction mécaniqu e
Ihène
jury
'EF :HE
Président Examinateur Encadreur
Présenté par:
Chahra KHETTABI
Setwa BTUKHENTIT
Prornoûîon 2O;18
Les membres Dr. R BELH.
Dr.L.GUE, Mr. T. SED
de de I'influence de la morphologie des inclusions propriétés mécaniques d'un matérinu composite
Université de Jijel
Nous un temps pt ta disponib'
Nous voulu consl ù la haateu
Un gt génie méca
tenons tout d'abord ù remercier Mr Toutik SEDRAT qui a sacrtfté écieux pour nous encadrer dans ce travail, werci pour tn putience, lité, ta bienveillance et surtout pour ta eonft.ance en neus,
voudrons également remercier Iæ membrcs du jary d'avoir bien crer leur temps el accepter d'évaluer ce ffavail, avec l'espolr d'être 'de leurs ûttentes,
nnd merci poar nos enseignants et tout le perconnel da département ùque, qui nous ont initiés auxvsleu.rs authentiques.
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4oæctae dédr?nce w oenil eQnc?nae /'dawn, (e
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M {ea d^qfr frnanatt,a kn pt*c cnsra à oræt æq/t.
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Sdlrila, fiddie, t{rarrha, l'ana,rh., z{rataun tr 7e/1â,
SeIne
Tnble des matières
Remerci Dédicaces.
Tables des
L1
t2
b.
C.
L3.3I
L4.1 C r.4.1 14.1.
t4.2 Cl L4.2.
Liste des Liste des
VII
Liste des s
Liste des
Chapitre I : Généralités sur les composites
rX .X
des materiaux composites ...7
r.2.lHi ... 7
r.2.2 L3 Mi
I.3.1 L3.2
a.F
... 9
10
r.3.4 I.4 Fami
ification selon la quatité .."..". 1l
Compositesàgandediffusion(GD). ... ...".. 11
Composites haurtes performances (HP)....".. ...-.-...'-.'..12
ification selon les familles ..'...12
Composites à rnatrice organique (CMO) '....'....'.-..'..'..12 Composites à rnatrice céramique (CMC). . ...'."'....'..13
I.5 A L6 Do L7 Conc
II.3.I
rr.3.2 II.3.3 ïï.3.4
II.4.1 tr.4.2 II.4.3
II.6 II.6.1 rr.6.2 II.6.3 Ii.6.4
tï.7.r
T1.7,2
Composites àrnatrice méallique (CMM)... ...13
Chapitre I[ : Homogénéisathn numérique ion du volume élémentaire représentatif (VER).... ... 18
II.3 Princi de l'homogené:isation. ...,... 18
IL1Introd IL2 Défini ons de Hïtt, ...21
II.4 Condi aux limites et moyenne des champs lor;aux... ...21
itions homogènes sur le contour en contraintes (SUBC) ..."...23
conditions aux Timites periodiques (PBC)... ...24
IL5 Proori macroscopiques des composites ...24
anal'ytiques de changement d'échelles... ...27
16 de f inclusion d'8she1bv... ...27
18 TI.7 analytique. ...30
rr.7.2 Borne supérieure de Voigt (1889)... ... 31
Borne inférieure de Reuss (1929) ... 3l rr.7.2. rr.7.3 drrsecondordredeHASHIN-SHTRI13{AN... ...32
II.8 Concl JJ IfI r Stude de I'influence de la morphologie des inclnsionc III.I Introdluction..,... ...36
III.2 Description du modèle étudié... ,...36
ion de la s$ucture ...37
itions aux limites ... 38
III.3 des simulato$s
itermination de \,j"ER pour le module d'élar;ticité ....,...4A fluence de la morlphologie des inclusions sur le module d"élasticité E : ...50 IIL4 Concl
Conclusi III.2"I
InI^z.2 TTI.2.3
III.3.I
IIT.3.2
iste des
figure L
Figure Figure Figure Figure Figure
Famillr;s des matérriau:r ...6
Matériau composite... ..."....8
Geome,trie des renforts ...9
Stnrctures des pièoes composites. ...10
Exernprles de la corryosition des renforfs... ,,.,.,...,,,,.,,1t Lerôlerdel'interfacesurlaténacitédescomposites. ...11
Famille des compcrsites... ...'...14
DomainEs d'application des compositcs... ...'...16
L'homogénéisation....,-. .,...,...-..19
Figure I. Figure Figurell. F'igwe.II Echelles de représentation en homogénéisatir:n. ...19
Figurell{ Condition aux linaitesSUBc...,,. ....,...',..,..24
Figure II.5 fllusûation du principe de la solution diluée... .'...."'.28 Figure ILI [tusaation du principe du schéma Auto-cohérent ...---...28
Figure IIl.f Mafiice avec des inc1usions... -...'..36
Figure n{.2: Oerurents types de Aaction et de fonne étndtiés... ..'...-...-...37
Figure II+3 Genération des inclusions atéatoire... '...'38
Figure II{,4 Condition aux1imites... ..."..'...-.-.-'38
FigureII1.5L'inituencedenombred'élémentsfinissurlilvaleur de8...'-'.'--"'."....'.".'-...'..39
Figwe ff{.6 fyperde rnaillage. ".".'.."'.""'."40 FigureII{.7.aDéterminationdesVERennbred'inclusiorrrN .'..---...42
Figure III.7.b Zoorn pour mcrntror les bornes... .'..'...'...43
Figure tl{.8.a nétermination des VER en nbre d'inclusion N..'...'... .".--.--..-...'43
Figure U{.au Zoompour montrer les bornes... .'..".-.-...44 Figure II{.9.a DdferminationL des VER en nbre d'inclusicn N^.'... ...'...'...-.-..'"44 Figure II{.g.b Zoom pour mrmtrer les bornes... '..'."""44
X'igure n{.f O.a Détermination des VER en nbre d'inclusrion N."'..-... ...'..'.."""'"44 Figure il1.10.b Z,oorn pour rûontrer les bornes... ..'.'.'.."45
F'igure Figure Figure Figurc Figure S'igure Figure Figure Figure Figwe F'igwe
n n
II
II
.ll.n Determination des VER en nbre d'inclusion N... ...-....45
ll.b Zoom pfir floûtrer les bornes... ...46
Détermination dcs VER en nbrp d'inclusion N..., ...,46
2.b Zoom pour r4onfrer les bornes... "...,.46
13.4 Determination des VER en nb're d'inclusisn N... ,..,...,...47
l3.b Zoom pour nonter les bornes... ,,,..,.,.47
DeterminationdesVERennbred'inclusionN... ...,...47
14.b Zoom pour ûlontrer les bornes... ...,...48
l5 lnflue,nce de P; sur la propriété E"îf ... ...49
6 Valeur de E pow les cylindre en fonction d,e Pi... ...49
7 Module d'élasticité pour les fiois formes d'inclusions ...50
i:::::Ë:
rabteau rableau ft3
rableau f.a
f.s
des tallleilux
Dimensions gt propriétés du modèle étudié... ...:17 Valeurs des $ornes de Reuss et Voigt... ...'{l Valeurs des bornes de Hashin-Shtrikman. ...."...'.".tlt Erreur calculbe sur les 3 valeurs de E..,... ...48 Errew calculEc sur les 3 valeurs de E..,... ...'..'.'.48 Valeur de E (VER) dans trois formes... ."...'.'49
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(Sijw) pn
Tpn V
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kAc
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Tonseur de localisation des déformations de la phase.
Ivlafi i ce de lo calisation dans I' hetéro généité.
Tenseur d"ordre 4 de concentration des contraintes.
Tenseur d'ordre 4 de rigidiÉ.
IVlatrice inlinie de rigidiæ.
Inclusion de rigidite.
Ivfodule d' élasticité effseti f , lvtodulc d'élasticité d' inclusions.
Tvfodule d'élasticité de la matrice.
Tenseur des déformations ftromogénéisées.
Tenseur des déformations rnacroscopiques.
N{odule d' élasticité effectif' moyen.
Bprne inférieure de Reuss tlu premier ord:re.
Borne supérieurË de Voigt de deuxième ordre.
Nfodulc d'élastieité suivant les trois direcdsns.
tv{odule de compressibilité supriewe des bornes de Fllashin-Shtrikman.
Le module de compressibilite inférieure d.es bornes de Blashin-Shtrikman.
]rliombre d' inclusions.
Fraction volumique des inclusions.
Fraction volumique de la nratrice.
T'enseur d'ordre 4 appelé tenseur d'Eshelby T'enseur d'ordre 4 de soupl,esse.
Pseudo-tenseurs de localisartion.
\rolume.
\rolume élémcntaire.
Ciote de la matrice cubique.
Ir[odule de compressibilité apparent.
hdodule de compressibilité effectif.
hdodule de compressibilité des inclusions.
KMT
k*
n ph
<ph>
Ui
?i (otùpn
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o,Tt
(eiùii
Ëm
XU
I ofj )pn (o" I
1€,ii )pn (sii)
vt'pp
Iti
Fm
lt*'
6V lti
vm
fu{odule de compressibilité riquivalent de Mori -Tanaka.
lr{odule de compressibilité rie la matrice.
Npmbre de phase.
Pllase.
Tdnseur de localisation.
Dfplacement.
F I pctuation periodique.
T$nseurs de contraintes locale de chaque phase.
C{ntrainte microscopique é,lémentaire.
El,Ëort volumique.
Tgnseur dedéformation localc de chaquç phase.
D{formation moyenne de la matrice Crintraintes macroscopiques.
Cefntraintes moyennes local;s de chaque phase.
C<lntrainte moyenne macroscopique.
D{formations moyennes locales de chaque phase.
Déformation moyenne macroscopique.
Mgdule dc cisaillemcnt appuent.
Môdule de cisaillement des :inclusions.
Môdule de cisaillement de la matrice.
Mridule de cisaillement équivalent de Mori -Tanaka.
Co[rditions aux limites.
CoEfficient de Poisson d'inclusion Cobfficient de Poisson de la matrice.
\TER
UV GD HP CMO CMC CMM MHE KTIBC S{JBC PBC H.S. lV nbre
des abftrvistions
lume élémentaire représentatif
diffusion.
performances.
posites à matrice organique.
ites à matrice cérarnique.
ites à matrice métallique.
iau homogène équivalent.
ic Uniform Boundarv Condition.
Uniform Boundary Conditions.
iodic Boundary Conditions.
in- S htrikman-Walpole.
In 'od, ction ti,7énérale
I-Int
nombreux matériaux lors de
en fournit f industrie
pour la rapport, corrosions
qu on des vides
II-Etat
même d'une statisti
En les
la matière
iques ct it est licite dc fairE I'lrypothèse dc oontinuité der ites ont constamment srmcite un int(irêt croissant de la part de
ls. Les propriétés méc;aniques speciliques de ce genre de
un grand allégement au niveau des structures, particulièrement les sectews d'activités notamment dans le transport aérien qui évidement l'i la plus frappantr:, aussi dans I'industrie automobile, aeronavale. ainsi que l'aerospatial et leur emploi ne clesse de plus en plus â se
vers de divers domaines d' applicatum.
specia conçue pow les matériaux cornposites, leurs permettent des niveaux de inégales, ce qui a ouvefi de grandes perspectives isation et la des pièces mécarriques, tout en assurant un important iculièrement termes de performance, du poids et de forte résistance aux et à la fatigue.
run au dit composite est un matériau rnultiphasé qualifié d'une d'au moins éléments, qui sont fréqtremment unrs matrice et des inclusions le aussi les , ces derniers peuvent rltre des fibres, des particules ou encore
ese pores.
I'art
qu'ils soient et hétérogènes,, la voie d'étude la plus réalisée et la
le concernant composites est de les considérer comme des matériaux quemenl
introduction
effet, à une
des propriétés 11I.
suffisamment petite, tous les matériaux sont hétérogènes, appelés homogt)ines. Cependlan.t, lors de la conception
l'échelle est si gr;ande que l'on observe une moyennel
di
fois I'hypothèse continuité est admise, l.e concept cl"homogénéité s'en déduit, ui qui possède des propriétés identiques en chaque point. Le que le mili homogène est
conæpt d' ient dons, chaque fois que les proprie'tés varient en fonction du point. vanatl0n êfe soit continue, soit rliscontinue, ce qui est le cas dans les matenaux posites.
ivement, pour matériau composite, L:s propriétés ponctuelles subissent des interfaces entre les dilliérentes phases constituantes qui, par contre, généralement cornme homogSines et isotropes.
En se basant sur les procédures de la technique d'homogénéisation, la développer des solutiorui pour définir les champs de contrainte ique apourbut
et de ion dans les iaux hétérogènes afin de pouvoir calculer analytiquement et numériq les proprié effectives.
approche de déterminer les propriétés macrCIscopiques d'un matériau à partir des ls des différentes phasr;s qui le constiluent.
III.P matique
En effet, plusieurs ont été développees pour déterminer les propriétés de ces hétérogènes, en analysiant une section représentative appelée le volume lémentaire if ( VËR > du maténau.
nous pefmettra prévoir I'influence de la morphologie des phases, de leurs et de leurs taill sur lqs propriétés effecti.rres du composite.
au passage
des inclusions
cela nous sommes intéressés drans notre étude à I'influence de la
le module d'élasticité effectif des microstructures biphasées de type inclusions ilisant la technique d'honnogénéisation numérique
On aura recours à de nombreuses simuik*ions en faisant varier la forme et la isue des incl
fraction v
érudiée.
tout en essayant de proposer urr modèle adéquat décrivant
emolre esl
ier chapifte présente de façon géndmle les matériaux composites, Ieurs principals tituants, les familles des compnsites et ses classifications. Enfin ce
de quelques domaines d'applications.
chapitre clôturé par la
le second itre nous présenteronrs la technique d'homogénéisation numérique commençant par définition de la notior:r du volume élémentaire representatif,
ses differentes étapes en I'occurrence la représentation, la passant la présentation
localisati etl
effective.
IV-Orga
Le
Le
Le
anivant aux différentcs borncs théoriques dc l'élasticité
lsreme et chapifre comportera rune etude comparative des diftrentes
suivies de lres et d' interprétations.
nous ce manuscrit par des conciusions et quelques perspectives travaux liés à domaine de recherche,
néral
e, nous rrywc constil
illes:, passant
È)t enfin
L1
I.2 Défini des matériaux
L3 Mic des
I.4 Famil des composites I.5 A et ltmitations
d'utilisation I.6 Domai
L7 Conc ron
apitre I
/7,/.
eS SUr le::S mûterlaux
composi?tes
Résumei
présenter des généralités sur les mefiériatn composites, leur
ses dffirentes classifi,c:ations ainsi qu*t leurs grandes Iq citation de quelque ,uvantages et incçnvénients
c iX er ons q uelques domnine s d' app tl i c at i ons.
Sommaire
mposites tes
toujours, les ils sont r aux objets qu ir et s'adapter
souvent une pi iétés particu forme physiq
matériaux sont le succès
façon générale, figure suivante
I.1 In
Au fil du pour pour
Un demier est raison dc chimique, qui sont à
technique des
f indiqué
aux faisaient partie du quotidien et de I'histoire humaine' de plus en plus rérsistants, et iigalement plus intelligents nous entowent de nouvelles fonctionrnalités plus performantes
aux besoins de la misrl en forme l'odue par le concepteur' toute matière utilisée p,o,ur réaliser un objet au sens large, ce
d'un sous-ensemble, do:nre une matirire de base sélestionnéo en et mise cn eeuvrË err vue d'un usngs spécifique, la naturc ainsi que l'état de surfir,;e des différentes matières premières,
, les conËrent des propriétés parliculières [21.
la source de la technolog;ie et du monde industriel. La réussite ial d'un produit fabrrirtrué dépendr:nt en grande partie du ou
matériaux sont classd)s en quatrie grandes familles comme)
$ere trtræ *rktPmcbail**
Lnû Pli*e Glse
F+gSrcne...etc Psrse1alne,..:Ér. Bét€Ë Ër$*.".ck- Figure I.1 I Farnillcs;des matériarx.
,$
1.2
pour une solution
de tendon dos et de
F sons I'intérêt note étude sur la quatrrième famille, les composites semble bien avoir maints comparant aux trois autes familles qui peuvent être utilisé
ue quelle soit au niveau de la masse volumique, la résistance aux effi la durée de vie isolation.
ition des ma aux composites
perspectlves
persistant des matér:iilux composites, cette famille a ouvert la conception de piÈx;es mécaniques, vu les perfonnances qu'elles en guise poids et de leur forte nisistauce à la corrosion et à la fatigue.
elle ré défînies dans un cahier des charges.
I"2,1 Hi
ent, le fut le premier matériau compositc naturel utilisé. Les
mongols ans av J-C) 'on exploité pour le fairi: âme de leurs aros en le eontrecollant sur sa faee inteme. Ensuite à l'époque médiévale, lee épees et:
les étaient conçus incipalement par des couches des dif.Terents matériaux.
reculer dans temps, les anciens égllptiens ont utilisé le contreplaqué afin meilleure tfirt aux chargements mécaniques qu'à I'snvironnement' le torchis fabriq essentiellement de pailte a été utilisée par les arabes pour la
et le des briques.
I'arrivée I'annéel892,le ftançais Françoise Hennebique a réalisé une rson entro matériaux de natur,e ditTérente, le béton et I'acier formant composlte béton armé, qui s'est irnposé sw le marché de la ooarstruction et des ges d'art [31.
r.2.2 ition
materlau est un matériau hétér01gène, qui peut être réalisé à partir d'une d'obûenir
Plus tard,
parfaite un
l'échelle
judicieuse d' U
moins deux ou plusinurs matériaux de nature differente, à matériaux sant non nriiscibles mais ayant une forte capacitÉ d'adhési
que
(lhapitre I Généralités sur les composites
PratiquernLent, I'un des matériaux a combiné est une sorte de phase discontinue qu'on nornme < renforts >, noyée dans une phase continue appelee < matrice >, où chacun de ces phases a ces propres propriétés méeaniques distinctil'es.
L'assembllage final aura donc de nouvelles pr:opriétés supérieures aux propriétés de chacun des constituants élémentaires pris séparément [4].
ft +t lllla
ttat
Re,nfsts ldl*srian ccurposite Figure I.2 : Matériau composite.
I.3 Microstrur:ture des composites
Au cours de la mise en forme du compositle, les constituants élémentaires cités auparavant (renfo,rts et matrice) peuvent être fournis rde la sorte :
Soit séparément.
Soit sous forme de pré-irnprégnés : C:'est-à-dire de renforts déjà inatprégnés de matrice (liquide ou semi-solide, selon les cas d,e besoins) [5].
I.3.1 Matrice
C'est un liant qui a pour principal but de maintenir les renforts en position tout en transmettrant à cer; derniers des efforts mecaniques.
Comme e1[e peut s'agir aussi d'uns protection pour ces renforts contre les diverses agressions environnementales qui peuvent être (thermique, chimiques, chocs...etc.), elle permet en outre de donner la forme finale voulue au produit réalisé.
I l, I
e
a a
Sdatriee
Chapitre I Géneiralités sur les cowtposites
I.3.2 Inclusionrs (Renforts)
Schématiquement, les renforts sont des ossatuires qui asswent une part essentielle de
la tenue structurelle du composite, ils sont conçus de sorte à assurer des propriétés mécaniques optimales, notamment en tçrmes de rigidité ct dc résistancc.
Figure I.3 : Géomérie des renfofis.
Vu la géométrie des renforts et leur nature de fabrication on peut les classer selon leurs :
à. Forme
Qui peuvent être des fibres longues (1 -
continues (> 50 rnm) ou encore des particules en sable, billes de verne...etc.)
50 mm), Fibres courtes (0.1 - I mm),
forme de Charges renforçantes (gravier,
b. Dispo;rition
Dans laquelle la sûucture des pièces composirtes peut y avoir trois types :
Compositles tissés : les fibres sont tressées our alignées en ( câbles > nommÉs torons ou simplement fils, comptant chacun quelqur.'s centaines ou milliers de fibres. Ces
fils sont ensuite tissés selon des motifs plus ou moins sophistiqués.
Compoeitles str*tifiés: les fibres sont agencees en couches fines nommÉes plis, empilées lles unes sur les autres en de varies elispositions, pourvu qu'elle soit plane : (tissus plans, mat, en vrac, ou tissu unidirectirlnnel).
,,ÉI ' ,1.,t tt , I
r" l'
{lhapitre I Génë'ralités sur les com
- Structure en sândwich : constitués de deux peaux (généraiement stratifiées) collées
$ur une âme épaisse mais légère, ûomme une mousse de polymères ou un nid
d'abeilles, à l'aide d'adhésifs [6].
Figurc I.4 ; Snuetures dcs pièees eomposites.
C. Composition
Ëlie peut être en : Métal, verre, carbone, polynère...etc.
\tgne rimi*r*trilles)
Figure I.5 : Exernples de la eomposition des renforts.
I.3.3 Interfacc:s
Ce sont cles surfaces de contact enffe la matrice et le renfort, ils jouent un rôle important lorsque le composite subit des dé-eradations mécaniques et commence à se fissurer suite à une surcharge, à la fatigue... etc. Les interface;s ont la proprieté de dévier les fissures dc les faire changer de direction, (Figure L6) afin d'él'iter une rupture brutalc entre la matrice
Calbçne Métsl
l0
Chapitre I Généralités sur les cotrtposites
et le renfort, on observe plutôt une décohésion, c'est-à-dire un décollement progressif entre ces deux derniers,
L'interface joue donc le rôle de fusible et rerLd les composites plus ductiles et plus tenaces, en effet, plus résistants à la rupture, que leurrs constituants élémentaires.
Fis$rre
Intcrlhce
Décohésion
FTgure I.6 : Le rôle de I'interface sur la ténacité des composites.
f.3.4 Additifs ret charges
Ce sont <iles produits qui peuvent être incorporés à la résine, pour renforcer les propriétés mécaniques, des charges non renforçantes peuvent être également utilisees pour diminuer le coût des maffices en résine. Aussi les radditifs, de type colorant ou agent de démoulage sont largement utilisés lors de la conrieptisn des structures constituées de matériaux composites.
I.4 Fsmilles dres compo$ites
Les comp,osites sont généralement scindés en deux grandes catégories :
I.4.1 Classifïcation selon la qualité
L4.1.a Compo,sites à grande diffusion (GD)
Qui sont peu couteux et s'emploient pourr des applications de grandes séries
(automobile. . . etc;.).
11
L4.1.b Composites hautes per{ormânc$ (IltP}
Assez onéleux mais dont les propriétés de Ia structure sont imporûantes et qui sont principalement ennployés pour des applications de pointes (aeronautique, spatial).
Il est d'usal;e de classer les composites par Ia narture de leur matrice ce qui con$itionne Ie choix du procédé de mise en forme.
1.4.2 Classi{icartion selon les familles
On distingrre habituellement trois familles :
L4.2.1 Comporsites à matrice organique (CIvIO)
Ce sont des résines polymères ayant un cofrt unitaire sutlsamment réd1rit. Ces composites sont dr; loin les plus répandus aux grandes rséries et ils sont connus en dern6 types :
1,4,2,1.a, The rnn oplastiques
En forme de granulés solides que I'on chauffe puur les ramollir avânt de les rssttre en forme caractérisési pâr :
r Leurs déchets sontrecyclables.
. Très ductiles, c'est-à-dire resistEnt bien à la fissuration.
r Peuvent être stockés indéfiniment et à température ambiante.
r Moins rigides et moins résistants que les thermodurcissables.
I.4.2, 1.b Thernnodurci$sfl bles
Des précurseurs liquides qui, après I'ajout d'un catalyseur, réagissent pour fqrmer la matrice (o'est la grlymérisation), ce qui entraîne une solidification.
Généralement caractérisés par :
r Plus fréquemment employées.
. Grande fac;ilité de mise en forme.
r Non recyclables.
. Plus rigides et plus résistants par rapport aux tlhermoplastiques.
12
(lhanitre I Généralités sur les colnnosite,r
r Nécessités de stockage au froid, pendant xne durée limitee (Si la résipe et le durcisseur sont déjà mélangés).
Généralement, la mise en forme des composites à matrices organiques s'effbctue en moulage passant par deux grandes étapes :
1. Disposer les fibres et la mafice liquide dans tm msule.
2. Solidifier la matrice.
Le remplissage doit être sans bulles ou vides, et respecte évidement la fonlre de la pièce...etc. [71
I.4.2.2 Composites à matrice céramique (CMC)
Bien que cc type de composites sont beaucoup moins repandus que leurs honologues
à matriee organique en raissn de leur eoût élevé, les CMC eomptent parmi les maffiiaux les plus performants pour les applieations thennomécan i ques exigeantes,
Contrairement â leurs homologues org*niqucs, les oomposites à m*trices oér4rniques, ne sont pas conçus de la même sortË, mais plutôt par dépot de matière, suivant les procédés employés dans ces deux étapes :
1. Fabriquerunepréforme ,ayantl'aspectd'untissude mèchesdefibres ayantfiaforme de la piècr:
2. Densifier rcette préforme, en déposant la matrice dans les < vides > du tissu, pntre les meches et également au sein des mèches (entre les fibres). [5]
1.4.2.3 Composites à matrice métallique (CMM)
Ces composites ont été élaborés pour tenter de concilier les qualités des métaux (ductilité, bonne tenue face au vieillissement et au feu...etc.) avec la légèreté et leç bonnes caractéristiques rnécaniques propres aux structures composites. Ce sont des qatériaux performants, mai$ pénalisés par un coût de revient ençore élevé et réservés à des appfications relativement exigeantes, dans divers domaines.
Les comçrosites à matrices métalliques son,t souvent conçus par moul{ge sous pression : de façon à disposer les fibres dans un morde fermé et préchauffe où I'on injecte
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Chapitre I - Généralité's sur les caqtposites
ensuits la matrice, en I'occunËnce du métal fondu. Ensuite le tout sËre eompaeté Eous une presse jusqu'à solidification. [5]
A noter que, les composites à matrices céramiques (CMC) ou métalliques (CMM)
sont des matériaux de pointe, dont les volumes de fabrication sûnt nettement plus redlits que ceux des composites à matices organiques (CMO).
Figure I.7 : Fanrille des composites.
[.5 Avnntrges et limitations
Les composites ne cessent d'évoluer vers cles produits qui sont, soit les moins coûteux possibles, soit les plus performants, ou bien les deux à la fois, grâce à certaUs atouts qu'on peut citer quelqu'un :
. Très bonne résistance à la corrosion : maintenianae réduite.
. Une bonnc:isolation thermique, phonique et électrique (dépend du type de rBnfort)
. Un bon comportement chimique vis-à-vis des produits agressifs.
. Lacombinaison dc bonnes propriétés mécanirlues aveç une faible densité (légèreté).
. Une liberlé de forme qui permet I'intégration de fonctions, d'ailleurs indispensable à I'optimisation du compromis technico-écononnique'
Néanmoirrs les composites comme tsut autre type de matériau, dépontrent fréquemment certlaines limitations :
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