II.2.2. Les renforts
Les renforts utilisés pour la réalisation des
éprouvettes sont des tissus de carbone, et de verre sous formes des
fibres continus bidirectionnels.
Voir les rouleaux dans la Figure II.2.
CHAPITRE II Procédés
d'élaboration et caractérisation des matériaux
composites
24 | P a g e
Figure II.2 : Rouleaux de fibres
de carbone et de verre bidirectionnel
Ces tissus de renfort sont constituée de deux couches
unidirectionnelles, l'une orientée à 0° et l'autre à
90° dite de type taffetas[1] voir dans la Figure
II.3.
Figure II.3 : Dessin d'armure
taffetas (0/90°) [1J II.2.2.1. Caractéristiques des
fibres de carbone et de verre
II.2.2.1.a. Fibre de verre
Contrairement à l'état massif ou le verre est
très fragile du fait de sa forte sensibilité aux microfissures,
la conception de ce type de matériau se forme des fibres de faible
diamètre pour qu'il possède de bonnes performances
mécaniques est dû de la diminution des microfissures donc la
fragilité diminue. La matière première pour la fabrication
de ces fibres est composé de silice, alumine, magnésie,
etc.[1]
Il existe différents types de verre filable qui sont
résumés dans le Tableau II.1 :
CHAPITRE II Procédés
d'élaboration et caractérisation des matériaux
composites
25 | P a g e
Tableau II.1 : Différents
types de fibres de verre filables
|
Type des fibres de verre
|
Caractéristiques
générales
|
|
A
|
Haute teneur en alcali
|
|
C
|
Bonne résistance chimique
|
|
D
|
Haute propriétés
diélectrique
|
|
E
|
Bonne propriétés électrique
|
|
R, S
|
Haute résistance mécanique
|
Dans notre travail nous avons utilisé des fibres de
verre type D élaborées par une méthode de fibrage de verre
fondu (voir plus dans l'annexe).
II.2.2.1.b. Fibre de carbone
Les fibres de carbone appartiennent à la famille des
graphites, qui ont une structure hexagonale en atomes de carbone dispose en
plans cristallographique parallèle et décalé un par
rapport à l'autre.
La liaison entre les atomes de même plan est chimique
(un mélange des liaisons covalentes et métalliques). La liaison
covalente, qui résulte de l'hybridation sp2 de chaque atome
de carbone, est responsable du module et de la résistance
élevés dans le plan des couches de carbone. La liaison
métallique, qui est due aux électrons pz
délocalisés, est responsable de la conductivité
électrique élevée et de la conductivité thermique
élevée dans le plan des couches de carbone. Perpendiculaire aux
couches de carbone, la liaison implique des forces de van der Waals (liaison
secondaire).
En raison de la faible liaison inter couche, les couches de
carbone peuvent facilement glisser les unes par rapport aux autres. Dans les
fibres de carbone, les couches hexagonales sont disposées dans une
structure beaucoup plus amorphe, étant enroulées, pliées
et froissées les unes avec les autres. Cette structure amorphe ne permet
pas de déchirer les feuilles hexagonales et confère à la
fibre de carbone ses propriétés de matériau uniques avec
une résistance à la traction élevée et une
rigidité élevée.[2]
CHAPITRE II Procédés
d'élaboration et caractérisation des matériaux
composites
26 | P a g e
Figure II.4 : Structure
cristalline du graphite.
Les atomes A (cercles pleins) constituent une couche de
carbone, tandis que les atomes B (cercles vides) constituent la couche de
carbone adjacente[3] .
Elles sont obtenues par carbonisation de la fibre PAN (Poly
acrylonitrile).[1]
v Les caractéristiques de nos fibres utilisées
dans ce travail sont mentionnées dans le tableau
II.2.
Tableau II.2 : Caractéristiques du
tissu de carbone et de verre
|
Fibres continues de carbone
|
Fibres continues de verre
|
|
Caractéristiques
|
Valeurs
|
Caractéristiques
|
Valeurs
|
|
Architecture
|
TAFTAS
|
Type
|
D (diélectrique)
|
|
Géométrie des fibres
|
Rectangulaire
|
Géométrie des fibres
|
Cylindrique
|
|
Epaisseur (mm)
|
0.2
|
Epaisseur (mm)
|
0.1
|
|
Résistance à la
traction
(N/mm2)
|
330
|
Résistance à la
traction
(N/mm2)
|
140.29
|
|
Élongation (%)
|
1.9
|
Nombre de filament
Par fibre
|
75
|
|
Poids spécifique (g/m2)
|
193
|
Poids
spécifique
(g/m2)
|
106
|
CHAPITRE II Procédés
d'élaboration et caractérisation des matériaux
composites
27 | P a g e
| 
