III.5. Conclusion
D'après la caractérisation physique et
mécanique sur la matrice seule, on déduit sa température
de service par la méthode ATD/ATG. Et en faisant l'essai de traction, on
trouve que la résistance en traction, et le module d'Young sont
très bonnes pour une matière polymère, c'est pour
ça la résine époxy est choisie comme matrice
associée aux fibres pour être en adéquation avec la
règlementation aéronautique internationale.
La légèreté des composites
aéronautique est dû à leur faible densité ainsi en
conservant leur excellente propriété mécanique à
cause de taux de fibres élevés.
CHAPITRE III Résultats et
discussion
63 | P a g e
On déduit d'après les essais mécaniques
sur les éprouvettes, que la résistance des composites à
fibres de carbone en traction et à la fatigue est meilleure que celle
qui est à fibre de verre, mais vu que le paramètre
diélectrique est important dans la sécurité des vols,
sachant que l'avion est soumis à des risques causés par les
courants électriques, on explique l'utilisation majoritaire sur fuselage
et aile d'avion de la fibre de verre comparativement à la fibre de
carbone qui sont utilisables dans les parties hautement solliciter dans
l'avion.
Les résultats trouvés par ultrason sont proches
à celle calculée par essai de traction pour le cas de composite
à fibres de verre en comparant la valeur de module de Young par ultrason
Eultrason=20.05 GPa avec Etraction=19.16 GPa,
ce qui permet d'utiliser cette technique comme un moyen de calculer les
paramètres élastiques sans détruire le matériau
mais seulement pour les matériaux denses et ce n'est pas le cas pour le
composite à fibres de carbone.
Comparant les deux graphes (Simulation/expérimental) on
trouve presque la même pente, avec des valeurs très similaires.
CHAPITRE III Résultats et
discussion
64 | P a g e
Références du chapitre
III
1. Chapuis, D., V. Aerts, and R. Bonneville, Chapitre 4: Les
nouveaux matériaux
composites pour l'aéronautique par Vincent
Aerts, in Chimie, aéronautique et espace. 2021, EDP Sciences. p.
75-84.
2. Basaid, Djamel. Simulation Numérique Du
Comportement Macroscopique Des
Matériaux
Hétérogènes À Matrice Élastique Et Inclusion
Élastoplastique Pour L'utilisation En Construction Aéronautique.
2019. Université M'hamed Bougara - Boumerdes, Thèse de
Doctorat.
3. Belgacem, L., et al., Experimental investigation of
notch effect and ply number on
mechanical behavior of interply hybrid
laminates (glass/carbon/epoxy).
Composites Part B: Engineering, 2018. 145:
p. 189-196.
4. Systèmes, D., 'Getting Started with Abaqus
Interactive Edition version 6.8'.
Dassault Systèmes Simulia Corp,
2008.
5. Aribi, C., Étude comparative du comportement des
différents matériaux composites
(différentes matrices),
2012, Université de Boumerdès-M'hamed Bougara.
CONCLUSION GENERALE
CONCLUSION GENERALE
Ce travail est réalisé au niveau de
différentes institutions, à savoir : Air Algérie pour
l'élaboration des composites, CRTI, CNERIB et UR-MPE
pour le contrôle et pour la caractérisation des matériaux
élaborés. L'objectif de base est de clarifier le comportement de
ces composites destinés à l'aéronautique d'une part, et de
classer les techniques d'analyse et de caractérisations adéquates
d'une autre.
Notre étude nous a permis de tirer les conclusions
suivantes :
+ D'après la caractérisation physique sur la
matrice seule, on déduit son domaine de service par la méthode
ATD/ATG, ce domaine ne doit pas dépasser la température de
transition vitreuse, en plus, cette matrice doit être stable en termes de
déformation pour les températures inférieures à
Tg.
+ En faisant l'essai de traction, on trouve que la
résistance en traction, et le module d'Young sont très bons pour
une matière polymère, le domaine élastique est très
important, c'est pour ça que cette résine époxy est
choisie comme matrice associée aux fibres pour être en
adéquation avec la règlementation aéronautique
internationale.
+ Les sollicitations mécaniques sont supportées
par le renfort, tandis que la matrice époxy assure la forme et la
transmission des contraintes vers les renforts.
+ Les composites à fibres de verre sont moins
performants d'où leurs modules de Young est inférieur à
celle que ceux renforcés par des fibres en carbone. Mais sont utilisable
dans le fuselage d'avion à cause de leur caractère
diélectrique et leur résistance à la
déformation.
+ Les composites à base de fibre de carbone
présentes des résistances mécaniques très
élevés, et une endurance dépasse 50% de la contrainte
ultime dans le cas des sollicitations par fatigue, par contre les
stratifiés à base de fibre de verre sont limité en termes
d'endurance. Une prudence obligatoire doit être considérés
dans les parties à base de ce renfort dans l'aéronef, le
contrôle périodique est obligatoire.
+ La légèreté des composites
aéronautiques est dûe à leur faible densité ainsi en
conservant leurs excellentes propriétés mécaniques, ce qui
limite les techniques de caractérisation par ultrason qui est
très souvent utilisé dans l'aéronautique, car cette
technique est basée essentiellement sur les matériaux les plus
denses tel que les métaux.
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v La simulation est une technique satisfaisante car elle
donne des résultats très proches de la réalité, ce
qui permet d'exploiter cette technique pour étudier et formuler les
meilleures architectures des structures composites sans aller vers
l'élaboration et le tâtonnement, ce qui permet d'être
efficace et économique.
Les matériaux composites sont actuellement en cours de
développement pratique dans divers domaines, et sont la source de toutes
sortes de défis des réalisations high-tech. D'où dans le
domaine de l'aéronautique spécialement ou le pourcentage de ce
type de matériau dépasse 50% pour les avions de la nouvelle
génération.
Résume bien le rôle clé de la physique des
matériaux dans l'étude et le développement des
matériaux composites. D'un côté nous avons l'aspect virtuel
(la simulation par ordinateur), et de l'autre côté l'aspect
expérimental.
Perspectives
L'industrie aéronautique est un environnement où
la recherche et l'utilisation de nouveaux matériaux jouent un rôle
clé. Beaucoup de travail reste à faire pour optimiser leur
utilisation, notamment en ce qui concerne l'introduction des
nanomatériaux dans la construction aéronautique. Ainsi pour la
recherche, il s'agit de continuer à développer des résines
pour augmenter la performance des composites destinés
aéronautique.
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