Chapitre 1 :
ETAT DE L'ART SUR LE COMPORTEMENT VIBRATOIRE
D'UN
MATERIAU COMPOSITE.
Depuis les années 1980, l'utilisation des
matériaux composites dans le secteur de l'automobile,
aéronautique, navale, génie civil et architecture s'est fortement
accélérée. Les avantages de légèreté,
ténacité, dureté, longue durée de vie, haute
résistance mécanique, thermique, chimique et électrique ;
etc. sont des valeurs que les composites offrent et poussent les concepteurs
à élaborer et à optimiser les performances des structures
réalisées avec des matériaux classiques (acier, aluminium,
cuivre, etc.). De plus, les composites offrent une flexibilité de formes
et permettent d'aboutir à des conceptions particulières et
spécifiques. Seulement, une fois intégrés dans une
structure comme poutre, plaque ou coque, les composites sont souvent
confrontés aux problèmes de vibrations. Dans ce chapitre, il est
question de présenter d'abord la notion de composite, ensuite rappeler
la théorie classique des stratifiés en statique, puis
dégager les différents paramètres de la flèche en
vibration et enfin définir le cadre de validité de cette
recherche.
1.1. Présentation générale des
matériaux composites
1.1.1. Définition générale des
composites
Un matériau composite ou composite, est
généralement l'union d'au moins deux phases (matrice/renfort) non
miscibles, de nature différente, se complétant, dont l'ensemble
des performances est supérieur à celui d'un constituant (figure
1.1). Les composites sont très hétérogènes et
très anisotrope1 de plus, ils disposent d'atouts majeurs
défiant les matériaux homogènes comme :
légèreté, résistance mécanique, chimique,
thermique et électrique.
Figure 1.1 : (a) Diagramme de
définition d'un composite ; (b) Différentes constituant
d'un
composite.
1.1.2. Classification générale des fibres
développés au LMP
Il existe une foultitude de composites, qui se distinguent et
se caractérisent par leurs constituants. Les composites
développés au LMP se trouvent dans la classe des composites
à fibres végétales. Ces fibres végétales
peuvent être classées suivant leur origine comme le montre la
figure 1.2. [1J
Figure 1.2 : Classification des
fibres végétales développées au LMP
[1].
1.1.3. Choix des structures composites utilisées
Le diamètre des fibres d'un composite étant
microscopique, les pièces composites sont généralement
réalisées à partir d'éléments
structurels2« prêt à mettre en forme »
contenant un grand nombre de fibres, comme des fils à tisser ou des
nappes. Parmi ces structures seules les plis et les stratifiés feront
l'objet de notre étude car la fabrication de stratifiés offre la
possibilité d'adapter le comportement du matériau aux conditions
de chargement attendues.
1 Anisotrope : variation des propriétés
mécaniques suivant la direction.
2 Les éléments structurels ici sont les
plis, les stratifiés et les sandwiches.
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