Les matériaux composites dans l’aéronautique civile

Pages: 5 (1199 mots) Publié le: 23 octobre 2014
Introduction
Dans bien des sports, tel le hockey sur glace, le kayak et bien d’autre, on cherche avoir un équipement léger et solide. Il n’est pas rare d’entendre parler d’un bâton en fibre de carbone. Ces bâtons se distinguent par leur légèreté et leur solidité. Il y un autre domaine où ces deux propriétés sont des plus importantes : l’aéronautique.
C’est bien souvent pour ces raisons quel’utilisation des matériaux composites devient de plus en plus rependu dans le domaine de l’aéronautique. On cherche un matériau léger et solide.














Histoire
Les matériaux composites existent depuis déjà des milliers d’années. Par définition, un matériau composite est un assemblage d’au moins deux matériaux qui ont une forte capacité d’adhésion mais qui sont dit nonmiscibles. Le nouveau matériau qui résulte de cet assemblage possède donc des propriétés que les éléments seuls ne possédaient pas. Ainsi donc, on retrouve des traces de matériaux composites depuis le début du VIIème millénaire av. J.C. où l’homme fabrique les premières habitations en mélangeant de la terre et des brindilles pour obtenir un nouveau matériau plus résistant.
L’utilisation des matériauxcomposites tel qu’on les connait aujourd’hui, à été introduite il y a plus de quarante ans dans le monde de l’aéronautique. Au début, des recherches étaient surtout faite dans le but de répondre aux besoins des programmes spatiaux. Puis, les composites ce sont rependu dans le secteur militaire de l’aviation qui avait plus de ressources disponibles pour les recherches et développement de cesmatériaux. Aujourd’hui les composites deviennent de plus en plus présent dans le secteur de l’aéronautique civil.
Qu’est ce qu’un matériau composite
Les matériaux composites sont définis, dans le cadre de ce travail, comme un assemblage d’au moins deux matériaux non miscibles. Ces matériaux sont classés selon deux catégories: la matrice et le renfort.
Le renfort est une structure constitué de fibres(de verre, de carbone…) qui sont généralement soit travaillé (tissées ou tressées) ou non travaillé (sous forme de mat). C’est l’armature, le squelette, il assure la tenue mécanique du composite.
La matrice est une résine qui vient renforcer le renfort. Il permet la transmission des efforts mécaniques aux renforts. Il permet de faire transiter les efforts à travers les fibres. Il en existe deuxsortes de résine : les thermoplastiques et les thermodurcissables. (Voir propriété de ces deux types de résine dans le tableau en annexe)

Applications
Dans le domaine de l’aéronautique civil, l’utilisation des matériaux composites devient de plus en plus importante. En effet, cette matière possède de très bonnes caractéristiques mécaniques qui sont recherchées dans ce domaine. Par exemple, unmatériau composite à base de fibre de carbone est aussi rigide que l’acier, mais cinq fois plus léger que ce dernier. En aéronautique, le poids est un facteur déterminant dans la conception d’un aéronef. Plus un avion est lourd, plus il consommera de carburant et conséquemment, plus il coutera chère à l’exploitant de l’appareil. C’est principalement pour diminuer la masse d’un aéronef que lesmatériaux composites sont utilisés dans l’aviation civile.
Caractéristiques des matériaux composites
Il est important de comprendre que l’on conçoit un composite en fonction du type d'application, auquel il est destiné, ce qui est différent des matériaux classiques où on adapte la conception d'une structure en fonction du matériau utilisé. L'aéronautique utilise principalement des composites « hautesperformances » constitués d’une matrice époxy associée à un taux élevé de renforts en fibres de carbone. Ces composites présentent, contrairement à d’autre matériaux, une rigidité plus élevée, d’excellentes caractéristiques mécaniques, une excellente résistance à la fatigue et à la corrosion.
Voici quelques caractéristiques mécaniques, chimiques et physiques des composites
• Résistance :...
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