Bibliographie & annexes
Présentation
English
NOTE DE L'ÉDITEUR
Les normes ISO 180 de décembre 2000, ISO 180/A1 de décembre 2006 et ISO 180/A2 d'avril 2013 citées dans cet article ont été remplacées par la norme NF EN ISO 180 (T51-911) : Plastiques - Détermination de la résistance au choc Izod (Révision 2019)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1912 (Janvier 2020).
La norme NF EN ISO 527-1 d'avril 2012 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN ISO 527-1 (T51-034-1) : Plastiques - Détermination des propriétés en traction - Partie 1: Principes généraux (Révision 2019)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1909 (Octobre 2019).
Les parties 1 et 2 de la norme ISO 1183 citée dans cet article ont été remplacées par les normes ISO 1183-1 et -2 "Plastiques - Méthodes de détermination de la masse volumique des plastiques non alvéolaires - Partie 1: Méthode par immersion, méthode du pycnomètre en milieu liquide et méthode par titrage - Partie 2: Méthode de la colonne à gradient de masse volumique" (Révision 2019)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1902 (février 2019).
La norme NF EN ISO 527-3 d'octobre 1995 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN ISO 527-3 (T51-034-3) "Plastiques - Détermination des propriétés en traction - Partie 3 : Conditions d'essai pour films et feuilles" (Révision 2018)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1812 (décembre 2018).
Le projet de norme ISO 13586 cité dans cet article, ainsi que la norme ISO 13586/A1 de juin 2003 ont été remplacés par la norme ISO 13586 : Plastiques - Détermination de la ténacité à la rupture (GIC et KIC) - Application de la mécanique linéaire élastique de la rupture (LEFM)" Révision 2018
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1807 (septembre 2018).
Le projet de norme PR EN 6035 cité dans cet article a été remplacé par la norme NF EN 6035 (L17-027) "Série aérospatiale - Matières plastiques renforcées de fibres - Méthode d'essai - Détermination de la résistance en traction lisse et en traction trouée" Révision 2018
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1806 (juillet 2018).
Auteur(s)
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Patricia KRAWCZAK : Docteur-ingénieur - Responsable du laboratoire « Structures en composites » de l’École des mines de Douai
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les essais utilisés pour caractériser les plastiques homogènes peuvent être appliqués en grande partie aux plastiques renforcés (se reporter aux articles spécialisés du présent traité), moyennant cependant un soin particulier à apporter à la préparation des échantillons, aux conditions expérimentales et au dépouillement des résultats, dans la mesure où, compte tenu du caractère hétérogène et souvent très fortement anisotrope des matériaux composites, des petits défauts de fabrication, de découpe et d’angle de chargement peuvent engendrer, outre une dispersion des résultats, des variations importantes d’états de contrainte allant jusqu’à modifier les mécanismes de ruine.
Néanmoins, pour tenir compte de la particularité des matériaux composites (hétérogénéité, anisotropie…) ont été mis au point des essais spécifiques, notamment pour en analyser la composition (teneur en renfort et taux de vide, qualité de la liaison renfort/matrice), mesurer leurs caractéristiques spécifiques (résistance au délaminage), contrôler la sensibilité à l’endommagement (mécanique de la rupture) et étudier le comportement des demi-produits (tubes et raccords) et des pièces industrielles (citernes et réservoirs). En outre, les essais plus traditionnels (traction, flexion, compression…) ont été adaptés à ces matériaux (modification des géométries des éprouvettes et conditions d’essais, essais dans les directions principales du composite par exemple).
Dans les paragraphes qui suivent sont présentées les principales techniques spécifiques utilisables dans l’industrie, faisant l’objet de normes ou de développements très avancés dans les laboratoires. On se limite ici aux essais de caractérisation des composites à l’état solide, le contrôle des matières premières (résines, renforts) et des semi-produits (préimprégnés) étant traité dans d’autres articles spécialisés du présent ouvrage.
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Tendances générales
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6. Essais sur pièces industrielles
Le problème qui se pose en pratique est de contrôler la qualité de la structure dans ses conditions d’utilisation ; ce contrôle est d’autant plus important que les méthodes de calcul n’ont pas encore atteint un degré de fiabilité suffisant, en particulier pour prévoir le comportement à long terme. Le choix des essais dépendra de l’application et de l’importance de la série : après avoir vérifié la qualité des matériaux constitutifs, on pourra tester un prototype d’une part en fatigue dynamique et/ou statique pendant un temps et dans un environnement représentatifs de la durée et des conditions d’utilisation envisagées pour la structure, d’autre part jusqu’à rupture afin d’apprécier le coefficient global de sécurité, puis prévoir des contrôles et essais périodiques sur les éléments de série. Des mesures extensométriques sont souvent pratiquées ; elles permettent de connaître le taux moyen de déformation et de le comparer au taux de déformation critique du matériau utilisé.
6.1 Essais sur capacités sous pression
Sur le plan normatif existent dans le cas des capacités sous pression, des codes de construction et des spécifications.
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Les codes de construction généraux (BS 4994, ASME Section X, NBS-PS 15-69, NF T 57-900) définissent la conception des réservoirs et appareils en plastiques renforcés mais également certains essais. Le lecteur pourra également consulter la référence [32] qui présente une analyse très complète des problèmes de comportement et de conception relatifs aux réservoirs et tubes en composites.
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Les spécifications existantes sont, quant à elles, relatives à certaines applications particulières ; dans ce domaine, il convient de distinguer les réservoirs et citernes à basse pression des appareils à haute et moyenne pression.
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Les réservoirs et citernes à basse pression sont uniquement soumis à des pressions hydrostatiques. Les spécifications dépendent des applications :
-
NF M 88-550 et -551 pour les réservoirs enterrés de stockage de produits pétroliers liquides (fuel, gasoil, kérosène) ;
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NF M 88-300 à 326 pour les citernes routières ;
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ASTM D 3299...
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Essais sur pièces industrielles
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - KRAWCZAK (P.), PABIOT (J.) - La mesure des porosités dans les composites industriels et leur incidence sur les propriétés mécaniques. - Composites, no 3, mai-juin 1991, p 291-295, 8 fig. 19 réf. bibl., Centre de Promotion des Composites, Paris (F).
-
(2) - SUAREZ (J.C.), MOLLEDA (F.), GUËMES (A.) - Void content in carbon fibre/epoxy resin composites and its effects on compressive properties - (Le taux de vide dans les composites fibres de carbone/résine époxy et son influence sur les propriétés mécaniques de compression). Vol. Composites properties and applications. 9th International Conference on Composite Materials (ICCM/9), Madrid, Espagne, 12-16 juillet 1993, A. Miravete, University of Zaragoza, Woodhead Publ. Ltd., 1993, p. 589-596, 6 fig., 7 réf. bibl.
-
(3) - RUBIN (A.M.), JERINA (K.L.) - Evaluation of porosity in composite aircraft structures - (Évaluation de la porosité dans les structures d’avion en composites). Composites Engineering, vol. 3, no 7-8, 1993, p. 601-618, 14 fig., 13 réf. bibl., Pergamon Press, Oxford (UK).
-
(4) - LIPOWITZ (J.), RABE (J.A.), FREVEL (L.K.), MILLER (R.L.) - Characterization of nanoporosity in polymer derived ceramic fibers by X-ray scattering techniques - (Caractérisation de la nanoporosité...
ANNEXES
1 Fournisseurs de matériels d’essais
Liste non exhaustive
Ceast SpaDeltalabErichsenEuro Physical acoustics (Sté)InstronLloyd Instrumentshttp://www.lloyd-instruments.co.uk
Métravib RDSMTS SystemsPerkin ElmerRheometric Scientific FranceSchenckSodeximTestwellTA InstrumentsZwickSoudax HAUT DE PAGECETIM Centre...
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