Bibliographie & annexes
Présentation
English
Auteur(s)
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Jean-Michel GUILLEMOT : Ingénieur du Conservatoire National des Arts et Métiers,société ALSTOM Transport
-
Yves-Henri GRUNEVALD : Ingénieur des Arts et Métiers - Directeur de la société DDL Consultants
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Lire l’articleINTRODUCTION
En construction ferroviaire, pour concurrencer les matériaux métalliques, on cherche à aboutir à des structures composites multifonctionnelles et plus performantes en jouant sur la nature, l’ordonnancement des strates, la structure ou la mise en œuvre du composite mais aussi en ajoutant en cours de fabrication d’autres éléments (charges, tissus métalliques, etc.). C’est la raison pour laquelle, on parle plutôt de multimatériaux à base composite.
Dans cet article, nous présentons les principales spécificités du cahier des charges de structures ferroviaires.
Puis, nous exposons l’aspect conception ou plutôt méthodologie de conception radicalement différente de celle des matériaux métalliques et qui doit permettre la meilleure réponse économique et technique au cahier des charges.
L’accent est surtout mis sur les aspects économiques et industriels qui sont fondamentaux car ils conditionnent le choix ou non des matériaux composites pour un type d’application.
Nous terminons par un large tour d’horizon des composites utilisés dans l’industrie ferroviaire en distinguant deux domaines fondamentalement différents : les pièces non structurelles et les pièces de structure.
Donnons tout d’abord les raisons essentielles du passage aux composites :
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la grande liberté dans le choix des formes et la facilité d’obtention de géométries complexes ;
-
l’aspect ;
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l’absence de corrosion ;
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le coût plus faible par rapport à la tôle emboutie.
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Composites pour pièces de structure
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3. Composites pour pièces de garnissage
3.1 Généralités
Très schématiquement, nous pouvons distinguer deux grandes natures de pièces :
-
les pièces travaillantes (ou de structure) supportant des sollicitations importantes pour lesquelles l’aspect sécurité est fondamental. Ce secteur concerne les composites hautes performances ou structuraux (cf. § 4) ;
-
les pièces non travaillantes ou semi-travaillantes (ou encore appelées pièces de garnissage) qui sont réalisées avec des composites dits « de grande diffusion ».
C’est dans ce dernier domaine que le taux de pénétration des composites est le plus important. La figure 15 donne, à titre indicatif, le pourcentage en masse des composites par rapport à la masse de la caisse équipée, pour différents matériels (TGV, métros, tramways, locomotives…).
On constate que le pourcentage maximal de pénétration des composites peut atteindre 20 %.
Ce graphe peut être considéré comme assez représentatif de l’ensemble du marché ferroviaire actuel. Il faut signaler toutefois que ce type de représentation en masse pénalise les composites qui sont par nature légers.
De plus, si l’on fait le rapport de la masse des composites à la masse des habillages intérieurs et extérieurs, ces pourcentages sont nettement plus élevés (le taux maximal peut représenter 40 % de la masse d’aménagement du chaudron).
Dans la grande majorité des cas, les composites utilisés sont des composites à base de résines thermodurcissables renforcées de fibres de verre.
Deux types de résines sont majoritairement utilisées :
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les polyesters insaturés ;
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les formo-phénoliques.
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Les résines phénoliques choisies sont obtenues par polycondensation du phénol et du formaldéhyde. Elles sont du type résol,...
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Composites pour pièces de garnissage
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - WEISS (J.), BORD (C.) - Les matériaux composites. - Tomes 1 et 2, CETIM (1991).
-
(2) - CHRÉTIEN (G.) - Matériaux composites à matrice organique. - Technique et Documentation, Lavoisier, Paris (1986).
-
(3) - GEIER (M.), DUEDAL (D.) - Guide pratique des matériaux composites. - Technique et Documentation, Lavoisier, Paris (1985).
-
(4) - Comptes rendus des quatrièmes journées nationales sur les composites. - Paris (1984).
-
(5) - BATHIAS (C.) - Comptes rendus des cinquièmes journées nationales sur les composites. - Paris (1985).
-
(6) - MENKES (D.) - * - AMAC Pluralis, Paris (1986).
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1 À lire également dans nos bases
COGNARD (P.) - Collage des composites – Généralités. - [BM 7 625] Traité Conception et production, juil. 2003.
COGNARD (P.) - Collage des composites – Caractéristiques et choix des adhésifs. - [AM 5 220] Traité Plastiques et Composites, avr. 2004.
COGNARD (P.) - Assemblage des composites – Les points forts du collage. - [BM 7 624] Traité Conception et production, oct. 2003.
COGNARD (P.) - Collage des matériaux – Mécanisme. Classification des colles. - [BM 7 615] Traité Matériaux fonctionnels, juil. 2002.
COGNARD (P.) - Collage des matériaux – Caractéristiques, mise en œuvre des colles. - [BM 7 616] Traité...
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