Bibliographie & annexes
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En anglais
Auteur(s)
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Philippe COGNARD : Ingénieur de l’École supérieure de physique et chimie de Paris - Expert près les tribunaux, - Ancien Directeur commercial à la société Bostik Findley
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le secteur aéronautique fait office de pionnier dans l’utilisation de composites à hautes performances (à base de fibres de carbone, kevlar et verre) assemblés assez souvent par collage, avec des hautes performances et ceci depuis plusieurs dizaines d’années. Cette méthode d’assemblage a en effet été mise à profit et développée en raison de son efficacité, de la solidité des assemblages et de l’allégement des structures qu’elle procure. Ainsi, le secteur aéronautique est à l’origine de nombreuses innovations que ce soit pour la formulation de nouveaux adhésifs, le développement de procédés de mise en œuvre, de méthodes de tests des assemblages collés ou de matériaux de construction (nids d’abeilles).
L’utilisation de matériaux composites dans la construction aéronautique a débuté vers 1970. Depuis, la proportion de pièces composites a rapidement progressé, en nombre et en importance, d’abord sur les avions militaires, puis sur les avions civils à partir du début des années 1980.
Le secteur aéronautique reste novateur dans ce domaine et doit être considéré comme une source de transferts de technologies vers les autres secteurs industriels, notamment l’automobile, la construction navale, l’armement, la mécanique.
Dans le secteur automobile, également, le nombre de pièces en matériaux composites s’est fortement accru depuis 1980.
L’une des toutes premières utilisations massives de pièces composites dans l’automobile en Europe a été la Renault Espace en 1984, dans laquelle tous les panneaux de carrosserie étaient en matériaux composites — polyester renforcé de fibres de verre, — soit moulé par compression, soit injecté — qui étaient collés ou boulonnés avec des inserts, sur une caisse squelette métallique.
Les pare-chocs anciens en métal ont été remplacés à partir de 1972 par des boucliers en SMC (Sheet Moulding Compound), comme sur la Renault R 5, et ces boucliers et pare-chocs en composite ont ensuite évolué vers des pièces composites en deux parties avec renforts assemblées par collage.
L’utilisation de pièces en plastiques et en composites entraîne la nécessité d’assembler soit par collage, soit par des inserts métalliques noyés dans la résine et qui permettent ensuite d’assembler par vis et boulons.
L’utilisation de plastiques et composites augmente aussi dans le secteur des transports ferroviaires, principalement dans le métro, ce qui implique le recours au collage des composites dans ces secteurs également.
Le lecteur pourra se reporter utilement à l’article Collage des composites. Caractéristiques et choix des adhésifs et dans lequel il trouvera des informations techniques, des listes de fournisseurs d’adhésifs, de matériels, de services, des normes ainsi que des sources d’informations (sites Internet, organismes de normalisation ou centres de compétences).
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Construction automobile
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1. Construction aérospatiale
1.1 Exigences et problèmes principaux
-
Fiabilité et durabilité des collages
Dans le secteur aéronautique, les adhésifs époxydes, qui sont utilisés industriellement depuis 50 ans, assurent fiabilité et durabilité des collages, des performances chiffrées et bien connues depuis quelques dizaines d’années.
Le seul problème qui subsiste est, comme du reste avec d’autres types d’adhésifs et avec les composites eux-mêmes, la tenue à l’eau et à l’humidité, qui peuvent migrer lentement dans le joint de colle ou dans le composite et venir provoquer des délaminations, au bout de 10 ou 20 ans, ce qui nécessite un contrôle périodique.
-
Résistance à la fatigue
La résistance à la fatigue est excellente, tant pour les composites que pour les adhésifs. Rappelons que les adhésifs structuraux (époxydes en particulier) offrent une résistance à la fatigue meilleure que celle de certains assemblages mécaniques (cf. ).
La résistance à la fatigue est particulièrement importante pour les pales d’hélicoptères, les surfaces de commandes de vol (volets, aérofreins) surtout dans les applications militaires où les appareils sont soumis à des manœuvres brutales et à des accélérations (nombre de g ) très importantes.
L’intérêt d’assembler les composites par collage réside dans le fait que les composites sont sensibles aux trous : le fait de percer des trous (pour assembler par rivets ou boulons) provoque une chute de résistance importante ).
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Tenue à la chaleur
La surface des avions supersoniques militaires peut atteindre une température de 250 oC par le frottement de l’air, et les capotages de moteurs sont aussi soumis à des températures élevées. Or les adhésifs époxydes ne résistent en continu qu’à 100 à 250 oC selon les formules (cf. ). Pour obtenir des résistances aux températures élevées, on doit employer des adhésifs thermostables : polyimides, bismaléimides, phénoliques et époxy-phénoliques. Ces différentes familles d’adhésifs résistent à des températures de 250 à 400 oC selon les familles et les formulations (cf. ).
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Rigidité des pièces
La...
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Construction aérospatiale
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - * - Catalogues techniques de la société Vantico (maintenant Huntsman Chemicals) – Notices de collage des composites.
-
(2) - * - Catalogues techniques de la société Hexcel Composites – Composite materials for aerospace industry (2001).
-
(3) - * - Loctite Aerospace – Product selection guides – aerospace adhesives (2001).
-
(4) - ARMSTRONG (K.), BARRETT (R.T.) - Care and repair of advanced composites. - SAE International, USA.
-
(5) - * - Documentation technique, ITW Plexus, USA (2002).
ANNEXES
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1 À lire également dans nos bases
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2 Normes et standards
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3 Annuaire
- 3.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive) 3.1.1 Adhésifs pour matériaux composites
- 3.2 Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
- 3.3 Documentation – Formation – Séminaires (liste non exhaustive)
- 3.4 Laboratoires – Bureau d'études – Écoles – Centres de recherche (liste non exhaustive)
3.1.2 Pompes de mélange et extrusion
3.1.3 Matériel de traitement de surfaces
3.1.4 Robots applicateurs
3.1.5 Pistolets à deux composants
3.1.6 Matériel de durcissement, étuves, autoclaves
1 À lire également dans nos bases
COGNARD (P.) - Collage des composites : caractéristiques et choix des adhésifs. - [AM 5 220] Traité Plastiques et Composites (2004).
GIOCOSA (A.) - Les composites dans l'industrie automobile. - [AM 5 600] Traité Plastiques et Composites (1999).
VALERSTEINAS (P.) - Projet Mosaïc : structure automobile en composites et aluminium. - [AM 5 605_10_1998] Archives matériaux (1998).
CINQUIN (J.) - Les composites en aérospatiale. - [AM 5 645] Traité Plastiques et Composites (2002).
GUILLEMOT (J.-M.) - GRUNEVALD (Y.-V.) - Les composites...
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