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RÉSUMÉ
Même si à leurs origines ils étaient essentiellement utilisés dans la construction navale, avec le polyester renforcé, les matériaux composites ont depuis conquis d’autres secteurs, tels le bâtiment, le génie chimique, et celui de la mécanique. Cet article fait le point sur leurs applications actuelles, les exigences attendues des composites, les matériaux utilisés. Leurs modes d’assemblage par collage et stratification sont éprouvés depuis de nombreuses années maintenant.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Philippe COGNARD : Ingénieur de l’École supérieure de physique et chimie de Paris - Ancien directeur commercial à la société Bostik Findley - Expert près les tribunaux
INTRODUCTION
Lepuis 40 ans la construction navale a été un domaine de prédilection pour les matériaux composites, en particulier le polyester renforcé de verre (PRV), afin de remplacer le bois, putrescible, par des matériaux insensibles à la corrosion marine et à l’eau de mer, tout en assurant une excellente flottabilité, en permettant de réaliser des volumes creux importants et solides à bas prix.
Pour les bateaux de taille moyenne (bateaux de plaisance, de pêche, grands catamarans de compétition et aussi les petits navires commerciaux ou les chasseurs de mines qui ne doivent pas avoir de coques métalliques) on construit donc des coques volumineuses en stratifiés polyester-verre, sur lesquelles on assemble les membrures, les renforts longitudinaux et couples, qui sont aussi réalisés en matériaux composites (pultrudés...) qui peuvent être collés ou assemblés par stratification.
Mais les composites sont aussi utilisés maintenant dans d’autres industries :
-
plastique renforcé de verre (PRV) dans le bâtiment ;
-
fibres de carbone dans les clubs de golf ou les voitures de formule 1 :
-
PRV dans le génie chimique ;
-
composites à base de plastiques à hautes performances en mécanique.
Elles peuvent utilement s’inspirer des techniques de collage utilisées dans des industries qui ont été leaders dans l’utilisation des composites : aéronautique, automobile, construction navale, et utiliser les mêmes adhésifs.
Dans toutes les industries, des transferts de technologies sont toujours possibles, fructueux et innovants.
Cet article s’insère dans une série consacrée au collage des composites :
-
Collage des composites. Caractéristiques et choix des adhésifs ;
-
Collage des composites en constructions aéronautique, automobile et ferroviaire ;
-
Collage des composites dans diverses industries Collage des composites dans diverses industries ;
-
Collage des composites. Pour en savoir plus , dans lequel le lecteur trouvera des informations techniques (notices techniques de certains adhésifs), des listes de fournisseurs d’adhésifs, de matériels, de services, des normes françaises, européennes, internationales et américaines ainsi que des sources d’informations (sites Internet, organismes de normalisation ou centres de compétences).
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Bâtiment et travaux publics
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1. Construction navale
1.1 Techniques d’assemblage et de collage
Les figures 1, 2, 3 et 4 montrent diverses techniques d’assemblage par stratification (technique présentée dans l’article [BM 7 624]) et collage que nous allons discuter en donnant quelques exemples.
Étant donné la grande taille des pièces, le durcissement des résines et adhésifs a toujours lieu à température ambiante. Ces adhésifs sont donc à deux composants, sauf pour quelques pièces de bateaux de course à très hautes performances pour lesquelles on utilise parfois le durcissement à chaud par cocuisson pour mettre en œuvre des résines et des fibres de renfort à hautes performances (époxydes, fibres de carbone).
HAUT DE PAGE1.2 Exigences
L’environnement, les contraintes auxquels sont soumis les navires imposent quelques exigences aux assemblages par collage qu’ils comportent :
-
tenue à l’eau de mer, avec un contact fréquent ou permanent : au fond du bateau, l’eau de mer stagne souvent de façon presque permanente. Le tableau 1 indique les résistances à l’eau de quelques plastiques renforcés (spécifications américaines). L’eau plus chaude de certains pays est plus agressive. Les adhésifs devront avoir des résistances à l’eau compatibles avec celles des plastiques renforcés de verre ;
-
résistance à la fatigue et aux sollicitations alternées dues aux chocs des vagues sur la coque : un choc toutes les cinq ou six secondes donne 600 000 chocs au bout de 1 000 heures de mer. À cet égard, les adhésifs polyuréthanes (PU) ou uréthanes-acrylates, souples, sont plus intéressants que les adhésifs ou mastics polyesters, ou les époxydes rigides ;
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durabilité :...
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Construction navale
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ROSSELLI (F.), CARBUTT (P.) - Comparison of traditional boat assembly methods versus structural bonding. - ITW Plexus european division (2001).
-
(2) - DESSARTHE (A.) - Assemblage des matériaux composites, sandwichs et matières plastiques. - CETIM (1992).
-
(3) - Professional Bootbuilder. - Brooklin, États-Unis.
ANNEXES
-
1 À lire également dans nos bases
- 2 Normes et standards
-
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
LUYCKX (J.) - Composites à fibres de carbone dans le génie civil. - [AM 5 620] Traité Plastiques et Composites (1999).
COGNARD (P.) - Colles et adhésifs – Applications dans le bâtiment. - [C 961] Traité Construction. Généralités (2001).
BRETTON (C.) - VILLOUTREIX (G.) - Familles d'adhésifs et caractérisation d'un collage structural. - [AM 3 560] Traité Plastiques et Composites (2005).
CASARI (P.) - CHOQUEUSE...
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