Composites : fiabiliser les outils de simulation

La prédiction et le contrôle du comportement dimensionnel sont la pierre angulaire de la fabrication de pièces composites thermodurcissables haut de gamme. Le crédit accordé à la simulation numérique dépend essentiellement de la fiabilité des mesures des paramètres d’entrée du modèle, qui sont généralement les propriétés du matériau (conductivité thermique, retrait chimique, dilatation thermique…) mais aussi de connaitre la cinétique de polymérisation de la résine.

Les appareils PVT (pression – volume – température) ont été développés afin de répondre à cette problématique. Grâce au suivi de l’évolution du volume spécifique d’un échantillon en fonction d’un cycle de pression et de température pendant un cycle de polymérisation donné, on peut découpler les déformations d’origine thermique et chimique, ou mécaniques, et en déduire les paramètres associés.

Parmi les appareils PVT, le PVT-3D est un dispositif multifonctionnel développé spécifiquement par le laboratoire LTEN pour effectuer simultanément des analyses calorimétriques et volumétriques tout au long d’un cycle de polymérisation des résines thermodurcissables.

« Son caractère particulièrement innovant réside dans le fait que les retraits et dilatations volumiques des composites peuvent être caractérisés simultanément, et ce dans toutes les directions de l’espace. »

Ainsi, on parvient à discriminer par exemple les variations volumiques dans le plan et dans l’épaisseur. De plus, un protocole plus poussé a été développé permettant d’estimer des modules mécaniques en cours de réaction, faisant de cet appareil un moyen très polyvalent pour la caractérisation avancée des polymères et des composites.

A ce jour, différentes résines thermodurcissables ont été caractérisées avec succès par nos équipes pour les dirigeants des industries aéronautique et automobile. Ce sujet a fait l’objet d’un article dans JEC Composites Magazine en juillet (lire l’article)

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