Influence des procédés de mise en forme des matériaux composites sur les propriétés physiques et thermomécaniques : étude comparative expérimentale et simulation

Abstract

Les fibres naturelles ont suscité l'intérêt des industrielles et chercheurs à remplacer les composites en polymères avec des renforcements en fibres naturels. Pour étudier les caractéristiques des tubes en matériaux composite, nous avons conçu et réalisé une machine à enroulement filamentaire à deux axes. Elle permet la fabrication des pipes en composite de diamètre 30 mm jusqu'à 450 mm et de longueur maximale de 1900 mm. Elle a été complètement automatisée. Nous avons orienté notre étude vers les fibres de jute. Des analyses en spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), en thermogravimétrique TGA et en thermogramme à balayage différentiel DTG sont effectuée. Les tubes composites élaborés sont structurés en groupe jute/époxy, verre/époxy et hybride verre/jute/epoxy ayant respectivement les désignations (90J/±?J2/90J) et (90V/±?V2/90V), possèdent quatre couches d'empilement. La première et la quatrième couche sont toujours enroulées à 90 degrés, alors que la deuxième et la troisième sont enroulées sous différents angles ? de 50°, 55°, 60°, 65°, 70°,75°, 80°, 85° et 90 degrés. Ils sont découpés en éprouvettes pour les tester en compression circonférentielle et en traction circonférentielle (split disc) selon les normes ASTM D 2412 et ASTM D 2290. Une comparaison entre les conduites Jute/Verre et Hybride est présentée. L'étude expérimentale montre l'influence de l'angle d'enroulement ? sur la rigidité spécifique et sur la contrainte de traction circonférentielle apparente. Elle montre que la fibre de jute donne des résultats très intéressants en rigidité et que les caractéristiques mécaniques évoluent pratiquement proportionnellement avec l'angle d'enroulement