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Séance de cours

Matériaux composites: Fibres et matrices

Dans cours

MSE-234: Comportement mécanique des matériaux

Ce cours est une introduction au comportement mécanique, à l'élaboration, à la structure et au cycle de vie des grandes classes de matériaux de structure (métaux, polymères, céramiques et composites) ...

Description

Cette séance de cours couvre les propriétés et les processus de production des matériaux composites, en mettant l'accent sur le renforcement des fibres et des matrices. Il traite des caractéristiques, des méthodes de fabrication et des applications de divers types de fibres, comme le carbone, le verre et les fibres naturelles, ainsi que du rôle des matrices dans les matériaux composites.

Enseignant·e·s (3)

Julie Nathalie S Gheysen

Andreas Mortensen

Andreas Mortensen is currently Professor and Director of the Institute of Materials at the Swiss Federal Institute of Technology in Lausanne (EPFL), where he heads the Laboratory for Mechanical Metallurgy. He joined the faculty of EPFL 1997 after ten years, from 1986 to 1996, as a member of the faculty of the Department of Materials Science and Engineering at the Massachusetts Institute of Technology, where he held the successive titles of ALCOA Assistant Professor, Associate Professor, and Professor. His research is focussed on the processing, microstructural development and mechanical behavior of advanced metallic materials with particular focus on metal matrix composites and metal foams, on infiltration processing and capillarity, and on damage and fracture in metallic materials. He is author or co-author of two monographs, around one hundred and eighty scientific or technical publications and twelve patents. Born in San Francisco in 1957, of dual (Danish and US) nationality, Andreas Mortensen graduated in 1980 from the Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris with a Diplôme dIngénieur Civil, and earned his Ph.D. in the Department of Materials Science and Engineering at MIT in 1986. Besides his academic employment, he was a postdoctoral researcher at Nippon Steel during part of 1986, and was invited professor at the Ecole des Mines in Paris during the academic year 1995 to 1996. He is a member of the editorial committee of International Materials Reviews and has co-edited four books. He is a Fellow of ASM, a recipient of the Howe Medal and the Grossman Award of the American Society of Metals, was awarded the Péchiney Prize by the French Academy of Sciences and the Res Metallica Chair from the Katholieke Universiteit Leuven, received three EPFL teaching awards, is one of ISIs Highly Cited authors for Materials Science since 2002 and was awarded an ERC advanced grant in 2012.

David Hernandez Escobar

Source officielle

Concepts associés (32)

Fiber

Fiber or fibre (British English; from fibra) is a natural or artificial substance that is significantly longer than it is wide. Fibers are often used in the manufacture of other materials. The strongest engineering materials often incorporate fibers, for example carbon fiber and ultra-high-molecular-weight polyethylene. Synthetic fibers can often be produced very cheaply and in large amounts compared to natural fibers, but for clothing natural fibers can give some benefits, such as comfort, over their synthetic counterparts.

Fibre naturelle

thumb|Cordelette en chanvre. Les fibres naturelles sont d'origine animale ou végétale. Les plus utilisées sont les fibres de coton, lin et chanvre, ou encore de sisal, jute, kénaf ou coco. Les fibres de chanvre étaient particulièrement prisées pour les cordages et voilures des bateaux de la marine marchande et de guerre du fait de leur grande souplesse et résistance en environnement agressif. Les fibres et filasses de chanvre sont aujourd'hui utilisées par exemple pour l'étanchéité dans le chauffage sanitaire.

Polymère renforcé de fibres de carbone

Le polymère renforcé de fibres de carbone, ou PRFC (en anglais Carbon Fiber Reinforced Polymer ou CFRP), est un matériau composite très résistant et léger. Son prix reste à l' assez élevé. De la même manière que le plastique à renfort fibre de verre est appelé plus simplement « fibre de verre », le CFRP prend la dénomination usuelle de « fibre de carbone ». La matrice généralement utilisée dans la fabrication du composite est une résine époxyde ; on peut aussi employer le polyester, le vinylester ou le polyamide.

Fibre de carbone

vignette|Petits morceaux de fibres de carbone (longueur 8 mm). La fibre de carbone se compose de fibres extrêmement fines, d'environ cinq à dix micromètres de diamètre, et est composée principalement d'atomes de carbone. Ceux-ci sont agglomérés dans des cristaux microscopiques qui sont alignés plus ou moins parallèlement à l'axe long de la fibre. L'alignement des cristaux rend la fibre extrêmement résistante pour sa taille. Plusieurs milliers de fibres de carbone sont enroulées ensemble pour former un fil, qui peut être employé tel quel ou tissé.

Fibre de verre

La fibre de verre est un filament de verre. Par extension, les plastiques à renfort de verre sont aussi appelés fibre de verre. Les fibres de verre, constituent avec les verres creux, les verres plats et les verres cellulaires, les principales familles de verre. La fibre de verre a été brevetée en 1930. Ce n'est toutefois que récemment qu'elle a révolutionné l'industrie verrière, utilisée pour ses qualités mécaniques et optiques.

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Détaille le contenu de la boîte de TP utilisée pour les expériences optiques.

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Fibre naturelle

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