Polymère renforcé de fibres de carboneLe 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.
Matériau compositevignette|Multicouche, un exemple de matériau composite. Un matériau composite est un assemblage ou un mélange hétérogène d'au moins deux composants, non miscibles mais ayant une forte capacité d'interpénétration et d'adhésion, dont les propriétés mécaniques se complètent. Le nouveau matériau ainsi constitué possède des propriétés avantageuses que les composants seuls ne possèdent pas. Bien que le terme composite soit moderne, de tels matériaux ont été inventés et abondamment utilisés bien avant l'Antiquité, comme les torchis pour la construction de bâtiments.
Fibre de verreLa 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.
FiberFiber 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.
Composite à matrice céramiquethumb|260px|Surface de cassure d'un composite constitué de fibres de SiC et d'une matrice de SiC.thumb|260px|Coussinets céramiques de paliers de diamètres de en CMC pour de grandes pompes. Les composites à matrice céramique ou CMC sont des matériaux composites faisant partie des céramiques techniques. Ils sont caractérisés par un ensemble de fibres céramiques incorporées dans une matrice également céramique. Fibres et matrice peuvent en principe être constituées de toutes les céramiques connues, en y incluant même le carbone.
Fibre de carbonevignette|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.
Stress–strain curveIn engineering and materials science, a stress–strain curve for a material gives the relationship between stress and strain. It is obtained by gradually applying load to a test coupon and measuring the deformation, from which the stress and strain can be determined (see tensile testing). These curves reveal many of the properties of a material, such as the Young's modulus, the yield strength and the ultimate tensile strength. Generally speaking, curves representing the relationship between stress and strain in any form of deformation can be regarded as stress–strain curves.
Stress–strain analysisStress–strain analysis (or stress analysis) is an engineering discipline that uses many methods to determine the stresses and strains in materials and structures subjected to forces. In continuum mechanics, stress is a physical quantity that expresses the internal forces that neighboring particles of a continuous material exert on each other, while strain is the measure of the deformation of the material. In simple terms we can define stress as the force of resistance per unit area, offered by a body against deformation.
Deformation (engineering)In engineering, deformation refers to the change in size or shape of an object. Displacements are the absolute change in position of a point on the object. Deflection is the relative change in external displacements on an object. Strain is the relative internal change in shape of an infinitesimally small cube of material and can be expressed as a non-dimensional change in length or angle of distortion of the cube. Strains are related to the forces acting on the cube, which are known as stress, by a stress-strain curve.
Fibre optiqueUne fibre optique est un fil dont l’âme, très fine et faite de verre ou de plastique, a la propriété de conduire la lumière et sert pour la fibroscopie, l'éclairage ou la transmission de données numériques. Elle offre un débit d'information nettement supérieur à celui des câbles coaxiaux et peut servir de support à un réseau « large bande » par lequel transitent aussi bien la télévision, le téléphone, la visioconférence ou les données informatiques.
Fiber-optic cableA fiber-optic cable, also known as an optical-fiber cable, is an assembly similar to an electrical cable but containing one or more optical fibers that are used to carry light. The optical fiber elements are typically individually coated with plastic layers and contained in a protective tube suitable for the environment where the cable is used. Different types of cable are used for optical communication in different applications, for example long-distance telecommunication or providing a high-speed data connection between different parts of a building.
Contrainte (mécanique)vignette|Lignes de tension dans un rapporteur en plastique vu sous une lumière polarisée grâce à la photoélasticité. En mécanique des milieux continus, et en résistance des matériaux en règle générale, la contrainte mécanique (autrefois appelée tension ou « fatigue élastique ») décrit les forces que les particules élémentaires d'un milieu exercent les unes sur les autres par unité de surface. Ce bilan des forces locales est conceptualisé par un tenseur d'ordre deux : le tenseur des contraintes.
Rupture (matériau)thumb|Courbe de traction idéale d'un matériau ductile thumb|Courbe de traction typique pour un matériau fragile En science des matériaux, la rupture ou fracture d'un matériau est la séparation, partielle (comme une crique ou une fissure ou une brisure) ou complète, en deux ou plusieurs pièces sous l'action d'une contrainte. Une rupture peut être souhaitée par le concepteur de la pièce comme dans le cas de la conception de dispositifs de sécurité ou au contraire celui-ci cherche à éviter cette rupture en mettant en adéquation la fonction de cette pièce avec les dimensionnements et choix des matériaux utilisés et des procédés de fabrication.
Fibre naturellethumb|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.
Composite à matrice métalliqueUn composite à matrice métallique (CMM) est un matériau réunissant deux éléments : une matrice métallique, par exemple en aluminium, magnésium, zinc ; un renfort métallique ou céramique, tel que des fils d’acier, particules de carbure de silicium (SiC), fibres de carbone, alumine. Les composites à matrice métallique ayant de la céramique comme renfort sont appelés « cermets ». Le sigle MMC signifie « Metal Matrix Composite », c'est-à-dire « composite à matrice métallique » ou CMM en français.
Déformation d'un matériauLa déformation des matériaux est une science qui caractérise la manière dont réagit un matériau donné quand il est soumis à des sollicitations mécaniques. Cette notion est primordiale dans la conception (aptitude de la pièce à réaliser sa fonction), la fabrication (mise en forme de la pièce), et le dimensionnement mécanique (calcul de la marge de sécurité d'un dispositif pour éviter une rupture). La capacité d'une pièce à se déformer et à résister aux efforts dépend de trois paramètres : la forme de la pièce ; la nature du matériau ; des processus de fabrication : traitement thermique , traitement de surface, etc.
Loi de HookeEn physique, la loi de Hooke modélise le comportement des solides élastiques soumis à des contraintes. Elle stipule que la déformation élastique est une fonction linéaire des contraintes. Sous sa forme la plus simple, elle relie l'allongement (d'un ressort, par exemple) à la force appliquée. Cette loi de comportement a été énoncée par le physicien anglais Robert Hooke en 1676. La loi de Hooke est en fait le terme de premier ordre d'une série de Taylor. C'est donc une approximation qui peut devenir inexacte quand la déformation est trop grande.
Plante à fibresvignette|Fruit du kapokier (Ceiba pentandra). Les plantes à fibres sont des plantes cultivées pour leurs fibres, utilisées traditionnellement pour fabriquer du papier, des tissus, ou des cordages. Les fibres peuvent être améliorées chimiquement, comme dans le cas de la viscose (utilisée pour produire de la rayonne et de la cellophane). Au cours des dernières années, les chercheurs en science des matériaux s'intéressent au potentiel de ces fibres pour de nouveaux matériaux composites.
FTTxLe FTTx (fibre to the...) consiste à amener la fibre optique au plus près de l'utilisateur, afin d'augmenter la qualité de service (en particulier le débit) dont celui-ci pourra bénéficier. On parle également parfois de FITL, pour Fibre in the loop (fibre dans la boucle, sous-entendu locale). Souvent, quand on parle de raccordement des utilisateurs à la fibre optique, il s'agit dans les faits d'un rapprochement du réseau de fibres optiques au client via une paire de cuivre (opérateurs télécom) ou d'un câble coaxial (câblo-opérateur).
Tenseur des contraintesLe tenseur des contraintes est un tenseur d'ordre 2 utilisé en mécanique des milieux continus pour caractériser l'état de contrainte, c'est-à-dire les efforts intérieurs mis en jeu entre les portions déformées d'un milieu. Le terme a été introduit par Cauchy vers 1822. Comme les efforts intérieurs sont définis pour chaque surface coupant le milieu (on parle d'ailleurs également d'efforts surfaciques), le tenseur est défini localement, en chaque point du solide. L'état de contrainte du solide est donc représenté par un champ tensoriel.
