LEXIQUE

Un matériau composite est un assemblage d’au moins deux composants non miscibles dont les propriétés se complètent. Le nouveau matériau ainsi constitué, hétérogène, possède des propriétés que les composants seuls ne possèdent pas.

Ce phénomène, qui permet d’améliorer la qualité de la matière face à une certaine utilisation (légèreté, rigidité à un effort, etc.) explique l’utilisation croissante des matériaux composites dans différents secteurs industriels. 

Un matériau composite se compose comme suit : matrice + renfort + optionnellement : charge et/ou additif.

Le renfort est l’armature reprenant l’essentiel des efforts mécaniques.

Il est composé de fibres longues ou courtes, en nappes tissées ou in tissées, ou en continu.

Le renfort peut être seul au sein d’une matrice (composite homogène) ou associé à un renfort de nature différente (composite hybride).

Les renforts les plus couramment utilisés jusqu’aujourd’hui sont composés de fibres de verre, de carbone ou de kevlar, mais les fibres végétales telles que le lin, le chanvre, le bambou ou la cellulose offrent des caractéristiques techniques intéressantes, parfois supérieures.

La matrice a pour principal but de transmettre les efforts mécaniques au renfort. Elle assure aussi la protection du renfort vis-à-vis des diverses conditions environnementales. Elle permet en outre de donner la forme voulue au produit réalisé.

Les matrices les plus couramment utilisées jusqu’aujourd’hui sont :

• les résines polyesters insaturés (UP) peu onéreuses qui sont généralement utilisées avec les fibres de verre et que l’on retrouve dans de nombreuses applications de la vie courante,
• les résines vinylester sont surtout utilisées pour des applications où les résines polyester ne sont pas suffisantes. Elles sont issues d’une modification d’une résine époxyde et excellentes pour des applications de résistance chimique,
• les résines phénoliques (PF) utilisées dans les applications nécessitant des propriétés de tenue aux feux et flammes imposées par les normes dans les transports civils,
• les résines époxyde (EP) qui possèdent de bonnes caractéristiques mécaniques. Elles sont généralement utilisées avec les fibres de carbone pour la réalisation de pièces de structure performantes (véhicules et voiliers de compétition, aéronautique).

Cette dernière catégorie de résine nous intéresse particulièrement pour ses caractéristiques techniques supérieures dans la plupart des usages à contraintes ou sollicitations importantes.

 Les résines polymères époxyde ou communément « époxy », sont des résines fabriquées par polymérisation de monomères époxyde avec un durcisseur : ce sont des polymères tridimensionnels. 

Les résines époxyde durcissent (réaction irréversible) en présence d’un durcisseur, sous l’effet de la chaleur (matériaux thermodurcissables) :

Résine époxyde + durcisseur → polyépoxyde.

D’un point de vue chimique, un polymère est une substance composée de macromolécules et issue de molécules de faible masse moléculaire

Les polymères les plus utilisés dans les industries à ce jour sont pétro-sourcés :

• • les matières plastiques ;
  • les caoutchoucs synthétiques ;
  • les colles ;
  • les peintures ;

Il existe cependant de nombreux polymères naturels dont un certain nombre sont agro-sourcés donc biodégradables :

• • les protéines qui sont des polymères d’acides aminés,
  • les caoutchouc naturels (latex)
  • les acides nucléiques : ADN et ARN sont des polymères de nucléotides,
  • les glucides :
  • la cellulose : bois, papier, textiles naturels (chanvre, lin, coton),
  • glucides complexes : amidon, glycogène,
  • les fibres protéiques : collagène, que l’on retrouve dans le cuir, la kératine que l’on retrouve dans la laine, etc. ;

Nous excluons donc systématiquement tout ingrédient pétro-sourcé de nos compositions matériaux afin de favoriser le recyclage et autant que possible la biodégradabilité des produits que nous concevons.

La disponibilité des ingrédients bio-sourcés est dorénavant suffisante pour composer des matériaux aux caractéristiques équivalentes ou supérieures. Nous menons néanmoins une veille active sur la recherche scientifique dans ce champs spécifique, comprenant des partenariats avec les laboratoires et universités référents dans ce domaine.