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Les matériaux composites dans le sport
La conclusion est là : les organismes vivants « utilisent »
des matériaux dont l’étude
fait apparaître une hiérarchisation de nombreux éléments
qui permet la fonction assignée par la nature – bref, des
matériaux composites.
La recherche de nouveaux
matériaux s’est inspirée de
tels exemples pour, en toute
humilité et à une échelle de
complexité bien modeste,
structurer les matériaux aux
différentes échelles pour qu’ils
répondent aux objectifs fi xés.
2
De l’utilisation des
matériaux composites
La fi nalité de l’ingénieur est
de disposer de matériaux qui
répondent le mieux possible
aux objectifs d’usage. Ceux-ci
sont
souvent
multiples
et contradictoires. On les
veut performants mais peu
coûteux ; résistants mais
souples ; rigides mais légers.
La démarche est de réunir,
sous forme de matériaux
composites, différents constituants dotés chacun de l’une
des propriétés recherchées,
dans l’espoir que le matériau
fi nal aura la somme de toutes
ces propriétés. La pratique
montre que cette démarche
est fréquemment couronnée
de succès, au-delà même
des espoirs puisqu’on obtient
parfois mieux que la somme
des propriétés.
L’industrie automobile illustre
cette situation : quand on
fait des « ailes de voiture »,
on veut qu’elles résistent à
la fl exion. Le choix du métal
comme matériau conduisait à
leur donner une bonne résistance partout, même dans
l’épaisseur où elle est inutile,
voire néfaste. Un matériau
Figure 3
Les organismes vivants tels que
les mollusques sont composés de
matériaux composites (carapaces,
etc.).
idéal mettrait la résistance là
où il faut, en fl exion. Un matériau composite permet de s’en
rapprocher. On peut signaler
aussi une « propriété » souvent
masquée par les fonctions
principales des objets : celle
d’assurer la compatibilité du
matériau avec son environnement – l’eau, les chocs, la
fatigue… Là encore l’utilisation de matériaux composites
pourra aider à résoudre les
diffi cultés rencontrées (voir
les Chapitres de N. Puget et de
F. Roland).
Les objets que nous allons
présenter plus loin, la raquette
de tennis, la planche de snowboard, la perche de saut et le
casque de protection, sont tous
faits de matériaux composites
qui mélangent des fi bres (principalement des fi bres de verre
ou de carbone) avec une colle.
La réalisation du composite à
partir de ses matériaux constitutifs doit suivre les trois principes suivants :
Contrôler l’interface
fi bre-matrice
Les efforts appliqués au matériau le sont aussi bien à la
Les matériaux composites dans le sport
La conclusion est là : les organismes vivants « utilisent »
des matériaux dont l’étude
fait apparaître une hiérarchisation de nombreux éléments
qui permet la fonction assignée par la nature – bref, des
matériaux composites.
La recherche de nouveaux
matériaux s’est inspirée de
tels exemples pour, en toute
humilité et à une échelle de
complexité bien modeste,
structurer les matériaux aux
différentes échelles pour qu’ils
répondent aux objectifs fi xés.
2
De l’utilisation des
matériaux composites
La fi nalité de l’ingénieur est
de disposer de matériaux qui
répondent le mieux possible
aux objectifs d’usage. Ceux-ci
sont
souvent
multiples
et contradictoires. On les
veut performants mais peu
coûteux ; résistants mais
souples ; rigides mais légers.
La démarche est de réunir,
sous forme de matériaux
composites, différents constituants dotés chacun de l’une
des propriétés recherchées,
dans l’espoir que le matériau
fi nal aura la somme de toutes
ces propriétés. La pratique
montre que cette démarche
est fréquemment couronnée
de succès, au-delà même
des espoirs puisqu’on obtient
parfois mieux que la somme
des propriétés.
L’industrie automobile illustre
cette situation : quand on
fait des « ailes de voiture »,
on veut qu’elles résistent à
la fl exion. Le choix du métal
comme matériau conduisait à
leur donner une bonne résistance partout, même dans
l’épaisseur où elle est inutile,
voire néfaste. Un matériau
Figure 3
Les organismes vivants tels que
les mollusques sont composés de
matériaux composites (carapaces,
etc.).
idéal mettrait la résistance là
où il faut, en fl exion. Un matériau composite permet de s’en
rapprocher. On peut signaler
aussi une « propriété » souvent
masquée par les fonctions
principales des objets : celle
d’assurer la compatibilité du
matériau avec son environnement – l’eau, les chocs, la
fatigue… Là encore l’utilisation de matériaux composites
pourra aider à résoudre les
diffi cultés rencontrées (voir
les Chapitres de N. Puget et de
F. Roland).
Les objets que nous allons
présenter plus loin, la raquette
de tennis, la planche de snowboard, la perche de saut et le
casque de protection, sont tous
faits de matériaux composites
qui mélangent des fi bres (principalement des fi bres de verre
ou de carbone) avec une colle.
La réalisation du composite à
partir de ses matériaux constitutifs doit suivre les trois principes suivants :
Contrôler l’interface
fi bre-matrice
Les efforts appliqués au matériau le sont aussi bien à la