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Performance d’un ski de course : structure composite et glisse sur neige
Figure 5
Élaboration de fi bres de verre :
un mélange composé de silice,
d’alumine, de chaux, de magnésie
et d’oxyde de bore est fondu
dans un four à 1 500 °C avant de
passer à travers une fi lière. Après
ensimage, les fi bres obtenues sont
tissées et optimisées selon les
caractéristiques recherchées.
Figure 6
Coupe d’un stratifi é verre/époxy
imprégné pour assurer la cohésion
des couches de matériaux
composites.
cohésion dans la structure
du ski. Cette phase vise à
obtenir une compatibilité
fi bre/matrice très importante pour le composite. La
Figure 6 montre une coupe
observée au microscope d’un
stratifi é fi bres de verre/résine
époxy. Le collage de ces
fi bres avec la résine doit être
le meilleur possible et cette
qualité dépend de la compatibilité de la surface des fi bres
avec la matrice.
Le rôle de l’ensimage évoqué
précédemment (Figure 7) est
justement d’améliorer cette
compatibilité. Contrairement
à l’exemple d’un matériau
utilisé dans les casques de
moto (voir le Chapitre d’Y.
Rémond et J.-F. Caron) – où le
but est d’affaiblir les liaisons
à l’interface fi bre/matrice
afi n de libérer de l’énergie au
moment d’un choc –, ici l’objectif est inverse : le but est de
créer des liaisons covalentes
solides à l’interface entre la
résine et la fi bre, capables
de résister à des déformations très importantes, à des
vibrations, à des chocs, pour
des températures qui peuvent
aller de 0 à -30 °C. Il faut donc
assurer une très bonne cohésion, une très bonne tenue de
la matrice autour de la fi bre.
C’est la fonction des agents
de pontage aminosilanes
adsorbés sur la fi bre lors de
l’ensimage qui conduiront,
par réaction chimique, à des
liaisons très solides avec les
résines (Encart : « L’ensimage,
un traitement de surface pour
une meilleure cohésion »).
Pour étudier de près ces
caractéristiques de collage
entre fi bre et matrice, un
test dit de fragmentation
est réalisé en laboratoire
afi n de connaître la caracEnsimage
Filière
Bobinage
Four 1500° C
téristique d’une fi bre unique
imprégnée de résine. Puis
on s’intéresse au composite
complet en procédant à des
tests de traction ou de fl exion
sur le tissu de fi bre de verre
imprégné de résine. L’application d’une traction sur cette
fi bre permet de caractériser
des distances d’interfragments et des zones de décohésion (zones où le matériau
perd de sa cohésion, Figure 8).
Les résultats obtenus sur ces
fi bres élémentaires permettent ensuite de porter un
pronostic sur les caractéristiques mécaniques du composite verre/époxy fi nal, ce qui
est très important pour le
développement de nouveaux
renforts composites (combinant soit de nouvelles fi bres,
soit une nouvelle matrice,
Performance d’un ski de course : structure composite et glisse sur neige
Figure 5
Élaboration de fi bres de verre :
un mélange composé de silice,
d’alumine, de chaux, de magnésie
et d’oxyde de bore est fondu
dans un four à 1 500 °C avant de
passer à travers une fi lière. Après
ensimage, les fi bres obtenues sont
tissées et optimisées selon les
caractéristiques recherchées.
Figure 6
Coupe d’un stratifi é verre/époxy
imprégné pour assurer la cohésion
des couches de matériaux
composites.
cohésion dans la structure
du ski. Cette phase vise à
obtenir une compatibilité
fi bre/matrice très importante pour le composite. La
Figure 6 montre une coupe
observée au microscope d’un
stratifi é fi bres de verre/résine
époxy. Le collage de ces
fi bres avec la résine doit être
le meilleur possible et cette
qualité dépend de la compatibilité de la surface des fi bres
avec la matrice.
Le rôle de l’ensimage évoqué
précédemment (Figure 7) est
justement d’améliorer cette
compatibilité. Contrairement
à l’exemple d’un matériau
utilisé dans les casques de
moto (voir le Chapitre d’Y.
Rémond et J.-F. Caron) – où le
but est d’affaiblir les liaisons
à l’interface fi bre/matrice
afi n de libérer de l’énergie au
moment d’un choc –, ici l’objectif est inverse : le but est de
créer des liaisons covalentes
solides à l’interface entre la
résine et la fi bre, capables
de résister à des déformations très importantes, à des
vibrations, à des chocs, pour
des températures qui peuvent
aller de 0 à -30 °C. Il faut donc
assurer une très bonne cohésion, une très bonne tenue de
la matrice autour de la fi bre.
C’est la fonction des agents
de pontage aminosilanes
adsorbés sur la fi bre lors de
l’ensimage qui conduiront,
par réaction chimique, à des
liaisons très solides avec les
résines (Encart : « L’ensimage,
un traitement de surface pour
une meilleure cohésion »).
Pour étudier de près ces
caractéristiques de collage
entre fi bre et matrice, un
test dit de fragmentation
est réalisé en laboratoire
afi n de connaître la caracEnsimage
Filière
Bobinage
Four 1500° C
téristique d’une fi bre unique
imprégnée de résine. Puis
on s’intéresse au composite
complet en procédant à des
tests de traction ou de fl exion
sur le tissu de fi bre de verre
imprégné de résine. L’application d’une traction sur cette
fi bre permet de caractériser
des distances d’interfragments et des zones de décohésion (zones où le matériau
perd de sa cohésion, Figure 8).
Les résultats obtenus sur ces
fi bres élémentaires permettent ensuite de porter un
pronostic sur les caractéristiques mécaniques du composite verre/époxy fi nal, ce qui
est très important pour le
développement de nouveaux
renforts composites (combinant soit de nouvelles fi bres,
soit une nouvelle matrice,