GlossaireMateriauxComposites CARMA(2)

8/7/2019 GlossaireMateriauxComposites CARMA(2)

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GLOSSAIRE DES MATERIAUX COMPOSITES CARMA Actualisation octobre 2006 1


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SOMMAIRE

1. Les matriaux 3

1.1 Les renforts 3

1.1.1 Fibre de verre 3

1.1.2 Fibre de carbone 3

1.1.3 Fibre d'aramide 4

1.1.4 Fibre de bore 4

1.1.5 Fibre de silice (ou de quartz) 4

1.1.6 Fibres de polythylne de haut module 4

1.1.7 Caractristiques moyennes des fibres et renforts 4

1.1.8 Architecture des renforts 4

1.1.9 Ensimage 6

1.2 Les charges 6

1.2.1 Les charges organiques 7

1.2.2 Les charges minrales 7

1.2.3 Oxydes et hydrates mtalliques 8

1.2.4 Le verre 9

1.2.5 Le carbone 10

1.3 Les matrices 10

1.3.1 Les rsines thermodurcissables 11

1.3.2 Les matrices thermoplastiques 13

2Les technologies de mise en uvre 15

2.1 Moulage au contact 15

2.2 Moulage par projection simultane 16

2.3 Moulage sous vide 18

2.4 Moulage par injection basse pression de rsine - RTM 19

2.5 Moulage la presse froid "voie humide" basse pression 20

2.6 Linfusion de rsine sous membrane souple 22

2.7 Moulage par injection de compound - BMC 23

2.8 Moulage par compression de mat preimprgn - SMC 242.9 Moulage par enroulement filamentaire 26

2.10 Moulage par centrifugation 27

2.11 Moulage par pultrusion 28

2.12 Moulage par injection de rsine ractive renforce fibres broyes (R.R.I.M.) 30

2.13 Moulage par injection de rsine ractive renforce fibres longues (S.R.I.M.) 31

3Rglementation 32

3.1 Origine des missions de COV 33


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1. Les matriauxIntroduction

Un matriau composite peut tre dfini d'une manire gnrale comme l'assemblage de deux ouplusieurs matriaux, l'assemblage final ayant des proprits suprieures aux proprits de chacun

des matriaux constitutifs. On appelle maintenant de faon courante "matriaux composites" des

arrangements de fibres, les renforts qui sont noys dans une matrice dont la rsistance mcanique

est beaucoup plus faible. La matrice assure la cohsion et l'orientation des fibres, elle permet

galement de transmettre les sollicitations auxquelles sont soumises les pices.

Les matriaux ainsi obtenus sont trs htrognes et anisotropes.

Il faut diffrencier charges et renforts. Les charges, sous forme d'lments fragmentaires, de

poudres ou liquide, modifient une proprit de la matire laquelle on l'ajoute (par exemple la

tenue aux chocs, la rsistance aux UV, le comportement au feu). Les renforts, sous forme de

fibres, contribuent uniquement amliorer la rsistance mcanique et la rigidit de la pice danslaquelle ils sont incorpors.

1.1.Les renforts

1.1.1. Fibre de verreElles constituent le renfort essentiel des composites de grande diffusion. Elle est

obtenue partir de sable (silice) et d'additifs (alumine, carbonate de chaux,

magnsie, oxyde de bore). On distingue trois types de fibres :

E : pour les composites de grande diffusion et les applications courantes ;

R : pour les composites hautes performances ;

D : pour la fabrication de circuits imprims (proprits dilectriques).

1.1.2. Fibre de carboneC'est la fibre la plus utilises dans les applications hautes performances. Elle est

obtenue par carbonisation de la fibre de PAN (Polyactylonitrile). Selon la

temprature de combustion, on distingue deux types de fibres :

fibres haute rsistance (HR) : pour une combustion de 1000 1500 C ;

fibres haut module (HM) : pour une temprature de combustion de 1800 2000 C.


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1.1.3. Fibre d'aramideSouvent appele KEVLAR, la fibre d'aramide est issue de la chimie des

polyamides aromatiques. Il est possible de trouver deux types de fibres d'aramide

de rigidits diffrentes :

les fibres bas module : utilises pour les cbles et les gilets pare-balles ; les fibres haut module : employes dans le renforcement pour les composites

hautes performances.

1.1.4. Fibre de boreFibres de haut module et insensibles l'oxydation hautes tempratures, elles sont obtenues par

dpt en phase gazeuse sur un substrat en tungstne.

1.1.5. Fibre de silice (ou de quartz)Elles sont produites comme le verre, par fusion, et sont essentiellement utilises pour leur haute

tenue chimique et thermique dans les tuyres pour moteur de fuse.

1.1.6. Fibres de polythylne de haut moduleElles prsentent une trs bonne rsistance la traction mais une mauvaise mouillabilit. Pour des

structures peu sollicits, on peut encore utiliser des fibres synthtiques courantes de polyamide ou

polyester.

1.1.7. Caractristiques moyennes des fibres et renforts

Diamtr

edu

filament

(m)

Masse

volumiq

ue

(kg.m

-3 )

Module

d'lastic

it

longitud

inal

(MPa)

Modulede

cisaillem

ent

(MPa)

Coefficientde

Poisson

Contraintede

rupture

(traction

)MPa

Allongement

rupture%

Coefficientde

dilatatio

n

thermiqueC

-1

Renforts

d Mv E G k Cr A

Verre E 16 2 600 74 000 30 000 0,25 2 500 3,5 0,5*10-5

Verre R 10 2 500 86 000 0,2 3 200 4 0,3*10-5

Carbone HM 6.5 1 800 390 000 20 000 0,35 2 500 0,6 0,08*10-5

Carbone HR 7 1 750 230 000 50 000 0,3 3 200 1,3 0,02*10-5

Kevlar 49 12 1 450 130 000 12 000 0,4 2 900 2,3 -0,2*10-5

Bore 100 2 600 400 000 3 400 0,8 0,4*10-5

Silicate d'alumine 10 2 600 200 000 3 000 1,5

Polythylne 960 100 000 3 000

1.1.8. Architecture des renfortsLes structures composites sont anisotropes. La plupart des renforts travaillent bien en traction,

mais offrent de moins bonnes performances en compression et cisaillement. Il est donc impratif

de jouer sur la texture et la gomtrie des renforts pour crer une architecture adapte.

Il existe diffrentes gomtries et textures de renforts :


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Les unidirectionnels (UD) :Dans une nappe UD, les fibres sont assembles paralllement lesunes par rapport aux autres l'aide d'une trame trs lgre. Taux de dsquilibre trs grand.

Trame Chane

Les tissus se composent de fils de chane et de trame perpendiculaires entres eux. Le mode

d'entrecroisement ou armure les caractrise.

Toile ou taffetas : Chaque fil de chane passe dessus puis dessous

chaque fil de trame, et rciproquement. Le tissus prsente une bonneplanit et une relative rigidit, mais est peu dformable pour la mise

en uvre. Les nombreux entrecroisements successifs gnrent un

embuvage important et rduisent les proprits mcaniques.

Serge : Chaque fil de chane flotte au dessus de plusieurs (n) fils detrame et chaque fil de trame flotte au dessus de (m) fils de chane.

Armure de plus grande souplesse que le taffetas ayant une bonne

densit de fils. Ci-contre, un serg 2/2.

Satin : Chaque fil de chane flotte au dessus de plusieurs (n-1) fils detrame et rciproquement. Ces tissus ont des aspects diffrents de chaque

ct. Ces tissus sont assez souples et adapts la mise en forme de

pices surfaces complexes. Ce type de tissus prsente une forte masse

spcifique.

Comme un tissu est difficilement dformable sur une surface gauche, on

ralise galement pour des utilisations spcifiques des armures bi ou

tridimensionnelles.

Tissu 3D ou tresseTissu multiaxial


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Il est galement possible de raliser des structures de renforts hybrides en tissant des fibres de

natures diffrentes ou, en superposant des tissus ou nappes de renforts de fibres diffrentes.

Tissu hybride carbone - aramide

1.1.9. EnsimageLes renforts destines la fabrication des composites reoivent un ensimage. L'ensimage est une

dispersion aqueuse spcifique comportant un agent collant, un agent pontant et des agents

antistatiques, permettant d'assurer diffrents rles :

- compatibilit de la liaison fibre - matrice ;- cohsion interfilamentaire (raideur du fil) pour qu'il soit manipulable ;- protection contre l'abrasion gnre par la mise en uvre (frottement contre pices

mtalliques) ;

- limination des charges lectrostatiques dues aux frottements ;- augmentation du mouillage de la fibre au cours de l'imprgnation.

L'ensimage est spcifique pour une rsine et un procd donn.

1.2.Les chargesOn dsigne sous le nom gnral de charge toute substance inerte, minrale ou vgtale qui,

ajoute un polymre de base, permet de modifier de manire sensible les proprits mcaniques,

lectriques ou thermiques, damliorer laspect de surface ou bien, simplement, de rduire le prix

de revient du matriau transform.

A l'inverse des matires thermoplastiques, les matires thermodurcissables ont toujours contenu

des charges de nature et de forme varies, des taux souvent levs pouvant atteindre 60 % en

masse.

Pour un polymre donn, le choix dune charge est dtermin en fonction des modifications

recherches pour lobjet fini. Mais, dune manire gnrale, les substances utilisables commecharges des matires plastiques devront dabord satisfaire un certain nombre dexigences :

- Compatibilit avec la rsine de base ;- Mouillabilit ;- Uniformit de qualit et de granulomtrie ;- Faible action abrasive ;- Bas prix de revient.


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1.2.1. Les charges organiques- Charges cellulosiques, utilises en tant que charges des rsines thermodurcissables

(phnoplastes et aminoplastes).

Les avantages de ces matires cellulosiques sont leur cot peu lev et leur faibledensit.

- Farines de bois- Farines d'corces de fruit et de noyaux- Fibres vgtales- Ptes de cellulose- Amidons

1.2.2. Les charges minrales- Craies et carbonates

La craie ou blanc de Champagne peut contenir jusqu 99 % de calcite, de la silice etdautres corps minraux. La taille moyenne de ses particules varie de 1 3 m.

Le calcaire et le marbre contiennent 80 90 % de calcite et des quantits variables

doxyde de magnsium et de silice. La taille des particules est comprise entre 0,5 et 30 m.

Le carbonate de calcium-magnsium (MgCO3.CaCO3) est prpar partir des minerais

de dolomite. On lutilise comme charge et aussi comme retardateur de flamme, ajout du

trioxyde dantimoine.

Le carbonate de calciumprcipitest un mlange pratiquement pur 99,00 % de calcite

et daragonite, obtenu sous forme de particules trs fines (0,05 16 m).

Il est surtout utilis avec le PVC et dans les matires thermodurcissables (SMC, BMC)

ainsi que les polyurthannes (RIM) en raison de son caractre hydrophobe.

- Les silicesLa silice (SiO2), ltat pur ou combine avec des oxydes mtalliques, est utilise comme

charge sous diffrentes formes, suivant son origine, sa cristallinit, sa duret et la taille des

particules.

Son incorporation dans la rsine amliore les proprits dilectriques, la rsistance la

chaleur et lhumidit des objets mouls, par exemple ceux en poly(mthacrylate demthyle).

On constate galement laugmentation de la temprature de transition vitreuse, du module

dYoung et de la rsistance en compression, ainsi que la rduction du gonflement dans les

solvants.

- Les talcsLes talcs sont utiliss pour amliorer lisolation thermique et la rsistance leau, et

faciliter lopration de moulage.

Le talc est la charge la plus utilise dans les thermoplastiques. Il leur confre une meilleure

rsistance au fluage ainsi quune plus grande rigidit.Notons galement que lintroduction

de talc facilite lusinage des produits finis.


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- La wollastoniteCette charge se prsente sous diffrentes formes : aiguilles, granuls, fibres.

Elle est surtout utilise dans les polyamides, les ABS et les polysulfones, galement en

remplacement des fibres de verre dans les SMC et les BMC. Elle amliore en particulier larsistance au rayonnement ultraviolet et lhydrolyse. Elle est aussi employe dans les

rsines poxydes pour assurer une bonne stabilit dimensionnelle ainsi que lisolation

thermique et lectrique, et permet un contrle du retrait au moulage.

- Les argiles et alumino-silicatesCes substances minrales sont en grande partie constitues par de la silice (42 70 %) et

de lalumine (14 45 %).

* Le kaolin contribue une meilleure rsistance chimique et lectrique, et diminue

labsorption deau. On peut lajouter des taux atteignant 60 % dans les compositions

base desters polyvinyliques, mais habituellement les poudres mouler en contiennent de20 45 %.

Le kaolin calcin est utilis dans les mlanges pour lisolation de cbles et dans les

isolants.

Mlang de lalumine et de la silice, le kaolin calcin est utilis pour assurer la rsistance

aux acides.

* La vermiculite est utilise comme charge de faible densit (2,4) dans les plastiques

renforcs de fibres de verre.

* Le mica augmente la stabilit dimensionnelle des pices moules ; il amliore les

proprits lectriques et thermiques, la rsistance aux acides et aux bases, et diminue lareprise deau.

Compar aux fibres de verre, il confre une moins bonne rsistance aux chocs ; mlang

avec celles-ci, il permet une rduction des cots.

1.2.3. Oxydes et hydrates mtalliques- Poudres et microsphresLalumine, les oxydes de zinc, de magnsium, de titane et dantimoine sont utiliss sous

forme de poudres fines comme charges du polypropylne, des compositions

polyvinyliques, des rsines poxydes, des polyesters insaturs. Tous permettent de

diminuer le prix de revient et daugmenter la densit de la matirelastique.

Loxyde de bryllium est utilis sous forme de microsphres, qui sont des microsphres

de densit voisine de 0,003 et dun diamtre de lordre de 40 m.


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- Alumine et trihydrate d'aluminiumOn obtient lalumine (Al2O3), anhydre ou hydrate, partir de la bauxite. Cette charge

apporte aux rsines une meilleure rsistivit lectrique ainsi quune bonne conductivit

thermique ; elle diminue le coefficient de dilatation thermique linique, augmente la

rigidit ainsi que la rsistance labrasion et au feu.

Lhydrate daluminium Al(OH)3 est une charge ignifugeante qui, du point de vue du

prix, est concurrentielle ; elle rduit linflammabilit ainsi que lmission des fumes de

combustion car elle se dcompose de faon endothermique (effet de refroidissement) en

alumine et en eau, aux tempratures suprieures 220 oC.

- Trioxyde d'antimoineOn chauffe de lantimoine dans lair pour obtenir Sb2O4 qui donne SbO3 par fusion et

dcomposition. Sa densit est de 4,2 et sa duret Mohs comprise entre 6 et 7. Il apporte aux

rsines ignifugation et coloration blanche et on lutilise en particulier dans les PVC

plastifis.

- Oxyde de berylliumUtilis sous forme de microsphres dans les rsines poxydes, il augmente les

conductivits lectrique et thermique. Ces carbosphres sont aussi utilises dans les

mousses structurelles (PUR) densit contrle, ainsi que pour la fabrication de pices

polyesters ultralgres.

- Les cramiquesIl existe des microsphres en cramique dont la densit varie entre 0,4 et 2,4 et les

dimensions de 1 3 000 m. Une microsphre de 70 m comportant un revtement

permettant une meilleure dispersion a t mise au point. Conseille dans les rsinespolyesters en combinaison avec CaCO3, elle apporte une rduction de masse de 15 25 %

avec une amlioration des rsistances la compression et au choc.

1.2.4. Le verre- Poudres de verreUne nouvelle varit de poudre de verre de granulomtrie 13 m est apparue sur le march

et son incorporation confre aux thermodurcissables de meilleures rsistances labrasion

et la compression ; elle permet par ailleurs dobtenir un retrait plus faible et plus

homogne des pices moules.

- Billes de verres creusesLes billes de verre creuses, de densit comprise entre 0,1 et 0,5, sont obtenues par

chauffage de billes de verre contenant un agent gonflant. Elles amliorent les rsistances

leau et au vieillissement du PMMA, et diminuent la friabilit des pices phnoliques.

Les densits de ces microsphres creuses du type borosilicate de sodium et de calcium

sont comprises entre 0,38 et 0,45 ; paralllement, leur rsistance la compression varie de

1,7 31 MPa. Les applications sont nombreuses (btiment, automobile et aronautique).


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- Microsphres de verreLutilisation de microsphres de verre permet de rduire de 25 35 % la masse des pices

obtenues soit partir de BMC ou de SMC destines en particulier lindustrie automobile,

soit galement partir de rsines phnoliques pour lindustrie aronautique. On utilise par

ailleurs ce type de charge, dans le cas du PPO modifi, pour la ralisation des capotages demachines de bureau. Elle permet la rduction du temps de cycle de moulage de 20 30 %.

Il en est de mme dans le cas du moulage des mousses structurelles en polyurthannes.

1.2.5. Le carbone- Le noir de carboneLe noir de carbone est utilis depuis trs longtemps dans lindustrie des plastiques, la fois

comme colorant, pigment, barrire anti-UV, antioxydant.

Le noir de carbone amliore la rsistance la chaleur du polythylne rticul par

irradiation et celle du PVC. La conductivit thermique augmente avec le taux de charges,

indpendamment de la taille des particules. Par contre, la conductivit lectrique desmatriaux chargs augmente avec le taux de carbone et avec la finesse des particules

1.3.Les matricesLa matrice a pour rle de lier les fibres renforts, rpartir les contraintes subies, apporter la tenue

chimique de la structure et donner la forme dsire au produit.

On utilise actuellement surtout des rsines thermodurcissables (TD) que l'on associe des fibres

longues, mais l'emploi de polymres thermoplastiques (TP) renforcs de fibres courtes se

dveloppe fortement.

Il est important de bien situer les diffrences fondamentales de ces deux types de matrices.

- La structure des TP se prsente sous forme de chanes linaires, il faut les chauffer pourles mettre en forme (les chanes se plient alors), et les refroidir pour les fixer (les chanes

se bloquent). Cette opration est rversible.

- La structure des TD a la forme d'un rseau tridimensionnel qui se ponte (double liaison depolymrisation) pour durcir en forme de faon dfinitive, lors d'un chauffement. La

transformation est donc irrversible.

Matrices Thermoplastiques TP Thermodurcissables TD

Etat de base solide prt l'emploi liquide visqueux polymriser

Stockage illimit rduitMouillabilit renforts difficile aise

Moulage chauffage + refroidissement chauffage continu

Cycle court long

Tenue au choc assez bonne limite

Tenue thermique rduite bonne

Chutes et dchets recyclables perdus ou recycls en charges

Conditions de travail propret manation pour "mthode humide"

Principales diffrences entre matrices TP et TD


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1.3.1. Les rsines thermodurcissables- Polyesters insaturs : C'est la rsine la plus utilise dans l'application composite de grande

distribution.

Une rsine de polyester insatur contenant un monomre (gnralement le styrne) estrticule temprature ambiante par addition dun catalyseur de type peroxyde organique et

dun acclrateur. Elle passe successivement de ltat liquide visqueux initial ltat de gel,

puis ltat de solide infusible.

La raction est exothermique et la temprature de la rsine augmente progressivement depuis

le gel jusqu un maximum pour redescendre ensuite lentement la temprature ambiante.

Le durcissement sera dautant plus rapide ou, si lon prfre, le temps ncessaire dans le moule

sera dautant plus court que la courbe de temprature en fonction du temps se rapprochera

davantage de la verticale.

La raction de durcissement dpend de la ractivit de la rsine, de la forme de lobjet fabriqu

(paisseur, etc.), de la nature et du dosage du systme catalytique.

Il existe diffrents types de rsines :

- Orthophtalique : la plus courante ;- Isophtalique : qui donne une meilleure tenue l'humidit ;- Chlore : apportant une auto extinguibilit ;- Bisphnol : possdant de bonne caractristiques chimiques et thermiques.

Avantages Inconvnients

Bonne accroche sur fibres de verre

Translucidit

Bonne rsistance chimique

Mise en uvre facile

Tenue en temprature (> 150 C)

Prix rduit

Inflammabilit (sauf rsines chlores)

Tenue vapeur et eau bouillante

Retrait important (6 15 %)

Dure de conservation en pot limite

Emission de styrne

- Vinylesters : On peut la considrer comme une variante des polyesters produite partird'acides acryliques. Elles possdent une bonne rsistance la fatigue et un excellent

comportement la corrosion, mais demeure combustible.


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- Phnoliques : Elles sont issues de la polycondensation du phnol et du formol et secaractrisent par une bonne tenue au feu, sans fume. Elles restent fragiles, sensibles

l'humidit, difficiles colorer et mettre en uvre.

- Epoxydes : Elles rsultent de la polyaddition de l'pichlorhydrine sur un polyalcool etconstitue la rsine type des composites hautes performances HP. On distingue deux classes de

rsines en fonction :

- du durcissement chaud ou froid ;- de la tenue en temprature (120-130 C, ou 180-200 C).


Tenue mcanique, thermique, chimique et

fatigue

Faible retrait (1 2 %)

Excellente adhrence sur fibres

Auto-extinguibilitMise en uvre facile, sans solvant

Prix lev

Sensibilit l'humidit et aux UV

Vieillissement sous temprature

Sensibilit aux chocs

Temps de polymrisation

- Polyurthannes et polyures : Dans la fabrication de pices composites, on utilise surtoutdes formules lastomriques dont la faible viscosit permet un bon remplissage du moule. Les

constituants sont livrs l'tat de prpolymres liquides :

- Polyols + polyisocyanates = polyurthannes ;- Polythers + polyamines = polyures.


Facilit de moulage in situ

Tenue chimique

Vieillissement

Rsistance mcanique rduite

Combustibilit

Coloration en masse difficile : fonce

- Polyimides : Ces rsines sont surtout utilises dans les composites HP, lorsque l'on chercheune bonne stabilit sous hautes tempratures (> 250 C). Elles restent toutefois trs onreuses

et difficiles mettre en uvre.

- Bismalimides : Matrices trs peu utilises en Europe. Elles offrent une bonne tenue la foisau choc et en temprature, mais restent difficiles mettre en uvre.


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Ma

sse

volumique

(kg

.m-3)

Mo

dule

d'lasticit

lon

gitudinal

(MPa)

Mo

dulede

cisaillement

(MPa)

Coefficientde

Poisson

Contraintede

rup

ture

(traction)MPa

Allongement

rup

ture%

Coefficientde

dilatation

the

rmiqueC

-1

Matrices TD

Mv E G k Cr A

Epoxyde 1 200 4 500 1 600 0,4 130 2 11*10-5

Phnolique 1 300 3 000 1 100 0,4 70 2,5 1*10-5

Polyester 1 200 4 000 1 400 0,4 80 2,5 8*10-5

Polycarbonate 1 200 2 400 0,35 60 6*10-5

Vinylester 1 150 3 300 75 4 5*10-5

silicone 1 100 2 200 0,5 35

Urthanne 1 100 700 7 000 30 100

Polyimide 1 400 4 000 19 000 1 100 0.35 70 1 8*10-5

1.3.2. Les matrices thermoplastiquesLes polymres utiliss sont essentiellement des thermoplastiques techniques qui prsentent l'tat

vierge de bonnes caractristiques mcaniques. Un renforcement laide de fibres courtes leur

confre une tenue thermique et mcanique amliore et une bonne stabilit dimensionnelle.

Les principales matrices TP utilises (possdant tous une tenue en temprature suprieure 100

C, hors POM) sont les suivantes :

- Polyamide (PA) : tenue au choc, bonne rsistance la fatigue et aux hydrocarbures ;- Polytrphtalate thylnique et butylnique (PET, PBT) : bonne rigidit, bonne tnacit ;- Polycarbonate (PC) : tenue au choc ;- Polysulfure de phnylne (PPS) : rsistance l'hydrolyse ;- Polyoxymthylne (POM) : bonne tenue la fatigue ;- Polysulfors (PSU et PPS) : bonne stabilit chimique et l'hydrolyse, peu de fluage, tenue au

chaud ;

- Polypropylne (PP) : peu onreux et assez stable en temprature, mais combustible.

De plus en plus, on utilise des thermoplastiques thermostables (tenue en temprature > 200 C et

bonnes proprits mcaniques), en particulier les suivants :

- Polyamide-imide (PAI) ;- Polyther-imide (PEI) ;

- Polyther-sulfone (PES) ;- Polyther-ther-ctone (PEEK).


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Ma

sse

volumique

(kg

.m-3)

Mo

dule

d'lasticit

lon

gitudinal

(Mpa)

Mo

dulede

cisaillement

(Mpa)

Coefficientde

Poisson

Contraintede

rup

ture

(traction)MPa

Allongement

rup

ture%

Coefficientde

dilatation

the

rmiqueC

-1

Matrices TP

Mv E G k Cr A

PP 900 1 200 0.4 30 20 400 9*10-5

PPS 1 300 4 000 65 100 5*10-5

PA 1 100 2 000 0.35 70 200 8*10-5

PES 1 350 3 000 85 60 6*10-5

PEI 1 150 3 300 105 60 6*10-5

PEEK 1 300 4 000 90 50 5*10-5


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2. Les technologies de mise en uvreLes technologies dites en moule ouvert :

2.1.Moulage au contact Principe

Procd manuel pour la ralisation de pices partir de rsines thermodurcissables, temprature

ambiante et sans pression. Les renforts sont dposs sur le moule et imprgns de rsine liquide,

acclre et catalyse. Aprs durcissement de la rsine, la pice est dmoule et dtoure.

MOULE

Rsine

Renfort Ebulleur

Rsine + renfortGelcoat

Cas d'utilisation

- Procd pour petites sries : de 1 1000 pices / an- Pices de grandes trs grandes dimensions- Revtement sur supports divers et in situ

Caractristiques principales

Avantages Limites

Trs larges possibilits de forme

Pas de limite dimensionnelle

Une surface lisse gelcoate (aspect, tenue la

corrosion)

Proprits mcaniques moyennes bonnes

Investissements spcifiques trs faibles

Moules simples, peu onreux, rapides

raliser en interne

Une seule face lisse

Ncessit de finition (dtourage, perage, etc.)

Qualit tributaire de la main d'uvre

Faible cadence de production par moule

Espace de travail important

Conditions de travail mdiocres

Matires premires

- Renforts : mats, tissus de fibre de verre, de carbone ou d'aramide (taux de renfort volumiqueallant jusqu 35 % dans le cas du verre)

- Rsines : polyesters, poxy, phnoliques, vinylesters- Divers : catalyseur, acclrateur, charges, pigments, agent de dmoulage, actone


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Matriel

- Moule : simple coque gnralement en composite, ventuellement en plusieurs lmentsassembls

- Outillages mains : ciseaux, pinceaux, bulleurs, pistolet peinture ou gel-coateuse

Energies

- Electricit : clairage, ventilation, chauffage- Air comprim : motorisation outillage, dmoulage

Domaines d'application

- Nautisme- Piscine- Gnie chimique- Transport, carrosserie (petites sries)- Btiment, travaux public (coffrage)

2.2.Moulage par projection simultane Principe

Procd manuel ou robotis permettant la ralisation de pices partir de rsinesthermodurcissables temprature ambiante et sans pression. Les matires premires sont mises en

uvre l'aide d'une machine dite "de projection" comprenant :

- un dispositif de coupe - projection du renfort (roving)- un ou deux pistolets projetant simultanment la rsine

Les fils coups et la rsine sont projets sur la surface du moule puis compacts et bulls l'aide

de rouleaux et d'bulleurs. La rsine pracclre est catalyse en continu lors de sa projection.


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Cas d'utilisation

- Production de pices de moyennes grandes dimensions- Recherche de rduction des cots par rapport au contact

- Petite et moyenne srie


Avantages Limites

Trs larges possibilits de forme et

dimensions

Travail simplifi, suppression de la mise en

forme obtenue directement par la projection

Productivit plus leve qu'au contact

Cot du roving < mat

Investissements trs modrsMoules simples, peu onreux, rapides

raliser en interne


Proprits mcaniques moyenne

Qualit tributaire de la main d'uvre

Conditions de travail trs mdiocres si

absence d'agencements ncessaires

Matires premires

- Renfort : fibre de verre sous forme de roving assembls, taux de renfort de 25 35 % envolume.

- Rsines : principalement polyesters mais aussi phnoliques ou hybrides- Divers : catalyseurs, acclrateur, pigments, charges, agent de dmoulage, solvant

Matriel

- Moules en composites (simple coque)- Machine de projection (mlange interne ou externe)- Dispositif de ventilation, extraction des vapeurs de styrne- Petit outillage de stratification la main

Energies

- Electricit : clairage, ventilation, chauffage

- Air comprim : motorisation outillage, dmoulage

Applications

- Production de bateaux- Revtements- Btiments : faade, articles sanitaires- Travaux public : coffrages- Capotage industriel- Panneaux sandwiches pour camions isothermes


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Les technologies dites en moule ferm :

2.3.Moulage sous vide Principe

Le moulage sous vide s'effectue entre moule et contre-moule rigide, semi-rigide ou souple suivant

la technologie de mis en oeuvre.

Le renfort (mat, tissu, prforme) est plac l'intrieur du moule ; la rsine catalyse est verse sur

le renfort. On utilise la pression qui s'exerce sur le moule lors de la mise sous vide pour rpartir la

rsine et imprgner le renfort.

La rsine peut galement tre injecte par l'aspiration conscutive au vide.

Cas d'utilisation

- Production en petites sries de pices ncessitant deux faces lisses

- Amlioration des conditions de travail et d'hygine (rduction des manations de styrne)


Avantages Limites

Deux faces lisses, ventuellement gelcoates

Qualit non tributaire de la main d'uvre

Qualit constante

Bonne cadence de production

Ncessite peu de surface

Investissements trs modrsBonnes conditions de travail et d'hygine

Possibilits de formes plus rduites qu'au

contact

Mise au point parfois difficile

Matires premires

- Renforts : mats fils coups ou fils continus, prformes, tissus- Rsines : polyester, vinylester, phnolique, poxy- Divers : catalyseur, acclrateur, pigments, charges, agent de dmoulage, solvant

Matriel

- Moules et contre-moules en composites ou pellicules souples- Pompes vide avec rservoir tampon

Energies

Electricit, air comprim souhaitable (dmoulage)


- Btiment : coupoles d'clairage znithal- Transports : panneaux sandwiches pour caion isothermes, conteneurs- Pices diverses : casques de protection enveloppants, capotages


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2.4.Moulage par injection basse pression de rsine - RTM Principe

Le moulage par injection de rsine liquide RTM (Rsine Transfert Molding) s'effectue entremoule et contre-moule rigides. Le renfort (mats, prforme, ventuellement tissus) est dispos dans

l'entrefer du moule. Une fois celui-ci solidement ferm, la rsine, acclre et catalyse, est

injecte sous faible pression (1.5 4 bars) travers le renfort jusqu'au remplissage complet de

l'empreinte. Aprs durcissement de la rsine, le moule est ouvert et la pice dmoule.

joint d'tanchit

rsine

vide (entre 0,2 et 0,3 bars)

vide de fermeture

(0,9 bar)

renfort

moule matrice

moule poinon

canne d'injection

zone de pincement

renfort contre-moule

moule

Cas d'utilisation

- Procd pour moyennes sries : 1000 - 10000 pices/an- Pices demandant une reproductibilit d'paisseur


Avantages Limites

Deux faces lisses, ventuellement gelcoates

Dimensions jusqu' 7 m


Qualit constante

Cadence de production leve

Ncessite peu de surfaceInvestissements trs modrs

Bonnes conditions de travail et d'hygine

Limit aux formes peu ou moyennement

complexes

Taux de renforcement et caractristiques

mcaniques moyennes leves

Ncessit d'effectuer des finitions post

moulage

Matires premires

- Renforts : mats de fils coups ou continu, prformes, voiles de surface ou/et tissus de verre,carbone, aramide. Taux de renfort : 20 - 60 %

- Rsines : polyesters, phnoliques (rsols), poxydes, vinylesters- Divers : catalyseurs, acclrateur, pigments, charges, agents dmoulants, solvant de rinage


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Matriel

- Moule et contre-moule en composite rigides et rsistants avec systme de fermeture rapide.Variantes mtallo-composites et mtalliques.

- Appareillage d'injection de rsine : pot sous pression ou systme pompes doseuses- Appareillage de manutention des moules (ouverture/fermeture)

Energies

- Electricit, air comprim


- Elments de carrosserie pour vhiculesde tourisme ou utilitaires

- Petits articles sanitaires- Cuves de petites et moyennes dimensions- Capotages- Pices industrielles diverses- Fourches de vlo, raquettes de tennis

2.5.Moulage la presse froid "voie humide" basse pression Principe

Moulage l'aide d'une presse compression entre moule et contre-moule rigides en composite,

initialement sans apport thermique extrieur.

Moule ouvert, le renfort (mat) est pos sur la partie infrieure du moule et la rsine, dote d'un

systme catalytique trs ractif, est vers en vrac sur le renfort.

La fermeture du moule sous pression (2 4 bars) entrane la rpartition de la rsine dans

l'empreinte et l'imprgnation du renfort. Le durcissement de la rsine est acclr progressivement

par l'lvation de temprature du moule due l'exothermie de la raction, ce qui permet un

dmoulage rapide.

Les performances du procd peuvent tre considrablement amliores par l'usage de moules

mtalloplastiques, voire mtalliques, et d'un systme de rgulation thermique basse temprature.

contre-moule

moule composite

rsine

renfort


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Cas d'utilisation

- Production en moyenne sries (500 5000 units)


Avantages Limites

Deux faces lisses

Dimensions jusqu' 7 m


Qualit constante

Cadence de production leve

Ncessite peu de surface

Investissements trs modrs

Conditions de travail et d'hygine normales

Limit aux formes peu complexes

Limit aux dimensions moyennes (2m)

Dure de vie des moules courtes (1500 4000

pices)

Ncessit d'effectuer des finitions post

moulage

Matires premires

- Renforts : mat de fils continus, liant basse solubilit- Rsine : polyester- Divers : catalyseurs, acclrateurs, charges, pigments, agents dmoulants

Matriel

- Presse compression basse pression (30 t/m utiles) vitesse de fermeture rglable- Moule et contre-moule : caissons en composites et bton de rsine

Energie



- Capotages divers- Bacs de manutention


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2.6.Linfusion de rsine sous membrane soupleLe principe repose sur le dpt, dans un moule femelle, des renforts secs (tissus, mes, etc.) qui

vont concevoir la pice composite, et de crer un systme tanche lair laide d'une bche

vide. Linfusion consiste ensuite injecter de la rsine, par dpression ralise sur la pice, sur les

tissus dposs sec.

Cas d'utilisation

- Production : petite sries (facilement adaptable, permet la ralisation de grande surface)- Pices trs bonne rsistance mcanique

Matires premires

- Rsines : polyester, poxyde- Renforts : Tous types de renfort (tissus, matriaux sandwiches etc.)

Principales caractristiquesAvantages Limites

Pas dmission de COV

Excellente reproductibilit et homognit des

caractristiques

Taux de renfort pouvant atteindre 65 %

Bon compactage des tissus

Bonne imprgnation

Difficult de mise en uvre et de la gestion

des paramtres

Matriel non rutilisable

Matriel

Draind'injection

Pompe vide

Frein

Ft dersine

Vide

- Pompe vide

- Ft de rsine- Moule femelle gel-coat , tissus de drainage (Soric,mousses Diab, filet Diatex) et une

bche souple

Energie

- Electricit

Domaine d'application

- Industrie automobile/nautique- Capot voiture- Coque bateau


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Les technologies pour grandes sries :

2.7.Moulage par injection de compound - BMC Principe

Le compound B.M.C (Bulk Molding Compound) prpar dans un malaxeur est une masse

mouler constitue de rsine, de charges et d'adjuvants divers, renforce par des fils de verre

coups.

Le compound est moul chaud (130 - 150 C) par injection (principalement) entre moule et

contre-moule en acier usin. La pression (50 100 bars) de fermeture du moule entrane le fluage

de la matire pralablement dose et le remplissage de l'empreinte. Le temps de durcissement trs

court permet un dmoulage rapide.

Cas d'utilisation

- Production en grandes sries- Pices de taille petite et moyenne, plus ou moins paisses


Avantages Limites

Possibilit de formes trs complexes, finitions

intgrs

Grande prcision de moulage

Bon tat de surfaceCadences de moulage leves en fonction de

l'paisseur

Cot de matire rduit

Non tributaire de la main d'uvre


Investissements assez levs

Proprits mcaniques modestes

Ncessit de doser la matire

Limites dimensionnelles

Matires premires

Compound du commerce ou compound prpar en interne :

- Rsine polyester (principalement), catalyseur chaud, agent de dmoulage, charges, pigments,ventuellement agents anti-retrait et de mrissement

- Renfort : fils de verre coups (6 25 mm) raison de 10 28 %

Matriel

- Prparation : moyens de pese, malaxeur pour la prparation du compound- Moulage : moule en acier usin chrom thermorgul, presse d'injection ou de compression

vitesse de fermeture rglable


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Energies


Exemple d'application

- Pices pour appareillages lectriques- Pices automobiles sous capot- Pices industrielles diverses

2.8.Moulage par compression de mat preimprgn - SMC Principe

Le mat primprgn SMC (Sheet Molding Compound) est constitu d'une nappe de fils coups ou

continus, imprgne par un mlange de rsine polyester, de charges et d'adjuvants spcifiquesdivers.

Dcoup en flans de masse et dimensions dtermines, le mat primprgn est moul chaud (140

160 C) par compression entre un moule et un contre-moule en acier usin. La pression (50

100 bars) entrane le fluage de la matire et le remplissage de l'empreinte. Le temps de

durcissement trs court (en fonction de l'paisseur) permet un dmoulage rapide.

matrice

jecteurs

matire mouler

canaux de rgulation

poinon

moule ouvert moule ferm

Cas d'utilisation

- Production en grandes sries- Pices d'aspect


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Principales caractristiques

Avantages Limites

Possibilit de formes trs complexes, finitions

intgresCapacit dimensionnelle leve : jusqu'

3-5 m

Grande prcision de moulage

Etat de surface carrosserie prt peindre

Bonnes proprits du matriau : mcaniques,

thermiques, tenue au feu, anti-corrosion

Cadences de moulage leves

Cot de matire rduit

Non tributaire de la main d'uvre

Larges possibilits d'automatisation


Investissements levs trs levs

Cadence de moulage et constance de qualitencore un peu insuffisantes pour la grande

srie automobile

Matires premires

Mat primprgn du commerce ou compound prpar en interne :

- Mlange d'imprgnation : polyesters, agents compensateurs de retrait, charges, catalyseurs,inhibiteurs, agents de mrissement, agents de dmoulage, pigments

- Renfort : fils de verre spcifique sous forme de roving (taux de renfort 25 50 % pondral)

Matriel

- Eventuellement, ligne de production de mat primprgn- Presse compression haute pression, vitesses de fermeture rglables- Moules en acier chroms thermorguls

Energies

Electricit, air comprim, ventuellement circuit de chauffage (huile, vapeur)

Domaines d'applications

- Industrie automobile (tourisme et utilitaire) : pices de carrosseries sous capots, pices deprotection

- Industrie lectrique : coffrets de comptage, rglette d'clairage- Pices industrielles diverses


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2.9.Moulage par enroulement filamentaire Principe

Procd de moulage limit aux formes de rvolution. Initialement, destin la ralisationd'enveloppes de rvolution ncessitant de hautes performances mcaniques par enroulement

progressif sur un mandrin, selon un angle dtermin de fils de verre imprgns de rsine.

Par la suite, le procd a t tendu des structures moins performantes en associant aux rovings

bobins d'autres types de renfort (fils coups, mat, tissu) appliqus de faon adapte.

rovings de fil

continu

systme

d'imprgnationmandrin

Cas d'utilisation

- Toutes pices de rvolution produire en srie- Pices ncessitant une rsistance leve


Avantages Limites

Pices haute, voire trs haute rsistance

(taux de renfort jusqu 80 % pondral, fils

continus orients selon la direction des

contraintes)

Trs grande latitude dimensionnelle (de

quelques mm plusieurs mtres en diamtre

et longueur)

Part de main d'uvre rduite : mcanisation

Cadences de production leves

Formes de rvolution seulement


Investissements assez levs (lignes

industrielles)

Matires premires

- Renforts : rovings spcifiques lenroulement (ventuellement primprgns), roving coup,mats de fils coups, tissus uni/bi-directionnels, mats de surface

- Rsines : polyester, poxy, vinylester, phnoliques- Divers : catalyseurs, acclrateurs

Matriel

- Machines d'enroulement, trs nombreux types adapts chaque cas d'application- Mandrins


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Energie



- Tuyaux devant rsister de fortes pressions,citernes de transport, rservoirs de stockage

- Appareillage de gnie chimique- Industrie lectrique- Armement (tubes lance-roquettes)- Automobile : ressorts de suspension- Sport : perche, canne pche, bouteille de plonge

2.10. Moulage par centrifugation Principe

Procd de moulage limit aux enveloppes cylindriques. A l'intrieur d'un moule cylindrique en

rotation basse vitesse, on dpose des fils coups partir de roving (ou du mat), de la rsine

catalyse et acclre et ventuellement des charges granulaires. Puis, on augmente la vitesse de

rotation du moule pour densifier et dbuller la matire. Aprs durcissement de la rsine,

ventuellement acclre par un apport thermique, on peut extraire trs facilement la pice du

moule.

moule

roving coup

rsine

Cas d'utilisation

- Production de tuyau (coulement gravitaire et basses pression)- Production de grandes viroles (moulage par rotation : centrifugation basse vitesse)


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Avantages Limites

Deux faces parfaitement lisses

Larges possibilits dimensionnellesMatriau de trs bonne qualit (pas de bulles)

Aucune perte de matire

Haut niveau de mcanisation, possibilit

d'automatisation complte

Bon niveau de productivit

Seulement les formes cylindriques (ou trs

faiblement coniques)Pas de possibilit de variation d'paisseur

Caractristiques mcaniques moyennes

Investissements levs ; les moules doivent

tre parfaitement quilibrs

Matires premires

- Rsines : polyesters, vinylesters, ventuellement poxy- Renforts : roving coup in situ (mats disposs l'arrt pour petits diamtres)- Divers : systmes catalytiques, pigments, sable

Matriel

- Machine de centrifugation, dispositif d'alimentation / coupe de roving, rsine- Moules : diamtre 0,1 0,5 mtres

Energie


Exemple d'application

- Tuyaux : jusqu' 2 m de diamtre- Cuves (diamtre 1 2 m)- Silos (diamtre 4 5 m, longueur 10 12 m)- Cages de pressoirs vin

2.11. Moulage par pultrusion Principe

Le procd est destin la ralisation en continu de profils de sections constantes.

Des renforts continus, rovings divers, mats et tissus en bandes de largeurs appropries, tirs par un

banc de traction situ en fin de ligne de production, sont successivement prdisposs de faon

prcise, imprgns de rsine et mis la forme dsire par passage travers une filire chauffe

dans laquelle s'effectue le durcissement de la rsine.

Cas d'utilisation

Ralisation de profils en quantits significatives (plusieurs milliers de mtres linaires).


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Avantages Limites

Toutes formes de sections, mme creuses,

angles vifsAspect de surface lisse, moyen

Trs grande rsistance mcanique, surtout

longitudinale

Bonne productivit : 0,2 2,5 m/min selon

rsines et sections

Trs faible part de main-d'uvre


niveau de productivit

Pas de possibilit de variation de sections

Profil ncessairement rectiligne sauf PullForming

Investissement relativement lev

Matires premires

- Renforts : rovings directs, fils texturs, mats fil continus (liant insoluble), tissus- Rsines : polyester, poxy, vinylester, acrylique, phnolique- Divers : systmes durcisseurs, charges, pigments, lubrifiants

Matriel

- Ligne de pultrusion : cantres (alimentation renforts), organes de guidage, systmed'imprgnation, filire avec systme de chauffage, banc de traction, banc de dcoupe.

Energie



- Boulons d'ancrage, mes d'isolateurs lectriques haute tension, cannes pche- Tubes de structure- Tous profil isolant lectrique ou rsistant la corrosion- Racks bagages pour bus


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2.12. Moulage par injection de rsine ractive renforce fibres broyes (R.R.I.M.) Principe

Il s'agit principalement du moulage de polyurthannes rigides.Le renfort, fibre de verre broye, est incorpor dans le polyol, raison de 10-20 % pondral (sur le

produit final).

Le processus de moulage reste le mme que pour les PU non renforcs : alimentation dose sous

pression de chacun des deux composants (polyol et isocyanate), mlange, injection dans un moule

ferm, raction, durcissement, dmoulage.

Cas d'utilisation

- Production : moyennes grandes sries- Pices pour lesquelles les proprits des PU sont insuffisantes


Avantages Limites

Pices de formes complexes, de moyennes

dimensions

Faible densit

Proprits mcaniques nettement meilleures

que celles de PU purs

Rduction du retrait thermique

Tenue en tempratureAspect correct aprs peinture

Investissement relativement lev

Matires premires

- Rsines : polyols et isocyanate- Renfort : fibre de verre broye (0,1 0,3 mm)

Matriel

- Machine injecter les polyurthannes- Moule / contre-moule : composite, alliage lger, acier (selon les sries produire), systme de

fermeture de moule

Energie



- Industrie automobile- Extension d'ailes- Elments d'amnagement d'intrieur d'habitacle


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2.13. Moulage par injection de rsine ractive renforce fibres longues (S.R.I.M.) Principe

Il s'agit d'un moulage entre moule et contre-moule. Le renfort sous forme de mats ou de tissus (20 60 % pondral) est dispos pralablement dans le moule chauff (100 - 150 C).

Le systme de rsine deux composants trs ractifs est inject sous pression (20 - 30 bars). Aprs

durcissement (1 3 min), la pice peut tre dmoule.

Cas d'utilisation

- Production : moyennes grandes sries (mais infrieure au RRIM)- Pices bonne rsistance mcanique

Matires premires

- Rsines : polyurthannes, polyisocyanurate, polycarbonate- Renforts : mats de fils continus prforms, tissus

Principales caractristiquesAvantages Limites

Pices de formes type "embouti", moyenne

complexit

Matriau de moyenne densit (1,2 1,7)

Bonnes proprits mcaniques

Temps de cycle de moulage compatibles avecla grande srie (1 2 min)

Procd entirement automatisable

Limites dimensionnelles

Investissement relativement lev (procd

encore au stade de dveloppement industriel)

Matriel

- Machine d'injection des mlanges deux composants- Moule acier usin, poli, avec systme de chauffage- Presse pour ouverture / fermeture du moule sous pression

Energie



- Industrie automobile- Poutre de pare-chocs- Traverse, longeron, chssis


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3. RglementationDans le cadre de la convention de Genve sur la pollution atmosphrique, les Composs

Organiques Volatils (COV) font l'objet de protocoles internationaux de rduction des missions.Le dernier des protocoles concernant les COV a t sign Gteborg en 1999. Il a pour objectif la

rduction des surfaces acidifies et eutrophises en Europe l'horizon 2010 ainsi que la rduction

du nombre de jours de dpassement des seuils de protection de la sant pour l'ozone.

Pour la France, les plafonds d'missions de polluants tous secteurs confondus (transports,

habitation, usage de solvants, agriculture) sont les suivants :

Emissions annuelles (kt)SO2 NOx COV NH3

Emissions en France en 1998 840 1650 2340 830

Plafonds d'missions en France en 2010 selon le protocole de

Gteborg

400 860 1100 780

Plafonds d'missions en France selon le directive plafonds

d'missions (position du 2 aout 2001)

375 810 1050 780

La rglementation franaise a t rcemment modifie afin de prendre en compte les exigences

issues de la directive europenne n 1999/13 du 11 mars 1999 relative la rduction des

missions de composs organiques volatils dues l'utilisation de solvants organiques danscertaines activits et installations. Larrt du 2 fvrier 1998 modifi et les nombreux arrts

types en cours dlaboration fixent des contraintes applicables aux installations nouvelles ds leur

entre en service et aux installations existantes au 30 octobre 2005, sauf exceptions ou

drogations.

Lexploitant a deux options :

- soit respecter les valeurs limites de COV, pour les missions canalises et diffuses ;- soit mettre en place un schma de matrise des missions (SME) (art. 27.e) de larrt du

02/02/1998) : ce schma garantit que le flux total annuel des missions de COV ne dpasse

pas celui qui serait atteint si les valeurs limites dmissions canalises et diffuses taientappliques. Il permet de sexempter du respect des valeurs limites dmission (canalises et

diffuses, lexception des solvants phrases de risque particulires*, qui restent soumis des

valeurs limites). Pour les COV, la mise en place dun SME nest pas une obligation mais une

opportunit valuer par lexploitant. Il permet un talement dans le temps des

investissements et des efforts de recherches correspondants. Le SME sapplique la fois aux

COV ayant pour origine les solvants mais aussi tout COV ayant une origine diffrente. La

circulaire du 23/12/2003 fixe les modalits de calcul de lmission cible respecter.


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La filire des composites polyesters fait intervenir :

- les fournisseurs de matires de base (fibres de verre, matires plastiques, produits chimiquesvaris tels que catalyseurs, etc.);

- les industriels du tissage de fibres, les entreprises spcialises dans les formules et les semi-

produits, etc.- les transformateurs qui laborent des lments en composites pour leur propre compte ou pour

le compte de donneurs dordre ;

- les entreprises utilisatrices.

3.1.Origine des missions de COVLes missions de COV proviennent principalement de lutilisation de styrne et de solvants de

nettoyage.

Le styrne est un monomre ractif qui participe activement la polymrisation des rsines

polyester. Une grande partie de ce compos participe la raction et une petite partie se volatilise

sous forme de COV. Le styrne se retrouve notamment dans des produits tels que les rsines, lesgel-coat, les colles polyester.

La technologie employe influence galement les missions, sachant que les procds en moule

ouvert sont les plus metteurs.

Styrne n'ayant pas ragit

Les missions de styrne dpendent de la surface dchange entre le styrne et latmosphre.

Plus cette surface est importante, plus les missions sont importantes. Dans les procds en moule

ouvert, les missions voluent en fonction du temps, de la faon reprsente la figure 1.

On distingue :

- Les missions dynamiques : missions ayant lieu pendant la projection ou limprgnation aurouleau ;

- Les missions statiques : missions pendant la phase de repos, de roulage et de polymrisation.

Figure 1 : Evolution de la concentration de styrne en fonction du temps

(Application en moule ouvert : contact et projection simultane)

Cette courbe peut galement voluer en fonction du procd dapplication.

En moyenne, la rpartition des missions est la suivante :


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Lvaporation de styrne dpend de nombreux facteurs quil est ncessaire de comprendre pour

pouvoir mettre en uvre les solutions de rduction des missions.

Paramtres influenant les missions dynamiques :

- La teneur en styrne de la rsine. Les missions augmentent avec la teneur en styrne de larsine. Les rsines faible teneur en styrne (FTS) permettent de rduire les missions

dynamiques et statiques.

- La temprature ambiante qui influence le taux dvaporation.- La temprature du produit qui influence la viscosit.

- La circulation de lair sur la pice (en cabine, vitesse dair doit tre de 0,6 m/s).- Les techniques de pulvrisation. Plus la pression au sortir de la buse de pulvrisation est

leve, plus loverspray et la surface dchange sont importants. Lmission est

proportionnelle au dbit de projection et inversement proportionnelle la taille des gouttes

(taille moyenne : 150 200 , surface dvaporation : 50 m/kg).

- Le savoir-faire des oprateurs. Langle de projection et la distance la pice influencent lesmissions. La distance optimale se situe entre 0,5 et 0,8 m.

Langle optimal est de 90 . Une distance leve et un mauvais angle de pulvrisation

augmentent les surfaces dchange et le risque de perte de produit.

Paramtres influenant les missions statiques :

- La teneur en styrne des rsines.- Le traitement des rsines en faibles missions (Low Styren Emission, LSE). Ladjonction de

certains additifs dans la rsine (cires et paraffines, faiblement solubles dans la rsine) permet la

formation dun film barrire la surface de la rsine lors de la phase de polymrisation et de

durcissement. Ce traitement permet de rduire les missions de styrne durant la phase de

polymrisation uniquement.

- Les mlanges ractifs raliss. Les temps de gel dpendent des mlanges ractifs raliss. Lesmissions augmentent avec le temps de gel.

Lusage de solvant de nettoyage

On se rfrera la dfinition de solvant donne au chapitre 4.2.

Le nettoyage est une activit indissociable du procd de moulage car les outils dapplication

(rouleaux pinceaux, pistolets, ttes dinjection,etc.) doivent tre nettoyes rgulirement. Les

principaux solvants de nettoyage utiliss sont lactone et le chlorure de mthylne. La quantit de

solvants de nettoyage varie en fonction du type de procds mis en uvre, des pratiques mises en

uvre (fermeture des contenants) et du tonnage de produit transform.

Documents

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