Influence du mode de polymérisation de composites verre/polyester sur leur comportement mécanique

L'utilisation de résines photochimiques pour la réalisation de composites, s'est heurtée, pendant plusieurs années, à différents problèmes liés au procédé de fabrication. Evidemment, la dangerosité du rayonnement lumineux ultraviolet (UV) était un problème, mais la difficulté de contrôler le flux lumineux et de ce fait sa pénétration dans le composite ne permettait pas de gérer correctement le degré d'avancement de la polymérisation. C'est pourquoi, bien que prometteuse pour la réduction du temps de fabrication de composites structuraux, plusieurs travaux ont estimé que la technologie UV n'était pas assez mature. Dernièrement, les avancées technologiques qui utilisent de plus en plus intensivement des systèmes de dépose robotisée de renforts, et l'apparition des lampes UV LED en remplacement des lampes à mercure ont remis cette technologie en avant. Elle a été adaptée aux résines thermodurcissables et thermoplastiques utilisées dans différents types de procédés de fabrication comme la dépose de renforts, l'enroulement filamentaire, l'infusion... Le développement de chimies particulières a également permis de passer l'obstacle lié à l'utilisation de renforts opaques. L'objet de cette communication est de présenter et comparer les propriétés mécaniques de composites unidirectionnels verre/polyester obtenus par deux procédés différents : un procédé conventionnel de polymérisation thermique et un procédé photochimique. Il est connu que les propriétés de surface sont intimement liées au degré d'avancement de la polymérisation de la résine polyester mais il est souvent difficile de quantifier ces propriétés. Dans un premier temps, les propriétés mécaniques de surface ont été étudiées par micro-indentation afin d'observer l'influence des conditions d'élaboration sur la réponse du composite à une pénétration. Les essais d'indentation ont été réalisés avec un indenteur Berkovich calibré sous une charge maximale de 500 mN. Le temps de charge et décharge de 2s a été choisi de manière à obtenir une information sur le fluage des composites lors du maintien de la charge maximale pendant 120s. Il apparait que la dureté d'indentation HIT n'est pas suffisante pour discriminer les échantillons, les propriétés d'élasticité et de visco-elasticité sont également nécessaires pour classer les différents composites. Pour les composites thermiquement réactifs l'élaboration incluant une étape de post cuisson améliore la polymérisation de la résine du composite et conduit à une augmentation de la dureté et une diminution du fluage. Pour les composites photochimiquement réactifs, l'imprégnation du renfort par mise sous vide prolongée durcie et rigidifie considérablement la structure obtenue. Au final, ce travail montre que le comportement mécanique de composites obtenus par polymérisation photochimique semble meilleur que par polymérisation thermique classique ; et les différences sont quantifiées et analysées. D'autres essais d'indentation sur des coupes transverses des échantillons sont mis en ?uvre pour observer individuellement la réponse à l'indentation des fibres et de la résine et ainsi approcher le comportement de l'interface fibre/résine. En complément des essais d'indentation, des essais de rayure instrumentée et de frottement seront également réalisés pour caractériser la résistance à la fissuration et à l'usure des différents composites en fonction des procédés d'élaboration. Un comportement global de la surface pourra être proposé