Étude des propriétés de mise en oeuvre de renforts fibreux interlock tridimensionnels

Les matériaux composites sont à l'heure actuelle très utilisés pour fabriquer des pièces à haute performance. Ils remplacent de plus en plus fréquemment les alliages métalliques dans les pièces structurales. On les retrouve dans des domaines variés tels que l'automobile, l'aéronautique ou encore le nautisme. Un des principaux avantages de ce type de matériau est qu'il existe un très grand nombre de combinaisons possibles de ses constituants afin de répondre au mieux aux sollicitations mécaniques et thermiques auxquelles une pièce peut être soumise. Il est ainsi possible de combiner un renfort à base organique ou inorganique possédant une architecture tissée, piquée ou encore tricotée avec une matrice, elle aussi organique ou inorganique, possédant des propriétés physico-chimiques compatibles avec les fibres. Il est cependant nécessaire d'avoir une bonne connaissance de chacun des deux constituants afin d'obtenir les propriétés désirées, particulièrement dans le cas des procédés de fabrication par moulage liquide (LCM). Un des objectifs poursuivis dans la chaire de recherche Safran est d'améliorer la connaissance des propriétés de mise en oeuvre des fibres et de la résine lors des différentes phases de fabrication de cette famille de procédés. Cette thèse s'inscrit dans cette direction en s'intéressant à deux de ces étapes : le préformage des renforts et l'injection de résine à travers les fibres. Elle se concentre en particulier sur le comportement des renforts en compaction et leur perméabilité. Ce projet de recherche a donc été divisé en deux grandes parties : (1) l'étude de la compaction de divers renforts fibreux (mat, renforts 2D et tissés 3D) ; (2) la mesure et la modélisation de la perméabilité des renforts 3D interlock. Chacune de ces parties a fait l'objet de deux articles divisant ainsi la thèse en quatre sections. Dans la première section de cette thèse, le comportement en compaction des renforts fibreux ainsi que l'influence de certains paramètres de mise en forme (par exemple la vitesse de compaction) sur ce comportement ont été étudiés. Ainsi, trois renforts 2D possédant une architecture très différente et trois renforts 3D avec des patrons de tissage distincts ont été compressés à l'aide de plateaux parallèles fixés sur une machine de traction-compression.