Développement d'un processus de pultrusion de tresses à géométrie creuses de composites thermoplastiques pour une application sportive de hockey

Les bâtons de hockey d’aujourd’hui sont principalement fabriqués à partir de matériaux composites thermodurcissable. En fin de vie, ils sont dirigés vers les sites de décharges. La fabrication des bâtons de hockey est basée principalement sur des procédés manuels, situés dans des pays à faibles coûts de main d'œuvre. Cela a encouragé à explorer des solutions alternatives de fabrication locale. D’où la solution de production de bâtons de hockey en composite thermoplastique par Braid-trusion. C’est la combinaison du procédé de tressage textile et de la pultrusion thermoplastique. Ce processus de fabrication est automatisé et peu coûteux qui produit des poutres à sections constantes ayant des fibres orientées en angle qui peuvent être remodelées, réparées et recyclées. Le procédé de Braid-trusion thermoplastique reste en cours de développement en raison de certains enjeux de performances. Dans le cadre d'une collaboration industrielle, des éléments de cette technologie sont étudiés pour développer le procédé de production de pièces adaptées à l'industrie. Le premier objectif consiste à caractériser un nouveau matériau appelé DREF pour limiter l'ondulation des fibres en pultrusion thermoplastique. Les études sur la pultrusion thermoplastique se sont concentrées sur des problèmes d'imprégnation avec des matériaux assemblant de longues fibres polymères aux fibres de renforcement, tels que des fils mélangés et co-enroulés. Cependant, une attention limitée a été accordée à la réduction de l’ondulation des fibres. Une étude expérimentale, basée sur l'application de tensions 3N et 0N sur des fils co-enroulés (CW) et DREF, visait à valoriser la contribution des fibres polymères discontinues à la réduction de l'ondulation des fibres. La réaction de ces matériaux au chauffage a montré un retrait des fibres PET longues, induisant l’ondulation des fibres de verre (GF) dans les fils CW, à l'inverse, les fils DREF présentaient des GF droit. Pour les tensions 3N et 0N, les expériences ont montré une fraction de porosité plus élevée dans les composites avec des fils CW (4,21 % vs 2,19 %) et (2,87 % vs 1,11 %) pour les fils DREF. Les images par tomographie ont révélé une ondulation évidente des fibres dans CW-0N alors que dans DREF-0N, l'ondulation des fibres était difficilement détectable. La pultrusion thermoplastique utilisant des fils DREF a abouti à des composites avec une ondulation des fibres restreinte et des performances mécaniques supérieures malgré l'absence de tension. Le deuxième objectif consiste à proposer une approche expérimentale démontrant les avantages d'utilisation de plusieurs filières en pultrusion thermoplastique. Les études qui ont adopté la pultrusion thermoplastique multi-filières montrent des résultats prometteurs. Les hypothèses n’ont pas été démontrées pour l’imprégnation améliorée. Une approche expérimentale imitant les cycles de consolidation de la pultrusion multi-filières par moulage par compression, visait à déterminer l'effet de l'utilisation de plusieurs filières. Le processus multi-filières a effectivement augmenté le temps de consolidation de 260 % et réduit la force de compression de 38 %. De plus, le procédé multi-filières présentait le plus haut degré de micro-imprégnation avec un