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Composites : thermoplastiques contre thermodurcissables, le match

Composites : thermoplastiques contre thermodurcissables, le match

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Les composites thermoplastiques ont le vent en poupe. Analyse des motifs de cet engouement grâce à l'éclairage d'Alain Dessarthe, expert au Centre technique des industries mécaniques (Cetim).

C'est la guerre des clans chez les composites ! Parmi ces matériaux qui associent une résine plastique à des renforts en fibres, on distingue la famille des thermoplastiques, dont la matrice, dure à température ambiante, peut être ramollie à plusieurs reprises, de la famille des thermodurcissables, infusibles. Or les premiers font de l'ombre aux seconds.

Selon les chiffres mis en avant par le groupe JEC lors de la grand-messe de la filière, le JEC Composites Show, qui s'est déroulé du 13 au 15 avril à Paris, les thermoplastiques ne représentent encore que 37 % des volumes de composites sur le marché en 2009, mais leur croissance atteint les 10 % par an, contre 3 % pour les thermodurcissables. De plus, les applications exigeantes, comme des pièces techniques pour l'industrie, se développent, comme en témoigne Alain Dessarthe, spécialiste du sujet au Cetim (Centre technique des industries mécaniques).

"Nous travaillons notamment avec des fabricants de bouteilles de gaz à la mise au point d'un produit en composite thermoplastique fabriqué par enroulement filamentaire. L'intérêt consisterait à se passer de la couche interne en polypropylène, indispensable lorsque ces bouteilles sont fabriquées avec une résine thermodurcissable, parce que la pression crée des microporosités entre fibres et résines. Un phénomène qui pourrait ne pas se produire avec une matrice en polypropylène, plus plastique", explique-t-il.

Eviter l'hétérogénéité due au collage

La conception de panneaux routiers ou encore la fabrication de pièces de suspension pour automobile pourrait également faire intervenir des thermoplastiques. "L'avantage par rapport aux thermodurcissables c'est qu'on peut envisager de les réchauffer et les centrer pour les souder sur une tôle", précise l'expert. Autrement dit, on peut se rapprocher de la chaudronnerie, là où les thermodurs ne peuvent être assemblés que par collage. Une faiblesse majeure, tant le collage introduit une hétérogénéité difficile à maîtriser.

Autre atout des thermoplastiques, déterminant pour les industriels de l'automobile: la perspective d'une réduction des temps de cycle, car la polymérisation d'un thermodurcissable nécessite cinq minutes au moins. Plus généralement, les deux familles diffèrent par leur mise en oeuvre. Pâteux à température ambiante, les thermodurcissables sont faciles à manipuler, mais ils doivent être conservés au froid, quelques mois au maximum. Solides, les thermoplastiques nécessitent un chauffage de 200°C à 400°C mais ils se conservent indéfiniment et les pièces ayant servi à leur mise en oeuvre peuvent être nettoyées sans solvants ni composés organiques volatils (COV). Surtout, la possibilité de reprendre les thermoplastiques par chauffage limite les taux de rebut et permet d'envisager leur recyclage, argument massue pour la mise au point de produits pouvant mettre en avant un faible impact environnemental.

Reste que pour convaincre tout à fait, les composites thermoplastiques devront surmonter deux obstacles qui jalonnent la route de tout matériau désireux de se faire une plus large place au soleil de l'industrie : le manque de recul sur le vieillissement et un prix plus élevé du fait d'une demande plus faible. La bataille entre les frères ennemis sera mouvementée...

Muriel de Vericourt

 

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