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Concept
Matériau composite
Résumé
vignette|Multicouche, un exemple de matériau composite.
Un matériau composite est un assemblage ou un mélange hétérogène d'au moins deux composants, non miscibles mais ayant une forte capacité d'interpénétration et d'adhésion, dont les propriétés mécaniques se complètent. Le nouveau matériau ainsi constitué possède des propriétés avantageuses que les composants seuls ne possèdent pas. Bien que le terme composite soit moderne, de tels matériaux ont été inventés et abondamment utilisés bien avant l'Antiquité, comme les torchis pour la construction de bâtiments. Il existe aussi des composites naturels tels que l'os et le bois.
Ce phénomène d'assemblage, qui permet d'améliorer la qualité de la matière pour une certaine utilisation (légèreté, rigidité mécanique) explique l'utilisation croissante des matériaux composites dans de nombreux secteurs industriels. Au cours du , le développement de l'informatique a permis le calcul précis des propriétés mécaniques et le champ d'utilisation de ces matériaux artificiels a explosé. Néanmoins, la description fine des composites reste complexe du point de vue mécanique de par la non-homogénéité du matériau.
Un matériau composite se compose comme suit : matrice + renfort + optionnellement : charge et/ou additif. Exemples : le béton armé = composite béton + armature en acier, ou le composite fibre de verre + résine polyester.
Le renfort est l'armature reprenant l'essentiel des efforts mécaniques. Les renforts peuvent être classés selon :
leur composition : métal, verre, polymère ;
leur forme :
fibres : courtes (0,1 - 1 mm), longues (1 - 50 mm) ou continues (> 50 mm).
charges renforçantes : gravier (additionné au ciment pour fabriquer le béton), sable, billes de verre ;
leur disposition : mat (nappe de fibres en vrac non tissées) ou tissé.
Le tableau suivant résume les dispositions possibles des différentes formes de renforts dans un matériau composite :
Le renfort peut être seul au sein d'une matrice (composite homogène) ou associé à un renfort de nature différente (composite hybride).
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