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Description du projet :
Les composites sont les matériaux favoris pour économiser du poids dans tous les domaines high-tech. Ils y sont plus ou moins cantonnés du fait de leur coût élevé et des difficultés de mise en 'uvre.
L'idée est d'explorer une nouvelle méthode de fabrication des composites faisant appel à l'injection plastique et /ou l'extrusion pour en diminuer le coût et favoriser leur utilisation industrielle dans des domaines plus industriels comme la machine-outil par exemple.
Nous proposons de produire d'une part des pièces en composites en modifiant les techniques d'injection dérivées des matériaux à fibres longues pour les adapter aux fibres continues. D'autre part, l'extrusion des polymères permet de fabriquer à moindre coût des produits ou semi-produits en grande longueur. L'intégration de fibres continues dans le matériau extrudé devrait permettre la fabrication d'éléments rectilignes composites à moindre coût.
Pour l'injection, la simulation devrait permettre de concevoir d'avance les directions des flux dans le moule d'injection de façon à ce qu'ils entrainent les fibres dans les endroits nécessitant un renfort. Grâce à des pressions d'injection de 1000 bars et plus, des polymères plus visqueux, moins cher et mécaniquement adaptés, il devrait être possible de changer les « business models » des composites et de les démocratiser. L'utilisation de fibres naturelles comme le lin pourrait également améliorer leur écobilan encore à établir.
Le grand défi de ce programme est d'intégrer les fibres dans le flux d'extrusion ou d'injection. Nous proposons de développer d'abord un concept pour l'extrusion où les pressions sont moindres et les flux clairement définis. Dans un deuxième temps, l'adaptation de nos connaissances au domaine de l'injection permettra la fabrication de pièces plus complexes pour la robotique ou les machines-outils par exemple. D'évidence ces matériaux devront être caractérisés tant sur le plan mécanique que sur leur mise en 'uvre pour juger de leur potentiel industriel et économique. En fin leur écobilan établi, il sera possible de les comparer, dans le sens du développement durable, aux autres méthodes de fabrication conventionnelles, élément central de notre programme.
Equipe de recherche au sein de la HES-SO:
Giandomenico Nicola, Dutoit Jean-Marie, Boéchat Jean-Marc, Richard Jacques, Corpataux Dominique, Raetzo Raphaël
Partenaires académiques: COMATEC; hepia inSTI; FR - EIA - Institut iRAP; Boéchat Jean-Marc, FR - EIA - Institut iRAP
Durée du projet:
15.01.2015 - 22.11.2018
Montant global du projet: 232'000 CHF
Statut: Terminé