L'histoire des matériaux composites plastiques
Lorsque deux ou plusieurs matériaux différents sont combinés, le résultat est un matériau composite.La première utilisation des matériaux composites remonte à 1 500 avant JC, lorsque les premiers colons égyptiens et mésopotamiens mélangeaient de la boue et de la paille pour créer des bâtiments solides et durables.La paille continue de renforcer les anciens produits composites, notamment la poterie et les navires.
Plus tard, en 1200 après JC, les Mongols inventèrent le premier arc à poulies.
Utilisant une combinaison de bois, d’os et de « colle animale », l’arc est enveloppé d’écorce de bouleau.Ces arcs sont puissants et précis.L'arc à poulies mongol a contribué à assurer la domination militaire de Gengis Khan.
Naissance de « l’ère du plastique »
Lorsque les scientifiques ont développé les plastiques, l’ère moderne des matériaux composites a commencé.Avant cela, les résines naturelles dérivées de plantes et d’animaux étaient la seule source de colles et d’adhésifs.Au début du 20e siècle, des plastiques tels que le vinyle, le polystyrène, le phénolique et le polyester ont été développés.Ces nouveaux matériaux synthétiques sont supérieurs aux résines simples dérivées de la nature.
Cependant, le plastique ne peut à lui seul fournir une résistance suffisante pour certaines applications structurelles.Un renforcement est nécessaire pour fournir une résistance et une rigidité supplémentaires.
En 1935, Owens Corning (Owens Corning) a introduit la première fibre de verre, la fibre de verre.La combinaison de fibre de verre et de polymère plastique produit une structure très solide et légère.
C'est le début de l'industrie des polymères renforcés de fibres (FRP).
Seconde Guerre mondiale - Promouvoir l'innovation dans les matériaux composites
Bon nombre des plus grandes avancées dans le domaine des matériaux composites sont le résultat des exigences du temps de guerre.Tout comme les Mongols développaient les arcs à poulies, la Seconde Guerre mondiale a fait passer l'industrie du PRF du laboratoire à la production réelle.
Les applications légères des avions militaires nécessitent des matériaux alternatifs.Les ingénieurs ont rapidement compris les autres avantages des matériaux composites, en plus de leur légèreté et de leur solidité.Par exemple, il a été découvert que le matériau composite en fibre de verre était transparent aux radiofréquences et que ce matériau s'est rapidement révélé apte à abriter des équipements radar électroniques (radômes).
S'adapter aux matériaux composites : de « l'ère spatiale » au « quotidien »
À la fin de la Seconde Guerre mondiale, la petite industrie de niche des composites était en plein essor.Avec la baisse de la demande de produits militaires, un petit nombre d’innovateurs en matière de matériaux composites s’efforcent désormais d’introduire ces matériaux sur d’autres marchés.Le navire est un produit évident qui en profite.La première coque commerciale composite a été lancée en 1946.
À cette époque, Brandt Goldsworthy est souvent qualifié de « grand-père des composites » et a développé de nombreux nouveaux procédés et produits de fabrication, notamment la première planche de surf en fibre de verre, qui a révolutionné ce sport.
Goldsworthy a également inventé un procédé de fabrication appelé pultrusion, qui permet d'obtenir des produits renforcés de fibres de verre fiables et solides.Aujourd'hui, les produits fabriqués à partir de ce processus comprennent des rails d'échelle, des manches d'outils, des tuyaux, des flèches, des armures, des planchers de train et des équipements médicaux.
Des progrès continus dans les matériaux composites
L’industrie des matériaux composites a commencé à mûrir dans les années 1970.Développer de meilleures résines plastiques et des fibres de renforcement améliorées.Développement d'une sorte de fibre aramide appelée Kevlar, qui est devenue le premier choix pour les gilets pare-balles en raison de sa haute résistance à la traction, de sa haute densité et de sa légèreté.La fibre de carbone a également été développée à cette époque ;il remplace de plus en plus les pièces auparavant en acier.
L’industrie des composites est toujours en évolution et l’essentiel de la croissance repose principalement sur les énergies renouvelables.Les pales d’éoliennes, en particulier, continuent de repousser les contraintes de taille et nécessitent des matériaux composites avancés.
Heure de publication : 21 avril 2021