Effet des additifs de graphène et de cire sur la qualité du perçage de matériaux composites en fibres de carbone

Résumé

Les polymères renforcés de fibres de carbone (CFRP) sont de plus en plus utilisés pour leur légèreté, robustesse et résistance à la corrosion, notamment dans l’aéronautique et l’automobile. Leur usinage, surtout le perçage, est complexe en raison de leur anisotropie et hétérogénéité, ce qui nécessite un contrôle précis pour garantir des assemblages fiables. Ce processus peut provoquer des défauts mécaniques et thermiques, tout en accélérant l’usure des outils à cause de l’abrasivité des fibres. L’ajout d’additifs dans les composites pourrait améliorer leurs performances, mais leur impact sur l’usinage reste peu étudié. Cette recherche porte sur la modification de la matrice époxy des composites à fibres de carbone (CFRP) par l’ajout de microparticules d’additifs, principalement du graphène et de la cire, afin d’étudier leur influence sur la température du foret pendant le perçage, ainsi que sur la qualité de surface et les efforts de coupe. Neuf types de plaques ont été fabriqués, comprenant un composite de référence sans additif et huit formulations avec différentes proportions de graphène (0%, 0,25%, 2%) et de cire (0%, 1%, 2%). Les essais de perçage ont été réalisés avec un foret unique à revêtement diamant CVD sous des paramètres de coupe optimaux, permettant d’évaluer l’effet combiné de ces additifs sur les performances d’usinage des CFRP. Les résultats montrent que l'ajout de graphène et de cire dans les composites CFRP permet de réduire significativement la température de coupe, la force de perçage et la rugosité des trous, améliorant ainsi l'efficacité de l'usinage. Ces additifs diminuent également la délamination, renforçant la cohésion interne et la fiabilité des assemblages.

Date	9 janv. 2026
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Jean-François Chatelain (Directeur(-trice)) & Mohamed Slamani (Codirecteur(-trice))