Préformage de pièces composites 3D par couture "one-sided" et renforcement par touffetage

Résumé

Dans le but de réduire les temps de mise en oeuvre des matériaux composites à renforts fibreux secs, une étude du préformage par couture « One-Sided Stitching® » (OSS®) est réalisée. Dans le cadre du projet CRIAQ COMP-501, l’efficacité du préformage par couture OSS® est évaluée sur la réalisation d’un panneau structurel raidi. L’utilisation du procédé d’imprégnation VARI vise à réaliser des pièces « near-net-shape ». Au sein de ce projet recommandé par l’industrie aéronautique, la couture a été étudiée sur des plaques planes. L’orientation ainsi que les paramètres de couture ont été évalués. Les résultats de ces essais ont permis de sélectionner les paramètres optimaux à la couture de raidisseur en « T » en vue de la réalisation du panneau raidi. Dans une seconde phase, les performances mécaniques à l’arrachement et la flexion trois-points de cinq configurations de couture ont permis l’évaluation du positionnement optimal de la couture sur des raidisseurs en « T ». Le choix d’un motif préférentiel de couture a donné lieu à des tests de flambage avec et sans endommagement afin de valider la sélection du patron de couture pour le panneau démonstrateur. Durant la seconde phase, la nouille est identifiée comme une zone de concentration de contraintes, soit le point faible du raidisseur en « T ». Les travaux de ce mémoire proposent une évaluation du renforcement par touffetage de la zone faible au moyen d’essais d’arrachement du voile pour divers patrons d’insertion de fil de renfort. Les essais d’arrachement démontrent des performances encourageantes pour le renforcement par touffetage. Des gains de performances significatifs permettent de conclure quant à l’efficacité du procédé lorsque le renfort est habilement inséré. Lors de la seconde phase du projet, ce même type d’essai sur un renforcement par couture OSS® n’avait pas permis de conclure concernant l’amélioration des performances interlaminaires. En revanche, l’étape d’imprégnation des préformes par VARI a démontré l’intérêt d’utiliser la couture pour le préformage du fait du gain de temps et de la facilité de mise en oeuvre qu’elle présente. Une étude comparative des coûts qu’engendre le préformage par couture OSS® par rapport au préformage à la main permet de conclure sur la viabilité économique du procédé. La conclusion indique que le préformage par couture OSS® semble intéressant pour la fabrication de pièces composites à renforts fibreux secs à partir d’un certain niveau de complexité. Des gains de qualité sont également pressentis. La production de préformes assemblées par couture OSS® et renforcées par touffetage est également introduite dans le but de la pérenniser et de l’automatiser en vue de l’adapter à une échelle industrielle.

Date	15 déc. 2015
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Simon Joncas (Directeur(-trice)) & Olivier Vermeersch (Codirecteur(-trice))