Des structures exploitant mieux les propriétés des composites

Le secteur des matériaux composites est en pleine effervescence. L’aéronautique s’y intéresse depuis longtemps, mais un nombre grandissant d’industries ont également compris les avantages qu’offre ce matériau par rapport aux métaux. Ultra résistant, rigide et léger, le composite offre également plus de liberté sur le plan de la forme et de la conception des pièces.

Ce matériau suscite ainsi l’intérêt des principaux acteurs du secteur de l’énergie éolienne, de l’industrie du transport terrestre et du sport. Si la production du composite a plus que doublé au cours des 20 dernières années, le chercheur Simon Joncas, professeur au Département de génie des systèmes, estime toutefois que nous nous trouvons aujourd’hui à la croisée des chemins : nous sommes en effet à l’ère de l’industrie 4.0 et nous devons sortir de la production principalement manuelle de ces matériaux et trouver une manière d’automatiser à grande échelle la fabrication des pièces en composite. Ceci permettra de passer de la production de pièces à tirage limité vers des volumes de production plus importants.

Les composites TTR, une avancée remarquable

Touffetage par fil de carbone sur préforme de fibre de verre (vue du dessous)

Les procédés de fabrication et le développement de nouveaux matériaux, notamment les composites fabriqués à l’aide de textiles 3D ou 2D renforcés transversalement (les composites TTR), ont connu des avancées importantes. Le chercheur et ses étudiants s’y intéressent de près. Les composites TTR permettent d’envisager de nouvelles possibilités sur le plan de la conception structurale et de la fabrication.

D’autre part, la création de préformes textiles tissées tridimensionnelles ou assemblées par des techniques de couture robotisée permet de réduire les coûts de production et d’augmenter la qualité des pièces produites. Sur le plan de la conception, l’utilisation de fibres transverses augmente en outre la résistance à la délamination et maximise la performance des pièces soumises à des chargements complexes. Tout cela est prometteur.

De l’éolien… au patin artistique

Simon Joncas, professeur au Département de génie des systèmes de l’ÉTS

La variété des projets auxquels participe le chercheur reflète les nombreuses applications des composites. Ayant fait un doctorat dans le domaine de l’éolien à l’université de technologie de Delft, aux Pays-Bas – dans l’un des plus importants centres de recherche universitaires en matériaux composites d’Europe –, Simon Joncas contribue avec ses étudiants au développement de l’industrie éolienne depuis une dizaine d’années. Au cours de cette période, il a multiplié ses champs d’activité en menant divers projets dans les domaines de l’aéronautique, de l’aérospatiale, du sport et de l’énergie. En plus de poursuivre ses travaux sur les composites TTR, il travaille également en ce moment au développement d’un talon de patin artistique en matériaux composites qui amortirait mieux les chocs et à la création d’un condensateur sec haute tension (180 kV).