Comme pour la plupart des matériaux, la création d’objets et d’ouvrages à partir du bois ne peut se faire que par des usinages successifs qui sont en réalité de enlèvements des matières engendrant des déchets.
Face au niveau contexte de la protection de l’environnement et au même titre que l’ensemble des déchets industriels et ménagers, les déchets des industries de transformation du bois vont devoir être récupérés et valorisés.
C’est dans ce nouveau contexte que nous avons choisi le thème de ce mémoire qui s’intitule « Contribution à l’étude de fabrication de matériaux composites à base de sciures de bois et de ciment portland ». L’objectif de ce mémoire est d’analyser en détail, du point de vue technique, un procédé de fabrication de matériau composite à base de déchets de bois et de ciment.
MATERIAUX COMPOSITES
Définition
Les différentes époques du XXème siècle sont habituellement caractérisées par des développements technologiques importants qui ont révolutionné la manière de vivre de l’homme. Mais sur une échelle de temps beaucoup plus vaste, on définit alors les civilisations par les matériaux qui leur ont permis de résoudre un certain nombre de besoins éventuels : âge du bois, de la pierre, du bronze, du fer dans les temps anciens, âge de l’acier, de l’aluminium, des matériaux plastiques de nos jours et l’on peut dire que nous entrons de plein pied , à l’aube du XXIème siècle dans celui des matériaux composites.
On définit ces matériaux composites par un assemblage intime d’au moins deux éléments non miscibles à structures différentes dont les qualités individuelles se combinent et se complètent en donnant un matériau hétérogène dont les performances globales sont améliorées.
Ces éléments peuvent être classés en trois catégories:
– Matrices : Les matrices sont souvent des résines liquides mais peuvent être aussi solides
– Renforts : Les renforts apportent de la solidité au matériau composite. Ils sont responsables des propriétés mécaniques du matériau composite
– Charges et Additifs : Les charges et additifs seront incorporés dans un matériau composite en vue de modifier la couleur, de réduire le coût, d’améliorer la résistance au feu , de diminuer le retrait , de faciliter le démoulage , de modifier certaines propriétés thermiques ou électriques , d’améliorer la résistance au vieillissement et de modifier la densité du matériau.
Intérêt des matériaux composites
L’utilisation à des fins technologiques des matériaux traditionnels implique des choix restreints conditionnés par les performances propres au matériau choisi et par les procédés de mise en œuvre. Ces matériaux nécessitent soit l’étape intermédiaire du demi produit soit une conformation effectuée souvent à un haute température. Les contraintes ainsi introduites limitent nécessairement les champs de possibilités « dimensions/complexité géométriques » au point de rendre prohibitives certaines technologies ou du moins de les limiter à de créneaux spécifiques.
Une autre contrainte des matériaux traditionnels, d’ordre économique, est le coût de la performance. Le besoin de travail à haute température, la tenue chimique, la légèreté impliquent des matériaux « nobles » (céramiques, aciers réfractaires, …..) éventuellement associés ou alliés dont les applications seront toujours limitées par des contraintes économiques, hormis les cas où ils demeurent seuls à apporter la solution recherchée.
L’idée a donc été exploitée « d’associer » dans une même masse, mais non « d’allier » des matériaux différents par leur nature chimique et leur présentation géométrique pour certains, afin de tenter un sommation de performance, soit au niveau de la facilité de mise en œuvre, soit au niveau de résistances physiques, mécaniques ou chimiques attendues. Des charges à renfort fibreux sont ainsi introduites et mélangées à des matrices métalliques, céramiques, plastiques, ou inversement un renfort fibreux orienté à été imprégné d’un liant susceptible de se figer à l’état solide lors de la phase de conformation des pièces. Les premières techniques qui visaient à associer la facilité de mise en œuvre de la matrice à l’apport de résistance mécanique des charges et renforts se sont rapidement perfectionnées pour déboucher sur des technologies spécifiques à des matériaux hétérogènes, constamment améliorés par le liant et le renfort, continu ou discontinu.
On trouve ainsi dans cette démarche, la voie d’accès aux « matériaux composites», composites tant dans la nature de constituants que dans la structure de stratification ou d’empilement. Les structures sont les plus généralement de types à deux dimensions principales, localement plates et lamellaires, quasi isotropes ou anisotropes.
INTRODUCTION GENERALE |
