Un pilier de performance, de sécurité et d’innovation responsable
La caractérisation des matériaux constitue une étape essentielle dans le développement industriel. Elle consiste à analyser finement les propriétés mécaniques, thermiques et physico-chimiques d’un matériau pour comprendre comment il réagit, comment il vieillit et comment il se comporte dans son application finale.
Bien au-delà d’une simple série de tests, c’est un véritable outil d’aide à la décision, indispensable pour concevoir des produits performants, sûrs, durables… et de plus en plus responsables.
Garantir performance, fiabilité et tenue en service
La première mission de la caractérisation est d’évaluer de manière objective les performances d’un matériau :
- Mécanique : évaluation des modules, résistance mécanique, évaluation de la tenue à la fatigue et aux chocs;
- Thermique : température d’utilisation, tenue au feu, stabilité dimensionnelle ;
- Physico-chimique : vieillissement, absorption d’humidité, compatibilités fibre/résine ;
- Evaluation du comportement en conditions nautrelles ou accélérées
« Par exemple, pour les foils de bateaux, ces pièces très sollicitées doivent résister à d’immenses contraintes. Sans analyse précise du couple fibre/résine, un foil peut perdre ses performances, se fissurer, voire casser en navigation. »
Un levier clé pour ajuster la formulation et maîtriser le process
La caractérisation, effectué à différentes échelles (microscopique, mésoscopique, macroscopique), permet de prendre des décisions structurantes :
- Ajuster la formulation (résines biosourcées ou non, nouvelles fibres, additifs fonctionnels).
- Valider la compatibilité matériau/process (infusion, moulage par transfert de résine MTR, enroulement filamentaire).
- Sécuriser l’industrialisation grâce à des protocoles reproductibles.
« Les réservoirs sous pression nécessitent une maîtrise parfaite du composite. Une mauvaise qualifications matériau peut entraîner fragilités, délaminations… voire explosion. »
Réduire l’impact environnemental et accompagner l’éco-conception
La réglementation évolue et les directives gouvernementales imposent désormais une production plus responsable.
Grâce à la caractérisation, il devient possible de :
- développer des matériaux éco-conçus, mieux documentés, traçables et optimisés pour leur cycle de vie ;
- justifier scientifiquement le gain environnemental (allègement, durabilité, recyclabilité) ;
- réduire la sur-consommation de matière grâce à une meilleure connaissance des performances réelles ;
- valider l’intégration de matériaux biosourcés ou recyclés ;
- accompagner les démarches de conformité réglementaire.
L’éco-conception n’est donc pas uniquement un objectif : « c’est un prolongement logique de la maîtrise matériaux. »
Faire évoluer les procédés et encourager l’automatisation
Une structure parfaitement caractérisée permet également de repenser les méthodes de fabrication :
- optimisation des paramètres process (température, pression, cadence de production…) ;
- automatisation grâce à la reproductibilité assurée par les données matériaux ;
- adaptation des drapages pour limiter les chutes, les doublages ou les zones de faiblesse ;
- montée en maturité industrielle (repeatability & reliability).
« La caractérisation devient ainsi la base technique permettant d’industrialiser à grande échelle. »
Sécuriser la production grâce au contrôle qualité en temps réel
Caractériser, c’est aussi contrôler pendant que l’on fabrique :
- mesure des températures caractéristiques (Tg, Tf, polymérisation) pour s’assurer que le matériau peut être utilisé sur une certaine plage de température;
- vérification du plan de drapage et des orientations fibre ;
- Evaluation de la santé matière : porosité, manque de résine, erreurs de stack.
« Ces étapes garantissent la fiabilité du produit final et réduisent les risques de non-qualité coûteuse. »
En quoi la caractérisation est-elle un levier d’innovation ?
La caractérisation est un moteur de compétitivité et un accélérateur de projets :
- elle facilite la mise au point de nouvelles solutions composites, plus légères, plus durables, plus simples à fabriquer ;
- elle ouvre la voie à des usages innovants : voile de compétition, cargos à propulsion vélique, réservoirs hydrogène, pièces structurelles complexes ;
- elle sécurise les développements des partenaires dans les domaines de la construction navale, des énergies marines, du nautisme, de l’aéronautique, du spatial, de la défense, du génie civil, de l’automobile, de la fabrication de composites,… en apportant des données fiables et reproductibles.
Grâce à cette approche, UBSIDE accompagne ses clients du prototype à l’industrialisation, en conciliant performance, responsabilité, sécurité et innovation durable.
