Composites et procédure de sélection des matériaux, une approche systématique

Mal connu, mal aimé… c’est souvent encore le cas pour les composites, surtout au moment de sélectionner le type de matériaux. C’est pourquoi dans leur troisième livre blanc, les experts du SLC-Lab et partenaires souhaitent transmettre quelques outils et méthodologies en vue d’aider les concepteurs et équipementiers à faire les bons choix. Ces informations vous permettront de faire des choix avisés, qui pourraient se révéler très utiles pour votre entreprise. Le troisième livre blanc est à présent disponible : vous pouvez le télécharger gratuitement !

Alors que les deux premiers livres blancs traitent des composites en relation avec les questions environnementales, le troisième livre blanc aborde un sujet complètement nouveau : il s’agit d’une approche systématique de la procédure de sélection, basée sur la méthodologie Ashby et le ‘CES selector tool’.

Concevoir un nouveau produit, ou concevoir un produit amélioré, est une procédure très complexe. Dans la plupart des cas, il faut tenir compte d’une multitude d’exigences et de prescriptions contraignantes. Un cadre de bicyclette, par exemple, doit être à la fois rigide et solide pour résister aux différentes contraintes mécaniques, mais d’un autre côté il doit être aussi léger que possible. Un autre critère fondamental pour un fabricant est de réduire la quantité de matériau et les coûts de fabrication.

Comment faire pour répondre à toutes ces exigences et trouver le matériau optimal pour votre application ? Se borner à sélectionner le matériau le plus rigide ou le plus solide ne permettra sans doute pas de réaliser un produit répondant aux contraintes de coûts et de poids; inversement, la sélection du matériau le moins coûteux risque d’aller de pair avec un résultat inacceptable en terme de résistance aux contraintes mécaniques. Très souvent, le choix du matériau est réalisé en fonction du background technique et de l’expérience du concepteur, mais cette approche est loin d’être rationnelle. Le concepteur n’est pas nécessairement au courant de l’éventail des choix possibles, ou bien il peut avoir tendance à exclure des matériaux, a priori, alors que ces matériaux pourraient très bien convenir à l’application envisagée. De toute évidence, il s’agit d’une méthode de sélection qui se caractérise par une grande part de subjectivité.

Pour éviter la subjectivité dans la procédure de sélection des matériaux, il serait préférable d’utiliser une méthode de sélection objective et systématique. L’une de ces méthodes, focalisée sur la conception de produits mécaniques, a été développée par le Prof. Michael Ashby (Université de Cambridge). Son approche, désignée Ashby method, est décrite dans notre troisième livre blanc, que vous pouvez télécharger ici. 

La décision de mettre en oeuvre des composants légers est une question de choix des matériaux. Toutefois, dans le cas des matériaux inhabituels, tels que les composites, il s’avère difficile de répondre aux questions cruciales, telles que la valeur du produit, le coût du produit, les coûts de production, les coûts et risques du développement. La décision est d’autant plus difficile, en raison de la grande diversité des matériaux et des procédés. C’est pourquoi le SLC-Lab (les experts de Sirris concernant les composites) et les experts en développement durable ont rédigé une série de livres blancs décrivant en détail les propriétés et possibilités offertes par les composites.