Simulation de la polymérisation par infrarouge du composite

Sawsane Nakouzi (1) , Johann Pancrace (1) , Fabrice Schmidt (1) , Yannick Le Maoult (1) , Florentin Berthet (1)

1 ICA - Institut Clément Ader

Une méthode récente d'élaboration des composites est la polymérisation par infrarouge. Dans cette technique, le renfort fibreux, est imprégné de résine à l'aide de la technique d'infusion de résine sous vide (en anglais Liquid resin infusion). Ce composite est placé dans un four IR, face aux lampes halogènes. Dans cette étude, les propriétés radiatives des systèmes carbone/époxy ont été déterminées expérimentalement à l'aide d'un spectromètre IR. Une première approche a été effectuée également sur le système verre/époxy. Les mesures expérimentales ont montré que le transport radiatif dans un renfort de carbone est surfacique: la pénétration des rayons infrarouge dans l'épaisseur est négligeable, d'où chaque rayon IR est absorbé par le premier pli de carbone présent à la surface du composite. Au contrario, le transfert radiatif est volumique pour le système verre/époxy. Dans cet article, on présente les simulations du processus de cuisson par infrarouge du système verre/époxy : Un logiciel développé au laboratoire nommé RAYHEAT basé sur la méthode de lancer de rayons nous permet de prédire la distribution du terme source radiatif lors de l'interaction IR avec un matériau semi transparent. Ce logiciel a été modifié afin de prendre en compte la divergence du terme source radiatif due à l'anisotropie des fibres de verre. Ce terme source est exporté vers le logiciel commercial COMSOLMULTIPHYSICSTM où l'équation de chaleur est couplée avec la cinétique de réaction de la résine. Dans des résultats présentés on a simulé la cuisson du système carbone/époxy où le transport radiatif est surfacique et nous proposerons des résultats préliminaires sur le chauffage du système verre/époxy. Nomenclature A paramètres des lois d'Arrhenius de la résine époxy Cp capacité thermique massique du matériau, E énergie d'activation, J. mol-1 f fraction de volume libre Enthalpie totale de la réaction J/kg k conductivité thermique du matériau, R constante des gaz parfaits,

Domaines: Génie des procédés

Sawsane Nakouzi, Johann Pancrace, Fabrice Schmidt, Yannick Le Maoult, Florentin Berthet. Simulation de la polymérisation par infrarouge du composite. SFT, May 2011, Perpignan, France. ⟨hal-02057091⟩