Avantages des composites

Avantages des composites

Les composites, pourquoi ?

Les matrices organiques thermodurcissables (type résines polyester, acrylique ou époxy par exemple) sont très stables dans le temps, beaucoup plus que les matrices thermoplastiques. Elles offrent aussi des garanties de performances mécaniques connues et ayant fait leurs preuves au fil de plusieurs décennies aujourd’hui contrairement aux thermoplastiques (les matrices céramiques sont fragiles et surtout très coûteuses, quant aux matrices minérales – type béton – elles pourront être envisagées, mais par des spécialistes du béton par exemple).
Ces matrices thermodurcissables donc, sont très avantageusement renforcées par de nombreuses fibres aujourd’hui.
Si l’on isole bien, « électriquement », avec des composites renforcés de fibres de verre, de basalte, d’aramide, ou même avec de nouvelles fibres issues du monde végétal (lin, sisal, chanvre…), pour différentes raisons, seuls les renforts à base de fibres de verre nous paraissent aujourd’hui opportuns pour cette application.
Tout en offrant conjointement de bonnes caractéristiques mécaniques et des performances éprouvées dans le temps, ces fibres de verre, proposées dans une grande variété de nature (selon leur composition chimique précise et celle de leur ensimage de surface) et mise en forme (masse linéique du ruban « roving », densité et mode d’obtention des mats ou des tissus) restent encore et toujours les plus économiques.
Leur approvisionnement est commun, fiable et pérenne. Qui plus est, associées aux résines précédemment citées, elles autorisent la production de matériaux présentant des performances environnementales tout à fait louables.

Avantages

  • Caractéristiques mécaniques très élevées ;
  • Faible densité (et donc facilité de transport, manutention, pose) ;
  • Excellent isolant thermique ;
  • Isolant électrique (de 3 à 20 kV/mm) ;
  • Faible dilatation ;
  • Excellente résistance aux agressions extérieures (corrosion chimique, rayonnement IR ou UV, et même aux graffitis) ;
  • Transparence aux ondes électromagnétiques ;
  • Teintés dans la masse sans surcoût ;
  • Qualités esthétiques spécifiques ;
  • Grande capacité d’absorption de chocs ;
  • Bilan écologique très favorable ;
  • Pas toxiques ni pour l’Homme ni pour l’environnement ;
  • Peu de ressources primaires rares pour leur fabrication ;
  • Aucun entretien ;
  • Grande durabilité (certains de nos produits sont toujours en service depuis 40 ans) ;
  • Économies d’énergie lors de l’exploitation (isolation thermique, faible densité…) ;
  • Recyclables.

Matériaux « Haute performances »

Le diagramme ci-contre met en évidence les propriétés élastiques d’un composite verre/résine (issu de pultrusion):
Grande résistance (pouvant dépasser 1000 Mpa dans le cas de composites à fibres longues uniquement) avec un  allongement très supérieur à celui des métaux.
Cela se traduit par des modules d’élasticité de 20 à près de 50 Gpa pour les profilés renforcés par de la fibre de verre (et qui peut grimper de 150 jusqu’à 400 Gpa avec des composites à fibres de carbone).
Notez aussi que la résistance aux chocs de ces composites verre/résine est un autre atout en termes de sécurité.
Légèreté et hautes performances mécaniques associées permettent la réalisation de structures fines, simples et légères consommant peu de matériau et nécessitant peu d’énergie pour leur mise en place.
Gains d’énergie, de peine et de temps, leur légèreté permet également de limiter les coûts de transport. Elle autorise aussi la mise en oeuvre de fondations réduites, préservant ainsi les sols (et limitant encore de ce fait les rotations d’engins de terrassement, de camions pour le déblaiement).

Propriétés économiques

Deux diagrammes pour positionner les composites renforcés par des fibres de verre par rapport aux métaux et au bois de construction.
Le premier diagramme présente une décomposition de la structure de coût d’une structure en fonction des matériaux employés pour sa réalisation.
On pourra constater que bien que le coût des matériaux constitutifs des composites verre/polyester ne soit pas le moins cher, il reste toutefois abordable. Si l’on y ajoute le coût de transformation (et de traitement de surface absolument nécessaire aux métaux par contre), le coût d’acquisition d’une structure composite devient alors très compétitif. Si enfin, dans un souci d’analyse du coût global, on additionne à cela les frais d’installation (transport+pose), on obtient des solutions en composites qui peuvent s’avérer nettement plus avantageuses que celles exploitant des matériaux « traditionnels ».
Le second diagramme met en évidence les coûts récurrents d’entretien propres au bois ou à l’acier peint, qui vont nécessiter de renouveler ces traitements de surface de façon régulière, là où le composite s’affranchira de tout besoin d’entretien.

Matériaux « Eco »

  • Les composites verre / résine polyester sont sains :

Ils ne dégagent aucune substance toxique ni dans l’air ni dans le sol (certaines formulations exploitées dans le domaine de l’eau ou de l’agroalimentaire peuvent même être mises en contact directement et sans risque avec des produits alimentaires).
Ils ne dégagent que très peu de gaz « à effet de serre » dans l’atmosphère (méthane, CO2 ou autres gaz résiduels); et cela tout au long de leur cycle de vie (production en particulier). Ce phénomène est « abondé » par le fait qu’ils ne nécessitent aucun traitement de surface (par opposition aux métaux ou au bois en particulier).

  • Ils n’utilisent que très peu de ressources rares :

70% de silice (minéral le plus présent partout sur terre) pour fondre les fibres de verre, des huiles dérivées du pétrole (bientôt des huiles végétales) pour la résine (30% de leur composition en masse) – bien mieux et durablement utilisée en ce cas que brûlée dans une quelconque chambre de combustion.

  • Ils sont économes en énergie durant tout leur cycle de vie :

– Durant leur fabrication, en ne nécessitant que 100 Mj/dm3 pour leur production (contre 180 pour le PVC, 350 pour l’acier et plus de 600 pour l’aluminium).
– Sur le chantier : légers, ils nécessitent peu d’énergie durant les opérations de manutention, transport, levage et montage sur site.
– Ils ne nécessitent pas plus d’eau, ni ne génèrent de déchets dangereux durant ces phases (chantiers propres).
– Économes en énergie durant leur exploitation aussi : l’absence de nécessité d’entretien signifie des économies sur les déplacements, transports, opérations de traitement anticorrosion, peinture ou lasure comme pour les métaux ou le bois).

  • Recyclables à 100%

En fin de cycle, ces matériaux légers pourront facilement et sans effort, sans bruit, poussière ou autres nuisances, être démontés puis transportés à moindre frais. En réalité, à ce jour, seuls manquent de part le monde, au vu de la pérennité de ces matériaux, des matériaux à recycler : Ils durent trop longtemps !

Matériaux du « Bien être »

Esthétiques, ces matériaux offrent une infinité de textures et couleurs, intégrées dans la masse même de la matière. Formes et aspects de surfaces variées autorisent aux designers et architectes une grande liberté d’expression, et une intégration aisée dans tout type d’environnement. Les composites se marient aisément avec d’autres matériaux, qu’ils peuvent imiter (insertion en surface de tissus pré-imprimés) ou au contraire – mieux à notre avis – affirmer leur particularisme et leur authenticité avec des textures faisant apparaître le relief et la profondeur de leur matière.
Offrant d’immenses possibilités en termes d’intégration de fonctions, ces matériaux, en particulier mis en oeuvre sous forme de profilés, autorisent la réalisation de constructions modulaires, et évolutives. Des technologies telle la pultrusion, permettent à moindre coût d’offrir au travers d’un même profilé, des fonctions structurelles, isolantes, architecturales et techniques (passage de réseaux ou de fluides), etc.
Les composites permettent de réduire les nuisances sur chantier : bruits limités, travaux propres (déchets secs), durée de chantier limitée. Bien être des riverains !
Ils offrent pérennité et durabilité des constructions réalisées, cela sans entretien ni maintenance. Bien être de l’exploitant !
Excellents isolants thermiques, ils ne conduiront ni le chaud ni le froid. Transparents aux ondes électromagnétiques, ils ne perturbent pas les appareils électroniques, et n’émettent aucune radiation. Bien être des usagers !

Ils sont économes sur l’ensemble de leur cycle de vie. Bien être des citoyens !

Matériaux composites et Développement durable

Conscients des enjeux environnementaux, et bien au-delà d’une simple posture commerciale, nous sommes engagés depuis longtemps dans une démarche de production respectueuse de l’environnement.
Attachés à vous proposer une palette de matériaux et de solutions respectueux de l’environnement, nous nous engageons aujourd’hui systématiquement dans une démarche d’éco-conception pour tous les produits que nous développons.

Sans rentrer dans le détail d’une analyse de leur cycle de vie, exhaustive certes mais très complexe et propre à chaque projet, nous vous proposons ci-après une synthèse de leur impact environnemental.
Grâce aux indicateurs utilisés dans les méthodes d’analyse du cycle de vie, nous vous proposons dans le diagramme ci-joint, une synthèse sous forme de comparatif des différents matériaux les plus couramment utilisés dans la construction de poteaux. Notez bien que le graphique, pour l’acier, l’aluminium et même pour le bois, ne prend pas en compte l’apport de produits de traitement de surface sans lesquels leur utilisation est impossible, et qui, de ce fait, minimise notablement l’impact environnemental de ces matériaux.
Pour autant, quelle serait la durée de vie d’un mât acier sans zinc, d’un mât aluminium sans peinture et d’un mât bois sans fongicide ni lasure ?
Cette analyse tend à positionner ces produits en composites verre/résine comme ayant un impact environnemental réduit par comparaison avec leurs concurrents.

Comparaison des matériaux les plus utilisés dans la construction de poteaux

Bilan écologique très favorable donc:
Sans émanation, recyclable sans déchet inerte, avec des besoins très réduits en énergie, en eau et en ressources fossiles (cela non seulement durant les phases de production, mais encore durant les opérations de transport, de montage, et d’entretien), nous sommes bien en présence de matériaux et solutions que l’on peut qualifier de durables.
Créés par l’Homme… pour l’Homme, ces matériaux méritent aujourd’hui une place privilégiée dans le monde de la construction.

D’un point de vue environnemental, et si l’on prend l’exemple des nos profilés verre-résine les plus couramment employés, on peut affirmer :

  • Qu’ils ne sont toxiques ni pour l’Homme ni pour l’environnement,
  • Qu’ils nécessitent peu de ressources primaires rares pour leur fabrication (composés à 70% de silice et 30% de produits carbonés),
  • Qu’ils sont très économes en énergie durant tout leur cycle de vie (ils dégagent peu de gaz à effet de serre durant les phases de production, transport, manutention, montage…),
  • Qu’ils ne nécessitent aucun entretien, et présentent une grande durabilité (certains de nos produits sont toujours en service depuis 40 ans),
  • Que leurs propriétés physiques génèrent d’importantes économies d’énergie lors de l’exploitation (isolation thermique, faible densité),
  • Qu’ils sont recyclables.

Durables, d’un coût complet (investissements + approvisionnements + montage + entretien + recyclage) souvent inférieur aujourd’hui à celui des matériaux traditionnels. Ces matériaux méritent donc aujourd’hui une place privilégiée dans tous les domaines, le monde de la construction, de l’environnement, des transports, de l’industrie et du bâtiment.

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