De nombreuses études existent dans la littérature sur les potentialités des tresses utilisées comme renforts dans les composites [1, 2]. Si le comportement mécanique est bien décrit à l'état des composites, peu d'études concernent le comportement mécanique des tresses sèches [3, 4]. Dans le cadre de cette publication, des tresses sont produites avec un multifilament retordu de PEHD (Polyéthylène à haute densité) sur un métier à tresser disponible au laboratoire GEMTEX [5]. Le plan d'expérience consiste à faire varier le nombre de fils et l'angle de tressage. Ce dernier paramètre a un impact déterminant sur les caractéristiques finales de la tresse [6]. Il est contrôlé en faisant varier les paramètres de vitesse de la tresseuse. Deux types de tresses ont été élaborées dans cette étude : biaxiales et triaxiales.

Des essais de traction uniaxiale sont effectués, et l'évolution de l'angle de tressage est enregistrée en analysant à intervalles réguliers les images extraites du suivi par vidéométrie. Deux comportements mécaniques peuvent être ainsi distingués. Un premier comportement qualifié de simple pic pour les tresses biaxiales et les tresses triaxiales à angle de tressage faible, le pic de charge provenant de la rupture simultanée de tous les fils. Lorsque les tresses triaxiales sont caractérisées par un angle de tressage élevé, on observe un premier pic associé à la rupture des fils axiaux, puis on constate une seconde évolution de charge due à la rupture des fils de biais. Ce deuxième comportement est qualifié de double pic [7]. Le comportement mécanique en traction est analysé en fonction de la variation de l'angle de tressage et du nombre de fils.

Avec la matière utilisée (PEHD), au cours des essais de traction, il est observé un échauffement de la tresse. Cet échauffement est dû, à l'échelle mésoscopique, aux frottements entre les fils, induit par l'évolution de leur position à travers l'effort imposé.

Par conséquent, dans le protocole expérimental, est ajoutée une caméra thermique afin de suivre cette élévation de température. Elle est synchronisée d'une part avec l'effort imposé mais également avec le suivi de l'angle de tressage. Cet échauffement est analysé en fonction du comportement mécanique, de l'évolution de l'angle de tressage et du nombre de fils.

On constate que l'intensité de l'échauffement est lié au nombre de fils, et que sa cinétique d'évolution dépend de l'angle de tressage initial.

Références

[1] L. Laberge-Lebel and Suong Van Hoa, “Manufacturing of Braided Thermoplastic Composites with Carbon/Nylon Commingled Fibers,” J. Compos. Mater., vol. 41, no. 9, pp. 1101–1121, 2007.

[2] K. Birkefeld, M. Röder, T. von Reden, M. Bulat, and K. Drechsler, “Characterization of Biaxial and Triaxial Braids: Fiber Architecture and Mechanical Properties,” Appl. Compos. Mater., vol. 19, no. 3–4, pp. 259–273, Feb. 2011.

[3] Rawal A, Saraswat H and Sibal A. Tensile response of braided structures: A review. Text Res J 2015; 85: 2083–2096.

[4] Rawal A, Sibal A and Saraswat H. Tensile behaviour of regular triaxial braided structures. Mech Mater 2013; 91: 277–289.

[5] J.-V. Risicato, F. Kelly, D. Soulat, X. Legrand, W. Trümper, C. Cochrane, and V. Koncar, “A Complex Shaped Reinforced Thermoplastic Composite Part Made of Commingled Yarns With Integrated Sensor,” Appl. Compos. Mater., May 2014.

[6] P. Potluri, A. Rawal, M. Rivaldi, and I. Porat, “Geometrical modelling and control of a triaxial braiding machine for producing 3D preforms,” Compos. Part A Appl. Sci. Manuf., vol. 34, no. 6, pp. 481–492, Jun. 2003.

[7] B. Duchamp, X. Legrand, D. Soulat. The tensile behavior of biaxial and triaxial braided fabrics. Journal of Industrial Textiles, first published on June 16, 2016 as doi: 10.1177/1528083716654469