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Les matériaux composites

Objectif général

Initier les participants aux matériaux composites en découvrant les relations entre les matières premières, les procédés de fabrication et les secteurs d'application.

Module 1 : notions fondamentales

Objectifs

Contenu

Activités d'apprentissage

Évaluation

Identifier les composantes de base d'un matériau composite. Composition :
  • matrice;
  • renfort;
  • charge et additifs.

Rôles de chacune des composantes de base.

Compléter des énoncés avec choix multiples. Formative
Identifier les secteurs faisant usage des matériaux composites. Secteurs d'activités :
  • industriel;
  • sport;
  • transport;
  • marin;
  • etc.

Exemples de pièces

Avantages et limites

Lectures et consultations de sites désignés suivi de discussions.

Identification de secteurs d'activités.

Formative avec discussion en téléconférence.
Connaître la terminologie générale associée aux matériaux composites. Revue des termes associés aux matériaux composites. Mot mystère

Mots croisés

Formative (dont un mot mystère à soumettre)
Découvrir le fonctionnement des procédés de moulage les plus utilisés. Procédé de moulage :
  • contact;
  • par projection;
  • à basse pression;
  • par injection de résine (RTM);
  • sous vide et par  autoclave;
  • par coulée;
  • par compression;
  • par pultrusion;
  • par enroulement filamentaire.
Applications interactives. Formative

Examen sommatif 1: module 1


Module 2 : matières premières

Section 2.1 : Les matrices

Objectifs

Contenu

Activités d'apprentissage

Évaluation

Introduire les matrices en voyant les catégories de polymères et le nom de polymères connus. Polymères thermodurcissables, polymères thermoplastiques, élastomères.

Rôles d'une matrice dans un matériau composite.

Les caractéristiques générales des thermoplastiques (TP), thermodurcissables (TD) et élastomères seront démontrés par des animations et des mini-applications interactive. Formative
Connaître les résines polyesters. Fabrication des résines polyesters. Animations interactives Formative
Rôles du monomère de pontage. Une animation démontrera l'ajout du monomère de pontage. Formative
Durcissement ou réticulation des résines polyesters. Animation schématisant la réticulation d'une résine polyester. Formative
Rôles des inhibiteurs promoteurs, accélérateurs et catalyseurs. Explication des rôles joués par ces produits lors de l'ajustement du temps de gel d'une résine.

Courbes de réticulation interactives.

Lecture de notes de cours et réponses à une série de questions qui vérifieront la compréhension et l'interprétation.

Consultation de fiches techniques de résine polyester

Formative
Aspect santé et sécurité avec les matières premières.

Aspect santé et sécurité sur le lieu de travail et à l'extérieur de l'usine.

En pairant 2 produits, l'élève pourra visualiser l'incompatibilité entre des produits que l'on utilise.

Visites de sites web traitant de cet aspect puis des questions ou sujets seront suggérés. À travers un groupe de discussion, le participant réagira à ces lectures et enverra au formateur un compte rendu.

Consultation de fiches signalétiques et réponses à un questionnaire.

Formative avec discussion en téléconférence;

Sommative (compte rendu de recherche à remettre).

Enduit gélifié (gelcoat). Les composantes d'un gelcoat seront montrées individuellement.

Les rôles du gelcoat seront présentés.

Consultation de fiches techniques de gelcoat.

Formative

Examen sommatif 2 : résines polyesters

Connaître les résines vinylesters

Différences avec les résines polyesters

Schémas démontrant les structures chimiques différentes et les caractéristiques.

Formative
Comprendre le fonctionnement des résines époxydes Fabrication des résines époxydes Démonstration (animation interactive)  
Durcissement des résines époxydes Utilisation d'un tableau des types de durcisseurs et des caractéristiques obtenues.

Présentation de recettes et d'applications.

Exercice de calcul de quantités stochiométriques.

Formative
Aspect santé et sécurité Utilisation de fiches signalétiques. Formative avec discussion en téléconférence.
Voir la diversité des pâtes de moulage disponibles BMC,TMC,SMC,LPMC... Lectures d'articles techniques et rédaction de résumés. Possibilité de forum de discussions. Formative avec discussion en téléconférence.
Avoir un aperçu des résines moins utilisées Résines polyuréthannes, phénoliques, polyimides, Nylon... Principales caractéristiques et applications. Résumé sur une autre résine à découvrir. Téléconférence d'un expert. Formative avec discussion en téléconférence.

Sommative (résumé)

Section 2.2 : Les renforts

Objectifs

Contenu

Activités d'apprentissage

Évaluation

Être en mesure de reconnaître les différents renforts ainsi que leurs rôles dans un matériau composite Renforts disponibles: verre, carbone, Kevlar, autres. Théorie générale sur les renforts.

Séquence de photos démontrant l'aspect et la fabrication des renforts.

Présentation des types de tissage (avantages et limites).

Exercices de calcul.

Formative avec discussion en téléconférence.
Effectuer correctement des calculs ayant trait aux % massique et volumique des renforts dans une pièce Masse volumique, volume, densité surfacique. Exercices de conversion et de calcul des % massiques et volumiques. Formative
Examen sommatif 3 : les matrices et les renforts

Section 2.3 : Les charges et additifs

Objectifs

Contenu

Activités d'apprentissage

Évaluation

Connaître les charges et additifs Critères de sélection.

Utilités et proportions des charges et additifs sur le marché.

Explications textuelles des critères de sélection.

Consultation de sites commerciaux et compléter un tableau dans lequel on doit assigner un nom commercial à une charge ou additif.

Élaboration d'une réseaugraphie sur les charges.

Formative avec discussion en téléconférence.

Sommative (réseaugraphie)

Section 2.4 : Les noyaux

Objectifs

Contenu

Activités d'apprentissage

Évaluation

Connaître certains noyaux Rôle d'un noyau dans un matériau composite.

Présentation d'une série de noyaux disponibles.

Présentation visuelle démontrant la relation entre la rigidité et l'espace entre les peaux d'un panneau sandwich.

Description des types de noyaux (forme, densité, composition)

Alimentation d'une base de données.

Formative
Examen sommatif 4 : charges, additifs et noyaux