Recyclage des chutes de composites thermoplastiques préimprégnés

Pattery, Hanae (2024). Recyclage des chutes de composites thermoplastiques préimprégnés. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Ce mémoire s’inscrit dans un projet visant le développement d’une solution de valorisation des déchets générés lors de la production des rouleaux de préimprégnés en fibres de carbone avec une matrice en polyétheréthercétone. Ces déchets correspondent aux bords des rouleaux qui sont coupés car ils ne respectent pas les exigences en termes de taux de fibres et d'épaisseur. Générées avant le processus d’enroulement, ces chutes sont réduites aléatoirement en morceaux de plus petites tailles pour faciliter le stockage. Appelés par la suite Tape Edge Trim (TET), elles ressemblent à des flocons traditionnels mais présentent une forte hétérogénéité géométrique. L’hypothèse d’une amélioration des performances mécaniques avec l’uniformité et la longueur de fibre des flocons entraîne un tamisage des TET. Des plaques sont ensuite moulées par compression pour les différents lots obtenus, mais également pour des flocons issus de produits commerciaux et des TET non triés à des fins comparatives. Elles subissent une inspection ultrasonique visant à localiser les zones de potentiels défauts, ensuite analysés par microscopie. Des essais de traction et de flexion sont menés pour chacune de ces plaques. Une amélioration globale des résistances est constatée avec la longueur de fibre des flocons TET. L’ensemble des résultats se caractérise par une grande variabilité. Les valeurs de rigidité en flexion et en traction sont du même ordre de grandeur et n’évoluent quasiment pas entre les tamis. Elles apparaissent comme moins sensible que les résistances aux fluctuations géométriques et d’orientation des flocons. Les flocons recyclés se caractérisent par des propriétés similaires à celles des pièces à base de produits commerciaux. Globalement, les performances obtenues avec les flocons TET non triés sont équivalentes à celles des autres tamis. Une brève analyse de l'impact environnemental de la réutilisation du TET à la place de flocons vierges est présentée.

Titre traduit

Recycling thermoplastic composite wastes

Résumé traduit

This thesis is part of a project aimed at developing a solution for reusing waste generated during the production of carbon fibre pre-impregnated rolls with a polyetheretherketone matrix. This waste comes from trimming the edges of the pre-impregnated, which do not always meet the expected fibre content and thickness. Generated before the winding process, these trimmings are randomly reduced into smaller pieces to facilitate storage. Referred to as Tape Edge Trim (TET), they resemble traditional strands but exhibit significant geometric heterogeneity. A sieving carried out prior to this study is based on the hypothesis that mechanical performance improves with the uniformity and fibre length of the strands. Panels were compression moulded from the various batches obtained from the sieving process, as well as from unsorted TET strands and commercial products for comparative purposes. The panels underwent ultrasonic inspection to locate areas of potential defects, which were then analysed through microscopy. Tensile and flexural tests were conducted on each of these panels. A general improvement in strength was observed with the fibre length of the TET strands. However, the results exhibited significant variability. The stiffness values in both flexion and tension are of the same order of magnitude and show little variation between the sieves. They appear to be less sensitive to geometric and orientation fluctuations of the strands compared to the strength values. The recycled strands demonstrated properties similar to those of parts made from commercial products. Overall, the performance of unsorted TET strands is comparable to that of the other sieves. A brief analysis of the environmental impact of reusing the TET instead of virgin strands is presented.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Mémoire présenté à l’École de technologie supérieure comme exigence partielle à l’obtention de la maitrise avec mémoire en génie mécanique". Comprend des références bibliographiques (pages 75-81).
Mots-clés libres:	composites thermoplastiques, recyclage, flocons orientés aléatoirement, inspection ultrasonique, essais mécaniques
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Dubé, Martine
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie mécanique
Date de dépôt:	16 avr. 2025 16:55
Dernière modification:	16 avr. 2025 16:55
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/3568

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