Frottement des matériaux composites polymères à renfort fibre de carbone : expériences et modélisation

Les materiaux composites polymeres renforces avec des fibres de carbone (PRFC) sont connus pour l’excellente combinaison de leurs proprietes mecaniques et thermiques avec leur faible masse. Cependant, leurs proprietes tribologiques restent largement meconnues. Dans le cadre de ce travail, l’etude experimentale du frottement entre deux PRFC composites sous faible charge normale (jusqu’a 20 N) a ete realisee. Deux effets ont ete soigneusement etudies pendant l’experience : la fraction volumique et l’orientation des fibres. En complement de ce travail experimental, une modelisation du contact entre deux PRFC a ete realisee. On suppose que l’aire reelle de contact est constituee d’une multitude de microcontacts de trois types : fibre-fibre, fibre-matrice et matrice-matrice. L’etude experimentale a montre une legere augmentation de coefficient de frottement avec le changement d’orientation de fibre de deux composites de parallele a perpendiculaire par rapport au sens de glissement, alors que le modele analytique propose predit une independance de cet angle. Quant a l’influence de la fraction volumique de fibres, V f , les essais soulignent une diminution de coefficient de frottement de moitie avec une augmentation de V f de 0 % a 62 %, ce qui correspond a la dependance qualitative trouvee dans le cadre du modele.