Tissus tissés : fondamentaux pour la fabrication composite

Note éditoriale : Ce contenu était publié à l'origine sur NetComposites.com, acquis par Gardner Business Media (maison mère de CompositesWorld) en février 2020.

Pour applications composites nécessitant plus d'une orientation de fibre, un tissu combinant orientations 0° et 90° est utile.

Les tissus tissés sont produits par l'entrelacement de fibres chaîne (0°) et trame (90°) selon un motif régulier ou style de tissage. L'intégrité du tissu est maintenue par l'enclavement mécanique des fibres. Le drapé (aptitude à épouser une surface complexe), la lisseur de surface et la stabilité sont contrôlés principalement par le style de tissage. Description des styles les plus courants :

Toile (Plain weave)

Chaque fil de chaîne passe alternativement sous et sur chaque fil de trame. Tissu symétrique, bonne stabilité, porosité raisonnable. Mais le plus difficile à draper, et le fort ondulation (crimp) des fibres confère des propriétés mécaniques relativement inférieures aux autres styles. Avec grosses fibres (tex élevé) : ondulation excessive, peu utilisé pour tissus très lourds.

Sergé (Twill weave)

Un ou plusieurs fils de chaîne passent alternativement sur et sous deux ou plusieurs fils de trame de façon régulière répétée. Effet visuel de « côte » diagonale droite ou brisée. Meilleur imprégnation (wet out) et drapé que toile, avec légère réduction de stabilité. Ondulation réduite → surface plus lisse, propriétés mécaniques légèrement supérieures.

Satin (Satin weave)

Fondamentalement des sergés modifiés pour moins d'intersections chaîne/trame. Le « nombre d'armure » (typiquement 4, 5, 8) = total de fils croisés et passés sous avant répétition du motif. Le « pied de corbeau » (crowsfoot) est une variante avec décalage différent. Satins : très plats, bon wet out, drapé élevé. Faible crimp → bonnes propriétés mécaniques. Permettent fibres au plus près → tissus « serrés ». Mais faible stabilité et asymétrie à considérer : une face a fibres majoritairement chaîne, l'autre majoritairement trame. Attention au montage multicouches pour éviter contraintes résiduelles par effet asymétrique.

Panama (Basket weave)

Fondamentalement toile mais deux ou plusieurs fils de chaîne s'entrelacent avec deux ou plusieurs fils de trame. Désignation 2×2 pour 2 chaînes croisant 2 trames, mais arrangement non nécessairement symétrique (8×2, 5×4 possibles). Plus plat, plus résistant que toile (moins de crimp), mais moins stable. À réserver aux tissus lourds (fibres gros tex) pour éviter ondulation excessive.

Leno (Leno weave)

Améliore la stabilité des tissus « ouverts » à faible nombre de fils. Forme de toile où fils de chaîne adjacents s'enroulent autour de fils de trame consécutifs pour former une paire spirale, « verrouillant » chaque trame. Tissus Leno utilisés normalement en conjonction avec d'autres styles car seuls, leur ouverture ne permet pas de composant composite efficace.

Faux Leno (Mock Leno weave)

Version de toile où certains fils de chaîne, à intervalles réguliers, dévient de l'alternance sous-sur pour s'entrelacer tous les deux ou plusieurs fils. Même fréquence en trame. Effet global : épaisseur accrue, surface plus rugueuse, porosité supplémentaire.

Tissus fils de verre vs tissus mèches (rovings)

Tissus base fils : résistances plus élevées par unité de masse que mèches, plus fins → gammes de poids légères. Tissus mèches : moins coûteux à produire, meilleur wet out. Mais disponibles seulement en tex élevés → poids moyen à lourd seulement, plus adaptés aux stratifiés épais et lourds.