La stratification est un processus fondamental dans la fabrication de structures composites, telles que les planches de surf ou les éléments rigides, consistant à imprégner des fibres de renfort avec une résine thermodurcissable. Cette opération requiert une précision rigoureuse pour garantir le poids, la solidité et le comportement mécanique - ou "flex" - de la pièce finale.
Fondamentaux de la stratification et choix des matériaux
La stratification nécessite un minimum de rigueur afin d’être réussie. Les résines utilisées pour réaliser une stratification sont thermodurcissables : une fois polymérisées, elles ne pourront plus être modifiées. Dans le domaine des composites, on distingue principalement deux types de matrices. Les résines polyester sont couramment utilisées, notamment pour leur tolérance et leur coût, mais elles ne sont pas naturellement étanches. Les résines époxy, en revanche, permettent la réalisation de stratifications plus solides, naturellement étanches et généralement plus précises, bien qu'elles soient un peu plus complexes à manipuler.
Le choix des renforts est tout aussi critique. Pour les travaux en époxy, il est obligatoire d'utiliser des tissus dédiés comme la silionne, les multi-axiaux, le carbone, l'aramide ou des mélanges. Le mat de verre, constitué de fibres coupées sans orientation particulière, apporte de l'inertie et de la rigidité à la pièce, tandis que les tissus tissés offrent de la souplesse, favorisant la résistance aux chocs. Il est assez étonnant de travailler de la résine époxy avec du mat, car celui-ci est traditionnellement associé à la résine polyester.
Méthodologie de calcul de la résine
Pour éviter le gaspillage et garantir une imprégnation optimale, il est indispensable de calculer avec précision la quantité de résine nécessaire. La méthode suivante permet d'estimer le mélange résine + durcisseur :
- Multipliez la longueur maximale de la pièce (en mètres) par sa largeur maximale (en mètres).
- Multipliez ce chiffre par le nombre de couches de tissu prévues.
- Multipliez le résultat par le poids du tissu utilisé (en g/m²).
- Multipliez le total obtenu par 2. Ce coefficient est à ajuster selon votre technique : utilisez x2.3 si vous craignez de manquer de matière, ou x1.8 si vous avez tendance à en appliquer trop.
- Le résultat final vous donne le poids total du mélange résine plus durcisseur en grammes.
Pour déterminer la répartition exacte entre la base et le durcisseur, divisez le total par le ratio spécifique à votre produit :
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- Résine 1070S/1074 : divisez par 1.4 (40% de durcisseur).
- Résine ATUA.Dynamix : divisez par 1.45 (45% de durcisseur).
- Résine Entropy Super Sap CLR/CLF : divisez par 1.47 (47% de durcisseur).
- Résine Entropy Super Sap CLR/CLX : divisez par 1.48 (48% de durcisseur).
Exemple pour un fish 6’0 (1.83m x 0.56m) avec 3 couches de 200g/m² en utilisant la résine 1070S/1074 : (1.83 x 0.56) x 3 x 200 x 2 = 1224g de mélange total.
Techniques d'application et gestion des interfaces
Le processus de stratification s'effectue directement sur le noyau de mousse. La résine est étalée au squeegee par d’amples mouvements, et les tissus sont entaillés sur les zones aux formes complexes, puis rabattus au pinceau. Dans un souci d’optimisation du ratio fibre/résine, certains artisans stratifient les tissus sur une table recouverte d’un film plastique pour enlever l'excédent avant de les transférer sur la pièce.
Pour les supports poreux comme le polystyrène ou le PVC, il est recommandé de saturer le support avec une résine silicée (chargée à la silice) avant la stratification. Cela empêche l'absorption excessive de résine et limite le dégazage, surtout si la pièce doit subir un étuvage final. L'utilisation d'un tissu de délaminage, ou "peelply", placé sur le stratifié frais, permet de garantir une excellente accroche pour les couches ultérieures sans avoir à poncer la surface.
La stratification sous vide : le "wet-bagging"
Pour obtenir un stratifié parfait, l'industrie utilise souvent la méthode d'ensachage humide sous vide. Cette technique permet de compacter les couches et de réduire radicalement le taux de résine. Après avoir préparé le support (nettoyé et poncé), le tissu est positionné, puis imprégné. On ajoute ensuite un film à trous, un matériau drainant (bleeder) et enfin le sac à vide hermétiquement scellé avec un ruban d'étanchéité.
Une pompe à vide permet d'évacuer l'air. Un vide de 0,5 bar est généralement suffisant. Il est crucial de vérifier l'absence de fuites avant de laisser la pompe en marche pendant toute la durée de la polymérisation. Cette méthode est particulièrement adaptée pour des applications techniques où le poids et la rigidité doivent être parfaitement maîtrisés.
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