Capillary flows and hydromechanical couplings in double-scale fibrous media

Capillary phenomena are often neglected in resin impregnation methods for composite processing. Studies have however shown that capillary pressure plays an important role and should be taken into account. This paper focuses on various terms in the expression of capillary pressure for a double-scale fibrous medium, using polymer-flax fabric composites as a reference material. The importance of the reinforcement wettability by the polymer is assessed. The morphology of the porous medium, which is the spatial complement of the fibrous reinforcement, is also considered. The influence of a mechanical solicitation on the morphology and permeability of a double-scale porous medium is discussed, in order to provide new leads to optimise the processing of composite materials.
Dans la mise en oeuvre des matériaux composites par voie liquide, l'effet de la pression capillaire est encore souvent négligé. Des études ont pourtant démontré que ce phénomène devrait être pris en compte. Ce document étudie les grandeurs influençant la pression capillaire dans des milieux fibreux à double échelle de pores, par des mesures sur des composites polymère-fibres de lin. L'importance de la mouillabilité des renforts par le polymère est évaluée, ainsi que celle de la morphologie des pores interconnectés du milieu fibreux. L'effet d'une action mécanique sur la préforme, qui modifie la morphologie des pores et donc la perméabilité, est discuté. Les conclusions pourront donner des pistes d'optimisation pour les procédés par infiltration, et plus particulièrement par infusion de polymère.