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Grelier Benoît

Grelier Benoît

Professeur HES associé

Compétences principales

R&D Management

Gestion et administration CAO-PLM

Composites and hybrid materials

Conception de produits

Industrialisation

Éléments finis

Modélisation numérique

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Contrat principal

Professeur HES associé

Téléphone: +41 26 429 66 07

Bureau: HEIA_D10.15

Haute école d'ingénierie et d'architecture de Fribourg
Boulevard de Pérolles 80, 1700 Fribourg, CH
HEIA-FR
Institut
iRAP - Institut de recherches appliquées en plasturgie
SeSi - Sustainable Engineering Systems Institute
BSc HES-SO en Génie mécanique - Haute école d'ingénierie et d'architecture de Fribourg
  • Conception de structures légères (composites)
  • Simulation FEM et tests
  • CAO sur logiciel Siemens NX
  • Dimensionnement de structures
  • Conception de produits

Terminés

Industrialisation et optimisation des structures composites à fibres continues et matrice thermoplastique
AGP

Rôle: Requérant(e) principal(e)

Financement: HES-SO Rectorat

Description du projet : L'économie d'énergie est associée, pour toute structure en mouvement, à l'optimisation du rapport rigidité - poids. Dans cette optique, les secteurs aéronautique, automobile ainsi que les sports et loisirs sont constamment à la recherche de matériaux offrant de meilleures performances. Les composites à fibres continues sont actuellement les matériaux parmi les plus performants pour la réalisation de structures légères : les fibres continues peuvent être orientées suivant les lignes de forces, assurant une reprise effective et optimale des efforts. Le type de fibre utilisé peut également être choisi en fonction des caractéristiques souhaitées (ténacité, rigidité). Les propriétés des produits composites dépendent ainsi de la nature et de l'orientation des fibres, ainsi que de la proportion volumique fibre-matrice, elles-mêmes dépendantes du procédé de fabrication. Les limitations de l'utilisation de ces composites proviennent de deux paramètres principaux : - Le temps de mise en 'uvre pour conserver la continuité de la fibre est important comparé aux composites renforcés de fibres courtes ou de poudres, qui peuvent être injectés. Ainsi l'industrie travaille sur la réduction des temps de cycle en utilisant par exemple des robots pour mettre en place des fibres continues sous formes de tape. Dans tous les cas, on cherche à s'affranchir des autoclaves, fours pressurisés extrêmement couteux et synonymes de temps de cycles longs. - Les fibres sont tenues entre elles par un matériau de liaison, aussi appelé matrice. Les matrices actuellement utilisées avec des fibres continues sont principalement thermodurcissables en raison de leurs caractéristiques coût matière / performance / facilité d'utilisation. Ces matrices, comme par exemple la résine époxy, ne sont cependant pas recyclables et leur temps de cycle est relativement long (plusieurs heures). Les résines thermoplastiques, recyclables et avec un temps de cycle de quelques minutes, sont une alternative intéressante aux résines thermodurcissables. La recherche a permis de présenter de nouvelles formulations afin de rendre ces matrices plus facilement utilisables avec les fibres continues. Le projet se propose de mettre en application les matrices thermoplastiques récentes avec des renforts à fibres continues, en utilisant des procédés de fabrication out of autoclave. L'objectif est d'évaluer la performance de tels composites en relation avec les formes géométriques (design). L'évaluation se fera d'abord sur des formes simples, puis sur un démonstrateur avec des structures plus complexes. Le nom du projet, triptyque, fait référence à l'indissociabilité de la conception, des matériaux, et des procédés de fabrication dès lors que tels matériaux sont utilisés. Ce projet a pour ambition de : - positionner l'expertise au niveau des thématiques de recherche actuelles et renforcer l'HEIA-FR - HES-SO dans le domaine des matériaux composites, - convaincre les acteurs de l'industrie du possible transfert technologique vers des matériaux à fort potentiel recyclable en leur présentant un démonstrateur familier réalisé au sein du laboratoire composites de l'HEIA-FR, - envisager des collaborations futures avec des entités et instituts de la HES-SO dans le domaine de l'impression 3D, de la conception durable ou des matériaux intelligents.

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Dutoit Jean-Marie , Sciboz Pierre-Louis , Nadler Christian , Corpataux Dominique , Choffat David , Grelier Benoît , Raetzo Raphaël , Badaoui Jalil

Partenaires académiques: FR - EIA - Institut iRAP

Durée du projet: 01.05.2020 - 31.01.2022

Montant global du projet: 110'000 CHF

Statut: Terminé

2022

Revalorisation de composites Lin-PP
Article professionnel ArODES

Benoît Grelier, Camille Tchekinian

KunststoffXtra,  2022, vol.9, pp. 6-7

Lien vers la publication

Résumé:

L’avènement des composites, bien que plus légers que leurs concurrents, a un certain coût environnemental. Traditionnellement, ils ne sont pas recyclables, puisque faits à partir de polymères thermodurcissables. Aujourd’hui, des solutions émergent à partir de thermoplastiques et de produits biosourcés. Un tel matériau est alors rendu recyclable par les méthodes de plasturgie classiques : l’extrusion et l’injection. L’étude de cette recyclabilité permettrait donc à de nombreuses industries de s’engager dans une production plus circulaire.

2021

Revalorisation de composites 100% biosourcés
Article professionnel ArODES

Léonie Marchand, Benoît Grelier, Laure Dupuits

Kunstoffextra : Die Fachzeitschrift für Werkstoffe – Verarbeitung – Anwendung,  2021, no. 12, pp. 30-31

Lien vers la publication

Résumé:

Fabriquer des matériaux composites biosourcés et réussir leur recyclage pour des applications industrielles entrent pleinement dons les problématiques liées à l'économie circulaire. Ce travail de Boche/or, réalisé au sein de l'institut iRAP / HES-50 Fribourg et en partenariat avec les entreprises Bcomp Ltd. et Arkema, illustre la revalorisation concrète d'une matière composite 100 % biosourcée grâce à l'utilisation de procédés simples et maitrisés.

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