Le poids des plastiques: Combiner performance et légèreté

    Le poids des plastiques

    Les plastiques ont la réputation d’être des matériaux très légers, mais est-ce toujours le cas ? Aussi, comment se comparent-ils aux matériaux traditionnels en ce qui concerne le poids ? Dans cet article, nous examinerons la différence entre le poids de divers types de plastiques et celui de matériaux traditionnels (métaux et verre). Nous proposerons également des options plastiques plus légères et plus résistantes que le verre standard ainsi que d’autres, plus durables que l’acier et l’aluminium. Enfin, nous effectuerons un bref survol des avantages qui découlent de la réduction du poids des composantes mécaniques d’un système.

    Comparatifs avec les matériaux traditionnels

    Plastique versus verre

    Quoique très dur, le verre est un matériau très cassant. Il peut, dans plusieurs cas, être remplacé par de l’acrylique, mieux connu sous le nom commercial de Plexiglas®, ou par du polycarbonate, mieux connu sous le nom de LEXAN, deux thermoplastiques dotés d’excellentes propriétés optiques et d’une bonne transparence.

    Outre la réduction du poids, ces deux plastiques sont des options très intéressantes, particulièrement lorsque la résistance à l’impact est une contrainte importante. L’acrylique est 17 fois plus résistant aux impacts que le verre. Le polycarbonate est, lui aussi, prisé pour son impressionnante résistance aux impacts, qui est 250 fois supérieure à celle du verre.

    Tableau des masses volumiques des matériaux transparents

    Matériaux Masses volumiques (kg/m³)
    Verre standard 2 500
    Polycarbonate 1 200
    Acrylique 1 190

    Pour en apprendre plus sur l’entretien et le nettoyage du polycarbonate, consultez notre article Comment nettoyer le polycarbonate ?

    Plastique versus métal

    Certains plastiques peuvent être utilisés pour remplacer des pièces ou composantes de métal. L’acier est reconnu pour sa force et ses excellentes propriétés mécaniques. Cependant, c’est un matériau très lourd qui ne résiste pas adéquatement à la corrosion.

    Le FRP (fibreglass-reinforced plastic) est un matériau composite possédant d’excellentes propriétés mécaniques tout en étant 70 % plus léger que l’acier
    . On l’utilise pour fabriquer des passerelles, des échelles et des composantes structurelles qui ne rouilleront jamais grâce à son excellente résistance chimique.

    Tableau des masses volumiques des matériaux structurels

    Matériaux Masses volumiques (kg/m³)
    Acier 7 500 – 8 100
    Acier inoxydable 8 010
    Aluminium 2 700
    FRP (caillebotis) 2 025

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    Pour en apprendre plus sur le FRP, consultez nos articles suivants :

    FRP : une alternative à l’acier pour des structures plus durables
    Le FRP dans le secteur alimentaire
    4 questions à se poser pour choisir le bon matériau pour ses structures

    Les pièces mécaniques fabriquées en acier inoxydable peuvent aussi être remplacées par des équivalents de plastique de haute performance. Prenons l’exemple d’un piston conçu en acier inoxydable pour lequel on opte plutôt pour une pièce en acétal : on peut facilement augmenter sa durabilité tout en réduisant de 5 fois son poids.

    Tableau des masses volumiques des différents types de plastiques

    Matériaux Masses volumiques (kg/m³)
    Polytétrafluoroéthylène (Téflon®) 2 160
    FRP (caillebotis) 2 025
    PVDF 1 780
    PET-P (Ertalyte®) 1 410
    PEEK (Ketron® 1000) 1 310
    Polycarbonate 1 200
    Acrylique 1 190
    Nylons (NYLOIL®)  1 140
    ABS 1 080
    HDPE 960
    UHMW 953


    Quels sont les avantages de la légèreté dans un contexte mécanique ?

    - Réduction des dépenses énergétiques
    - Optimisation des vitesses de production
    - Réduction des risques d’accident lors des maintenances
    - Réduction des coûts de maintenance
    - Réduction de l’usure et de la friction
    - Amélioration de la performance des systèmes
    - Réduction des bruits et des vibrations

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