Les raquettes de tennis en matériaux composites

Résumé du document

La raquette fut inventée au début du XVIe siècle pour pratiquer le jeu de paume. Elle se décline désormais en dizaines de modèles, destinés à tous les types de joueurs, et aux compositions parfois radicalement différentes. L'innovation principale de ces dernières années réside dans les matériaux qui sont utilisés dans la conception du cadre (partie rigide de la raquette.), et qui ont permis de gagner à la fois en puissance, et en légèreté, rendant le jeu de plus en plus confortable. Parmi les matériaux utilisés, on retrouve ainsi les fibres de carbone, les fibres de verre, le graphite, le titane, l'acier, etc. de carbone sur la surface des fibres. Les raquettes de tennis sont fabriquées essentiellement dans les pays d'Extrême Orient. Aujourd'hui, les nanotechnologies ont permis une avancée remarquable avec le greffage de nanoparticules de carbone. Des recherches sont réalisées en vue de la fabrication de raquettes de tennis composées essentiellement de nanotubes de carbone.

Extraits

[...] III- Mise en œuvre: La plus grande partie des raquettes de tennis en composites vendus en France sont importés d'Extrême-Orient. De nombreuses méthodes de mise en œuvre des composites sont utilisées pour produire des articles destinés aux sports et aux loisirs : Le procédé le plus utilisé pour la fabrication des raquettes est le procédé RTM. Ces produits font appel à plusieurs techniques et utilisent des structures sandwiches. On prépare d'abord un profil de section adaptée à partir de mousse de polyéthylène sur laquelle on tresse un renfort de fibres continues de verre et de carbone. [...]

[...] Un de ses clients (Babolat) commercialise déjà des raquettes de tennis avec nanotubes de carbone. Nanoledge offre maintenant ses «NANO IN pour usage dans les articles de sport, l'aéronautique et l'automobile. La version actuelle sert dans le procédé de stratification. D'autres formulations seront développées pour convenir à chacun des procédés. La plus grande partie des raquettes de tennis en composites vendus en France sont importés d'Extrême-Orient, certains producteurs asiatiques travaillant souvent pour plusieurs marques. ex : Kunnan (Taïwan) Les articles de sport de très grande diffusion sont produits par des groupes industriels importants, toutefois de nombreuses PMI réalisent des articles en petites séries par les méthodes artisanales du type moulage au contact ou drapage étuvé. [...]

[...] La tension du cordage peut ensuite varier d'un joueur à l'autre (entre 18 et 36 kilos de tension) en fonction de la puissance, ou du contrôle que les joueurs désirent. Les premiers cordages de raquettes de tennis ont été fabriqués à partir d'intestins de moutons. Ils possédaient de bonnes propriétés de flexibilité et d'élasticité. Cependant, ils s'usaient rapidement et résistaient peu à l'humidité. Un cordage synthétique a alors été inventé : les principaux utilisés sont le nylon, le polyester ou le Kevlar (ces matériaux peuvent être utilisés individuellement ou combinés.) Les fibres sont cordées ensemble par drapage. [...]

[...] CONCLUSION Les raquettes de tennis semblent être un objet plutôt simple mais l'élaboration en est complexe par le nombre de propriétés demandées. Elles nécessitent l'utilisation de matériaux de plus en plus performants. En effet, les raquettes d'aujourd'hui demandent une grande rigidité, une meilleure tenue à la fatigue tout en conservant une certaine légèreté. Cette caractéristique est notamment développée par le remplacement du bois par des fibres en carbone et bientôt par des nanotubes de carbone. BIBLIOGRAPHIE Les composites dans les sports et les loisirs : Techniques de l'ingénieur AM5630 Les matériaux composites dans l'industrie des sports et loisirs : http://www.univ-valenciennes.fr/congres/RFIS2005/Presentations/Session72/RP_Carreira-RFIS2005.pdf Cordage et Cadre http://www.itftennis.com/technical/equipment/rackets/ Carbon nanofiber-dispersed resin fiber-reinforced composite material Patent/Publication Number: US7151129B2 Publication Date: Dec Racket frame Patent/Publication Number: US7131920B2 Publication Date: Nov Amélioration des propriétés interfaciales de composite époxyde/fibre de carbone. [...]

[...] Avec l'utilisation du carbone, les raquettes deviennent plus légères. De plus, elles sont plus résistantes à la fatigue et les vibrations sont moins importantes. Les couples renforts-matrices utilisés diffèrent selon l'utilisation, en fonction de l'usage grand public ou compétition. Le renfort représente la phase discontinue et souvent filamentaire à très hautes caractéristiques mécaniques, qui assure le principal des contraintes mécaniques, du composite (résistance et rigidité, tenue aux chocs). La matrice est la phase continue qui assure la cohésion, transfère et répartit les contraintes, protège des agressions extérieures les renforts et commande la mise en oeuvre. [...]