Renforcement des polymères par des nanocharges

L'idée d'améliorer les propriétés des matériaux existe depuis toujours. En effet l'homme cherche continuellement à perfectionner les propriétés des matériaux qui l'entourent ou qu'il fabrique en les associant ou les combinant entre eux de diverses manières. C'est ce qui est communément appelé les matériaux composites. La qualification de matériaux composites peut s'appliquer à toute association intime de matériaux immiscibles qui confère aux matériaux résultant des propriétés différentes (généralement améliorées) par rapport aux matériaux initiaux pris individuellement. Dans la majorité des cas un composite peut se décrire comme une dispersion (organisée ou non) d'une ou plusieurs matières particulaires ou fibrillaires (appelée phase dispersée ou renfort) dans une matière servant de liant (matrice). Par contraste avec les microcomposites conventionnels où les dimensions ou diamètres typiques des charges sont de l'ordre de plusieurs micromètres, le nanocomposites comportent une phase dispersée dont les particules ont au moins une des trois dimensions de l'ordre du nanomètres ou quelques dizaines de nanomètres au maximum. Les nanomatériaux sont considérés comme le domaine des nanosciences qui a profité de l 'évolution la plus spectaculaire. Ils ont mobilisé un nombre toujours croissant de chercheurs et d'ingénieurs aussi bien dans la recherche fondamentale que la recherche appliquée. Parmi eux, les nanocomposites font figures de pionniers. L'intérêt croissant dont ils sont la cible fait qu'aujourd'hui ce domaine d'étude est en perpétuelle évolution. Sous cette définition de nanocomposite sont regroupés les matériaux dont la matrice pourra être métallique, inorganique et céramique (ex : coloration rouge des vitraux du Moyen Age par dispersion de particules d'or dans du verre) ou encore organique (ex : polymère). Les applications industrielles et commerciales restent encore limitées et seulement à quelques types de matériaux. Les nanocomposites à matrice polymère et à renforts d'argile font figures de leaders au niveau des premières applications : les processus de mise en forme des polymères sont largement maîtrisés et peu coûteux et les argiles naturelles faciles à extraire. Après avoir données quelques généralités sur les différentes morphologies des nanoparticules, nous nous intéresserons aux divers procédés de fabrication des nanocomposites à matrice polymère ainsi qu'aux propriétés attendues. Nous nous attarderons ensuite plus spécifiquement sur les nanoparticules d'argiles à feuillets (montmorillonite) et les nanoparticules d'argiles fibrillaires (sépiolite) pouvant renforcer les polymères et élastomères.