ISO 10618:2004

NORME ISO
INTERNATIONALE 10618
Deuxième édition
2004-08-15
Version corrigée
2004-11-01
Fibres de carbone — Détermination des
propriétés en traction sur fils imprégnés
de résine
Carbon fibre — Determination of tensile properties of resin-impregnated
yarn
Numéro de référence
©
ISO 2004
PDF – Exonération de responsabilité
Le présent fichier PDF peut contenir des polices de caractères intégrées. Conformément aux conditions de licence d'Adobe, ce fichier
peut être imprimé ou visualisé, mais ne doit pas être modifié à moins que l'ordinateur employé à cet effet ne bénéficie d'une licence
autorisant l'utilisation de ces polices et que celles-ci y soient installées. Lors du téléchargement de ce fichier, les parties concernées
acceptent de fait la responsabilité de ne pas enfreindre les conditions de licence d'Adobe. Le Secrétariat central de l'ISO décline toute
responsabilité en la matière.
Adobe est une marque déposée d'Adobe Systems Incorporated.
Les détails relatifs aux produits logiciels utilisés pour la création du présent fichier PDF sont disponibles dans la rubrique General Info
du fichier; les paramètres de création PDF ont été optimisés pour l'impression. Toutes les mesures ont été prises pour garantir
l'exploitation de ce fichier par les comités membres de l'ISO. Dans le cas peu probable où surviendrait un problème d'utilisation,
veuillez en informer le Secrétariat central à l'adresse donnée ci-dessous.

©  ISO 2004
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous
quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit
de l'ISO à l'adresse ci-après ou du comité membre de l'ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax. + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2004 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos. iv
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles . 1
5 Principe . 2
6 Appareillage et matériaux . 2
7 Éprouvettes . 3
8 Atmosphères pour le conditionnement et les essais. 5
9 Mode opératoire pour l'essai de traction. 6
10 Expression des résultats. 6
11 Fidélité. 9
12 Rapport d'essai . 9
Annexe A (informative) Exemples de systèmes de résines époxy polymérisables à chaud . 10
Annexe B (informative) Exemples d'appareils d'imprégnation. 12
Annexe C (informative) Exemples de talons et d'appareils pour la préparation des talons. 13
Annexe D (informative) Exemples d'extensomètres . 15

Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 10618 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 61, Plastiques, sous-comité SC 13, Composites
et fibres de renforcement.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 10618:1999), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
Dans la présente version corrigée de l'ISO 10618:2004, la référence à la première édition (ISO 10618:1999) a
e
été corrigée dans le 6 alinéa de l'Avant-propos.

iv © ISO 2004 – Tous droits réservés

NORME INTERNATIONALE ISO 10618:2004(F)

Fibres de carbone — Détermination des propriétés en traction
sur fils imprégnés de résine
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie une méthode d'essai pour la détermination de la résistance en
traction, du module d'élasticité en traction et de la déformation à la charge maximale sur une éprouvette de fil
imprégné de résine. La méthode s'applique à des fils (continus ou discontinus) de fibres de carbone utilisés
pour le renforcement des matériaux composites.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 291, Plastiques — Atmosphères normales de conditionnement et d'essai
ISO 527-1, Plastiques — Détermination des propriétés en traction — Partie 1: Principes généraux
ISO 1889, Fils de renfort — Détermination de la masse linéique
ISO 10119, Fibres de carbone — Détermination de la masse volumique
ISO 10548, Fibres de carbone — Détermination du taux d'ensimage
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 527-1 ainsi que les
suivants s'appliquent.
3.1
aire de la section du fil de fibre de carbone
A
f
masse linéique du fil divisée par la masse volumique de la fibre de carbone
NOTE Elle est exprimée en millimètres carrés.
4 Symboles
Les symboles utilisés dans la présente Norme internationale sont les suivants:
σ résistance en traction, en mégapascals;
f
F force maximale en traction, en newtons;
f
A aire de la section du fil, en millimètres carrés;
f
ρ masse volumique du fil, en grammes par centimètre cube;
f
T masse linéique du fil, en tex;
tf
T masse linéique du fil imprégné, en tex;
ti
E module d'élasticité en traction, en gigapascals;
f
L longueur de jauge de l'extensomètre, en millimètres;
∆L variation de longueur, en millimètres, correspondant à la variation de force, en newtons;
∆F variation de force, en newtons, correspondant à la variation de longueur, en millimètres.
5 Principe
Un échantillon de fil est uniformément imprégné de résine, puis polymérisé pour obtenir des éprouvettes. Les
éprouvettes sont sollicitées en traction, à vitesse constante sur un appareil d'essai mécanique adapté jusqu'à
la rupture.
La résistance en traction, le module d'élasticité en traction et la déformation à la charge maximale sont
calculés à partir de la relation force-allongement.
Le module d'élasticité en traction est déterminé en divisant la variation de la contrainte par la variation
correspondante de déformation entre deux points définis. Pour les fibres de carbone, la relation entre la
contrainte et la déformation n'est pas linéaire, en conséquence le module sécant doit être défini. Dans la
méthode A, le module est défini entre deux niveaux de déformation, tandis que dans la méthode B, il est défini
entre deux niveaux de charge. La masse linéique et le taux d'ensimage doivent être déterminés
indépendamment.
NOTE La précision des valeurs obtenues approximativement est la même par la méthode A ou la méthode B.
Cependant, pour la réponse, généralement non linéaire, contrainte-déformation à la rupture, commune aux fibres de
carbone, les valeurs moyennes du module à partir de ces deux méthodes seront sensiblement différentes et pas
nécessairement statistiquement comparables. La méthode B ou d'autres méthodes peuvent être utilisées par accord entre
clients et fournisseurs pour la rédaction de cahier des charges ou pour le contrôle qualité.
6 Appareillage et matériaux
6.1 Résine
La résine d'imprégnation doit être compatible avec le fil et son ensimage. La viscosité de la résine ou de la
résine en solution doit être telle qu'une absorption suffisante de résine conduise à une imprégnation uniforme.
La déformation à la rupture de la résine polymérisée doit être au moins deux fois supérieure à celle de la fibre
et de préférence trois fois. À cet égard, les systèmes de résines époxy polymérisant à la chaleur, avec une
viscosité pendant l'imprégnation inférieure de préférence à 1 000 mPa·s, sont adaptés (voir Annexe A pour
les exemples) ainsi que toute formulation qui permette d'obtenir des éprouvettes répondant aux exigences de
la présente Norme internationale. La formule de la résine doit néanmoins être spécifiée en détail et faire
l'objet d'un accord entre le fabricant de fibres et l'utilisateur.
6.2 Dispositif d'imprégnation
Les éprouvettes peuvent être préparées selon toute méthode qui permette d'obtenir des éprouvettes
régulières imprégnées uniformément.
2 © ISO 2004 – Tous droits réservés

Ces méthodes comprennent à la fois les techniques de préparation d'échantillon simple et multiple. Un
dispositif d'imprégnation d'échantillon multiple comprend les éléments suivants:
6.2.1 Un porte-bobine pour le fil échantillon, avec dispositifs de réglage de la tension du fil.
6.2.2 Un bain d'imprégnation, avec dispositifs de contrôle de température et rouleaux d'imprégnation ou
barres de tension des fils.
6.2.3 Une unité pour enlever l'excès de résine de la mèche imprégnée par passage sur des rouleaux
recouverts de tissu, de papier ou de feutre et/ou à travers une filière.
6.2.4 Un cadre pour enrouler le fil imprégné, de préférence en bois ou en métal recouvert de caoutchouc.
Des exemples d'appareils d'imprégnation sont donnés dans l'Annexe B.
6.3 Étuve de cuisson avec dispositif de contrôle de température
Une étuve ventilée est préférable pour assurer une cuisson uniforme de la résine.
6.4 Appareil d'essai de traction
6.4.1 Utiliser un appareil d'essai de traction à vitesse de déplacement de la traverse constante, équipé de
dispositifs d'enregistrement de la force et de l'allongement. La précision de l'indicateur de force doit être
inférieure à 1 % de la valeur de la force enregistrée. Le dispositif de fixation de l'éprouvette doit permettre
l'alignement avec l'axe de l'appareil d'essai.
6.4.2 L'appareil d'essai de traction doit inclure un extensomètre associé à un dispositif d'enregistrement en
continu qui enregistre automatiquement l'allongement de la longueur de jauge de l'extensomètre en fonction
de la force appliquée sur l'éprouvette. Il convient que l'extensomètre soit suffisamment léger pour n'introduire
sur l'éprouvette que des contraintes négligeables.
La longueur de la jauge de l'extensomètre doit être d'au moins 50 mm, mais de préférence de 100 mm. La
longueur de jauge doit être déterminée avec une tolérance de ± 1 %.
L'extensomètre ne doit pas avoir une tolérance de déviation de la linéarité de plus de 0,1 % dans la plage
prescrite de mesures d'allongement.
Des exemples d'extensomètres adaptés sont donnés dans l'Annexe D. D'autres instruments de mesure de
déformation tels que des instruments optiques ou lasers peuvent être utilisés, s'ils conviennent.
6.5 Balance
Utiliser une balance de résolution de 0,1 g près pour peser les éprouvettes et déterminer la masse linéique du
fil imprégné.
6.6 Règle
Utiliser une règle graduée ou tout autre moyen de mesure, d'au moins 500 mm de long et précis à ± 1 mm.
7 Éprouvettes
7.1 Nombre d'éprouvettes
Préparer un nombre suffisant d'éprouvettes de façon à pouvoir faire quatre déterminations. En cas de rupture
d'une éprouvette dans les mors ou dans les talons ou en cas de détérioration causée par l'extensomètre,
éliminer le résultat et répéter la détermination sur une nouvelle éprouvette.
7.2 Longueur des éprouvettes
Pour les éprouvettes avec talons, la longueur de l'éprouvette entre talons doit être soit de (150 ± 5) mm, soit
de (200 ± 5) mm. Pour les éprouvettes sans talons, la longueur totale de l'éprouvette doit être de
(250 ± 5) mm ou de (300 ± 5) mm (au moins la longueur de jauge de l'extensomètre plus deux fois la longueur
de prise en mors).
En cas de litige, la longueur entre talons pour les éprouvettes avec talons doit être de (150 ± 5) mm et pour
les éprouvettes sans talons la longueur de l'éprouvette doit être de (250 ± 5) mm.
7.3 Imprégnation des éprouvettes
7.3.1 Le mode opératoire pour utiliser l'appareillage d'imprégnation décrit au 6.2 est le suivant:
7.3.2 Placer la bobine sur le support.
7.3.3 Verser le mélange de résine d'imprégnation dans le bac (6.2.2) et ajuster sa température et sa
viscosité aux valeurs désirées.
7.3.4 Faire passer le fil dans le bain de résine et au travers du système servant à enlever la résine en
excès tout en s'assurant d'une imprégnation convenable (voir 6.2.3).
7.3.5 Ajuster la tension de dévidage. Celle-ci doit être laissée à la discrétion de chaque laboratoire d'essai.
7.3.6 Enrouler la mèche imprégnée sur le cadre (6.2.4).
7.3.7 Placer le cadre dans l'étuve (6.3).
7.3.8 Polymériser la résine conformément aux instructions du fabricant de la résine.
7.3.9 Après polymérisation de la résine, sortir le cadre de l'étuve. Après avoir enlevé le fil imprégné du
cadre, prélever une quantité suffisante d'éprouvettes.
7.3.10 Sélectionner les éprouvettes selon les critères donnés en 7.5.
7.4 Détermination des autres propriétés des fibres
7.4.1 Généralités
Pour pouvoir faire les calculs de la résistance en traction et du module d’élasticité en traction donnés dans
l’Article 10, les propriétés spécifiées de 7.4.2 à 7.4.5 doivent être déterminées.
7.4.2 Masse linéique du fil
Déterminer la masse linéique du fil selon la méthode indiquée dans l'ISO 1889.
7.4.3 Taux d'ensimage du fil
Déterminer le taux d'ensimage du fil selon la méthode indiquée dans l'ISO 10548.
7.4.4 Masse volumique de la fibre de carbone
Déter
...