Experimental studies are presented on quasi-static tensile and compressive loading of composites hybridised at two levels: intraply and interply. Consistent reinforcements in the form of novel unidirectional fabrics were developed using T700SC carbon and E-CR glass fibres. Composites were manufactured using Resin Transfer Moulding process with epoxy resin and characterised to ensure consistency and comparability, further enabling easier understanding and confirmation of hybrid effect in a reliable way. Failure strain in tension for interply hybrid revealed a positive hybrid effect of +7.4%, while interply hybrid showed a negative hybrid effect of −6.4% in compression. Intraply hybrid with three carbon and three glass tows blocked together demonstrated the best mechanical performance among all hybrids; synergistic effects of +17.8% and +39.6% in tensile and compressive strength, respectively, was observed for this hybrid configuration. The results show that different hybridisation strategies can be exploited to balance cost and performance of composites for structural and lightweight applications.

Développement de matériaux composites hybrides avancés à partir de fibres de verre et de carbone: Les composites hybrides offrent un moyen efficace d'améliorer les propriétés mécaniques des matériaux composites. Cette thèse vise à comprendre le comportement mécanique et l'effet synergique offerts par de tels composites hybrides sous plusieurs conditions de chargement. L'accent est mis, non seulement sur la caractérisation mécanique, mais également sur le développement et l'optimisation de nouvelles générations de renforts hybrides, permettant ainsi une hybridation aussi bien au niveau des nappes, qu’au niveau des mèches et des fibres. Dans ce travail, les fibres de carbone et de verre sont choisies comme les deux types de renforts pour les composites hybrides. Les propriétés de ces fibres unitaires sont d'abord caractérisées pour étudier l'impact des procédés textiles. De nouveaux renforts unidirectionnels ont été fabriqués après avoir optimisé les procédés, tels que la technologie UD cousu et l'étalement des fibres. Les composites ont été fabriqués via RTM basse pression en utilisant une résine époxy. Les caractéristiques en raideur et en résistance des composites de référence, des hybrides inter-plis, intra-plis et fibre à fibre ont ensuite été caractérisées dans des conditions de charge quasi-statique en traction, compression et flexion. L'effet d’hybridation (synergique) a été évalué pour ces composites en comparant les propriétés du composite hybride avec un composite de référence en carbone. Afin de comprendre le comportement à rupture de ces composites dans différentes conditions de charge, une étude de fractographie a été réalisée. Les hybrides inter-plis font apparaître une légère augmentation de la déformation à rupture en traction mais présentent une synergie négative pour toutes les autres conditions. Les hybrides intra-plis montrent eux, un effet synergique pour les résistances à la traction et à la compression, sans réduire leur déformation à rupture. Un composite hybride fibre à fibre réalisé par étalement montre une performance mécanique supérieure par rapport à d'autres hybrides. Les résultats présentés révèlent les avantages potentiels de l'hybridation à différents niveaux et dispersions. Les résultats ouvrent une voie pour les futurs travaux sur les composites hybrides et leurs procédés