DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR L'optimisation des matériaux tels ceux utilisés dans les matériaux composites, les renforts pour matériaux, les structures composites et les toiles structurales comme par exemple les coques de bateau, les ouvrages à base de fibres composites, les ailes ou fuselages d'avion, les coques et carrosseries d'automobile, les voiles de bateaux, les réservoirs ou ballons pressurisés, requiert une organisation des fibres en respect des champs de contraintes.

Or, l'utilisation de matériaux classiques avec des fils parallèles formant la chaîne et la trame, ne permet pas cette optimisation dans le cas où le matériau est soumis à des forces générant des contraintes ayant des orientations diverses sur une mme pièce.

Une solution à cet inconvénient réside dans l'utilisation de matériaux comportant des fibres orientées selon les champs de contraintes. Le rapport entre la quantité de fibres et la performance est grandement amélioré car le besoin en fibres sur ce type de matériau est bien plus faible que sur un matériau traditionnel.

Il existe dans l'art antérieur des dispositifs de pose de fibres non parallèles non tissées qui utilisent le déplacement d'une tte de transport d'un ou plusieurs fils au-dessus d'une surface de travail en décrivant des mouvements de va et vient sur les axes X et Y combinés ou non de façon à réaliser la pose desdits fils selon une géométrie ou un motif dédié ou non. Néanmoins, ces

dispositifs de fabrication présentent une productivité limitée du fait de l'utilisation de systèmes mécaniques ou pneumatiques, linéaires alternatifs avec successivement des accélérations, des décélérations et des arrts qui définissent une vitesse moyenne de dépose du fil particulièrement faible.

Un mode de réalisation d'un dispositif de ce type est illustré dans le document n° WO 85/04838. Dans ce mode de réalisation, une pluralité de modules porteurs de fils ou fibres est associée à un moyen de déplacement du matériau formé sur lequel sont déposés lesdits fils ou fibres. Ce mode de réalisation est l'exacte illustration des systèmes linéaires alternatifs mentionnés plus haut. En effet, ledit porteur de fils suit un mouvement alternatif sur la largeur du matériau surfacique, ledit mouvement alternatif étant réalisé selon une vitesse évolutive suivant la disposition du porteur de fil en fin ou milieu de course.

De mme, arrivé à proximité du bord latéral du matériau surfacique, ledit dispositif porteur de fils décrit une course spéciale pour ledit dispositif afin de permettre un bon accrochage des fibres aux moyens de fixation prévus à cet effet sur chaque bord du matériau surfacique ou film formé. En effet, la fabrication des matériaux à fibres non tissées requiert lors de la pose desdites fibres, la présence de chaque côté du matériau formé, de moyens de fixation de ladite fibre dont le module porteur assure le contournement afin qu'une boucle soit créée sur le moyen de fixation et que les moyens de fixation servent de point de retenue de la fibre lors du mouvement de retour du module porteur de fibres.

Un dispositif de type manivelle assure le mouvement alternatif des modules porteurs de fils. Bien que ce dispositif soit particulièrement exploitable dans l'application décrite, il ne peut assurer que difficilement la mise en mouvement de modules porteurs de fils sur de grandes longueurs. De mme, ce mode de

réalisation est particulièrement adapté aux matériaux non tissés notamment aux tissus multi-axiaux (couches adoptant un angle fixé classiquement à plus ou moins quarante-cinq degrés) adoptant une orientation de fibres les unes par rapport aux autres quasi semblables à savoir que les fibres déposées avant encollage seront, une course sur deux, parallèles entre elles. En effet, dans l'application décrite, les extrémités des modules porteurs de fils ne sont que rarement mises en mouvement.

Le type de mise en mouvement des modules porteurs de fils est partiellement responsable de ce manque de flexibilité en ce que les paramètres à gérer pour une réalisation particulièrement flexible du matériau non tissé sont trop nombreux.

Tel que décrit un tel mode de réalisation est particulièrement inadapté à la réalisation de matériau non tissé spécifique et de très grandes dimensions.

Un autre mode de réalisation de ce type est décrit dans le document n° US 5355820. Ce document décrit un dispositif de pose de fil sur un film comprenant : - une table, - un moyen d'alimentation en film pour alimenter en film sur ladite table selon un plan défini par les axes X et Y, - une paire de rails de guidage sur chaque côté de ladite table et sur toute sa longueur selon l'axe X, - une paire de moyens moteurs, un sur chaque rail de guidage, - un moyen permettant de commander lesdits moyens moteurs sur chaque rail de guidage selon l'axe X, - un portique en travers de la table et orienté de façon à inter-connecter les deux moyens moteurs, au moins un moyen d'alimentation en fil guidé sur le portique pour un mouvement de va et vient sur le portique selon l'axe Y.

Bien que ce dispositif soit plus adapté à la réalisation de productions spécifiques du fait de la commande séparée des moyens liés aux extrémités du

portique le mouvement suivi par le moyen d'alimentation en fil est un mouvement de translation alternatif le long du portique. De mme, la possibilité d'une commande séparée de deux moyens moteurs du portique ont obligé les concepteurs de ce dispositif à créer un portique acceptant un allongement ou un raccourcissement ce qui ne peut que compliquer le portique et en rendre la fabrication particulièrement onéreuse.

De mme, comme pour le dispositif précédemment, ce dispositif requiert la gestion instantanée des coordonnées du moyen d'alimentation du fil, ce qui complique la gestion par automate ou programme de ce type de dispositif notamment lorsque le portique doit s'allonger.

DESCRIPTION DE L'INVENTION Partant de cet état de fait, le demandeur a mené des recherches visant à concevoir un dispositif de réalisation d'un matériau à fibres continues non parallèles et non tissées, adapté aux grandes dimensions et autorisant une grande souplesse dans l'orientation des fibres ou fils le constituant.

De plus, le demandeur s'est particulièrement attaché à imaginer un dispositif particulièrement apte à gérer les changements de direction qu'il sera amené à réaliser.

Le dispositif de l'invention est du type de celui composé des parties suivantes : - un sous-ensemble de mise en mouvement du matériau, mettant en oeuvre des moyens d'accrochage des fils ou fibres de part et d'autre du matériau entraîné, - au moins un sous-ensemble de pose de fils ou fibres sur ledit matériau.

Selon la caractéristique principale de l'invention, le dispositif est remarquable en ce que le sous-ensemble de pose de fils ou de fibres est mobile et est constitué par au moins un module porteur d'au moins un fil, lié à un moyen de transmission de type lien flexible formant une boucle entraînée en mouvement continu, ledit module

porteur de fil suivant ainsi une trajectoire rectiligne sur les parties rectilignes du lien flexible et une trajectoire curviligne sur les parties arrondies de la boucle du lien flexible.

Cette caractéristique est particulièrement avantageuse en ce qu'elle permet, sans système annexe, de réaliser le contournement par le fil à déposer des moyens d'accrochage des fibres disposées de part et d'autre dudit matériau. Aussi, contrairement à l'art antérieur, aucun dispositif supplémentaire n'est nécessaire pour réaliser ce mme contournement. En effet, la boucle formée par le moyen d'entraînement fait réaliser au module porteur de fils une trajectoire curviligne à l'extérieur du matériau surfacique permettant ainsi, en mouvement retour, de se retrouver dans une position décalée par rapport à son premier mouvement linéaire.

Cette solution cinématique est particulièrement simple et facilitera l'entretien du dispositif.

La réalisation d'un circuit fermé autorise une vitesse linéaire particulièrement élevée pour le module porteur de fils. En effet, une vitesse continue sans accélération ou freinage permet d'éviter les inconvénients des dispositifs alternatifs décrits dans l'art antérieur. De plus, cette vitesse élevée et régulière permet un contrôle dynamique de la tension des fils ou fibres déposés par le sous-ensemble de pose desdits fils ou fibres. Il en résulte un matériau final présentant une isotension quasi parfaite des fibres le composant et en conséquence un matériau plat malgré les variations en densité et en direction des fils ou fibres déposés.

Un autre avantage à la réalisation d'un déplacement continu et à vitesse constante d'un module porteur de fils est la facilité de la modélisation, à des fins de programmation, d'un tel actionneur. En effet, alors que les dispositifs de l'art antérieur donnent comme

paramètres, les coordonnées spatiales du module porteur de fils selon au moins les axes X et Y à gérer ainsi que ses vitesses et accélérations sur lesdits axes, le dispositif de l'invention, en proposant une course connue, et une vitesse constante, facilite grandement la programmation de l'automate chargé de gérer l'opération de pose du fil sur le matériau surfacique.

La capacité du dispositif de l'invention à réaliser le déplacement du module porteur de fils à grande vitesse compense le nombre peu élevé de fils susceptibles d'tre déposés par un tel dispositif.

Un autre objet de l'invention est constitué par la chaîne de fabrication qui adopte un tel dispositif et qui sera décrite ci-après.

Les concepts fondamentaux de l'invention venant d'tre exposés ci-dessus dans leur forme la plus élémentaire, d'autres détails et caractéristiques ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit et en regard des dessins annexés, donnant à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est un dessin en perspective schématique illustrant un mode de réalisation d'un dispositif de fabrication conforme à l'invention, La figure 2 est une vue de dessus illustrant les différentes orientations que peut prendre le dispositif de l'invention, La figure 3 est une vue de détail du module porteur de fil lié audit lien flexible.

DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS Tel qu'illustré sur le dessin de la figure 1, le dispositif de fabrication d'un matériau à fibres non parallèles et non tissées de l'invention est référencé D dans son ensemble et est du type de celui composé des parties suivantes :

- un sous-ensemble 100 de mise en mouvement du matériau créé, - au moins un sous-ensemble 200 de pose de fils ou de fibres 300. Selon le mode de réalisation non limitatif illustré, un film F pourra tre interposé entre la surface de travail et le châssis de pose de façon à accueillir la pose des fils ou fibres. Conformément à l'invention, le sous-ensemble 200 de pose de fils ou de fibres 300 est mobile le long du sous-ensemble de mise en mouvement 100. Ce sous-ensemble de pose 200 est constitué par au moins un module porteur de fils 210 lié à un moyen de transmission de type lien flexible 220 formant une boucle entraînée en mouvement continu, ledit module porteur de fil 210 suivant ainsi une trajectoire rectiligne sur les parties rectilignes du lien flexible 220 et une trajectoire curviligne sur les parties arrondies de la boucle du lien flexible 220.

Cette caractéristique est particulièrement avantageuse en ce qu'elle facilite grandement la modélisation et la gestion informatique de la réalisation dudit matériau à fibres non tissées et non parallèles en proposant un mouvement continu et en conséquence à vitesse continue du module porteur de fil 210. De mme, sans mouvement le sous-ensemble de pose de fil 200 assure la pose de deux fils écartés.

Selon un mode de réalisation préféré mais non limitatif, ledit sous ensemble de mise en mouvement amène le matériau et/ou les moyens d'accrochage au-dessous du sous-ensemble de pose de fils 200 et maintient ledit matériau en position durant l'opération de pose desdits fils ou fibres 300, réalisée par mise en mouvement dudit sous-ensemble de pose 200. Néanmoins, le demandeur ne veut pas se limiter à un seul mode de fonctionnement et il doit tre compris que le film F ou le matériau créé et le sous-ensemble de pose 200 sont en mouvement relatif l'un par rapport à l'autre.

Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, ladite boucle formée par le lien flexible est disposée de façon à ce que la trajectoire curviligne du module porteur de fil 210 soit définie à l'extérieur des limites formées par les moyens d'accrochage situés de part et d'autre du matériau créé.

Ainsi, sans mouvement auxiliaire ou supplémentaire, le fil ou la fibre 300 amené par le module porteur 210 contourne lesdits moyens d'accrochage 110 prévus à cet effet. Cette caractéristique est particulièrement importante en ce que non seulement les dispositifs de l'art antérieur dépendent de la vitesse relative entre le matériau créé et le sous ensemble de pose 200 pour réaliser le décalage nécessaire au contournement desdits moyens d'accrochage 110 mais devait également mettre en place une dynamique complexe du mouvement du module porteur 210 afin de ralentir sa course une fois les moyens d'accrochage 110 dépassés pour assurer de manière optimale le contournement des moyens d'accrochage à des fins d'une bonne solidarisation ou d'un bon accrochage des fils posés.

Lesdits moyens d'accrochage 110 peuvent tre constitués indifféremment d'épingles de brosses ou de peignes qui peuvent tre souples ou rigides, fixes ou mobiles.

Selon un mode de réalisation préféré, ledit lien flexible 220 est constitué par une chaîne tournant en continu au moyen d'au moins une roue dentée 230. Selon le mode de réalisation préféré illustré, l'entraînement de la chaîne 220 est assuré par deux roues dentées 230. Selon un autre mode de réalisation, ledit lien flexible 220 est constitué par une courroie. Le demandeur ne veut pas se limiter au type de lien flexible 220, qui pourrait tre par exemple une courroie entraînée par des poulies, mais se réserve le droit de l'adapter suivant les applications notamment lorsque le matériau est créé à partir d'une table de travail ne présentant pas une surface plane.

Cette application est possible lors de la réalisation de matériau présentant une forme volumique prédéterminée.

Ainsi, selon la surface d'appui sur lequel viennent se poser les fibres ou les fils 300, l'utilisation d'un lien flexible 220 susceptible d'adopter une course, par exemple curviligne en hauteur, est un avantage de l'invention. De mme, la flexibilité du lien d'entraînement 220 du module porteur de fil 210 a pour avantage d'autoriser des courses complexes faisant varier l'écart (angulaire ou non) entre la fibre posée en course aller et celle posée en course retour.

Comme illustrée sur le dessin de la figure 2, ladite boucle 220 est guidée par un châssis 240 qui, formant portique au dessus du sous-ensemble 100 de mise en mouvement du matériau créé, comporte au moins un moyen de mise en mouvement de ladite boucle 220. Le moyen de mise en mouvement pour le mode de réalisation illustré en figure 1 est constitué par au moins un moteur (non illustré) assurant la mise en mouvement desdites roues dentées 230, lorsque ledit lien flexible est constitué par une chaîne.

Comme illustré, ledit châssis 240 comporte au moins un et ici deux moyens de mise en mouvement et de guidage 250 et 260 indépendants les uns des autres mais également du moyen de mise en mouvement du module porteur de fil 210 afin d'assurer son déplacement par rapport au matériau créé.

Selon un mode de réalisation préféré, chaque extrémité du châssis 240 est liée par une articulation aux dits moyens de mise en mouvement indépendants 250 et 260 de mise en mouvement ici, rectiligne selon l'axe longitudinal de la table de travail sur laquelle est créé le matériau, de sorte que l'action d'un seul moyen de mise en mouvement 250 ou 260 à une première extrémité assure la rotation autour de son autre extrémité du châssis 240. La rotation du châssis 240 a pour avantage de proposer un

large choix d'orientations angulaires pour la pose des fils.

Comme illustrée, l'accélération du moyen indépendant de mise en mouvement 250 par rapport au moyen 260, leur course en sens opposé ou la différence entre leur vitesse respective, provoquent la rotation du châssis 240 et en conséquence la pose de fils selon l'angle défini par la rotation. De mme, la réalisation d'une accélération du moyen 260 par rapport au moyen 250 permet la réalisation d'un angle de pose opposé par rapport au premier.

Le demandeur ne veut pas se limiter par ailleurs à une seule possibilité de trajectoire suivie par les moyens 250 et 260 qui est ici rectiligne. Ainsi par exemple, ces trajectoires peuvent tre circulaires, curvilignes si le rail de guidage des moyens 250 et 260 décrit un mme cercle ou deux arcs de cercle distincts et opposés ou tout autre trajectoire non rectiligne. Le dispositif de l'invention, du fait de la liaison articulée entre les moyens de mise en mouvement du sous-ensemble de pose et le châssis du sous-ensemble lui-mme, autorise toute forme de rail de guidage. Ainsi, il est possible d'adapter la forme des rails à la réalisation de produits spécifiques. Par exemple, lorsque les moyens indépendants de mise en mouvement génèrent une vitesse linéaire constante, des rails spécifiques autoriseront la variation de la course suivant la trajectoire suivie. Ainsi, sur la base d'une production de série, il est possible de réaliser un ou des rails adaptés pour générer des vitesses variables et ainsi économiser une régulation et une gestion de la vitesse desdits moyens de mise en mouvement.

Par ailleurs, les rails de guidage peuvent suivre une trajectoire mixte à savoir, rectiligne sur une longueur et curviligne sur une autre. De mme, il est parfaitement possible que lesdites trajectoires passent au-dessus de la surface sur laquelle sont posés lesdits fils ou fibres.

Selon d'autres applications, il peut tre utile que

le sous-ensemble de pose assure une rotation autour d'un centre instantané de rotation ponctuellement fixé. A cette fin, le sous ensemble de pose des fils ou fibres peut avantageusement se désolidariser des moyens de mise en mouvement 250 et 260 présents à ses extrémités et n'assurer qu'une rotation autour d'un plot qui serait posé sur la surface sur laquelle sont posés les fils ou fibres.

Aussi, le dispositif de l'invention n'obéit plus aux mmes contraintes que celles définies par les dispositifs de l'art antérieur mais propose une large flexibilité dans les solutions de disposition et d'orientation des fils ou fibres.

Ainsi, le dispositif D de l'invention est particulièrement flexible et du fait de sa cinématique, maintient une vitesse linéaire constante quelle que soit l'orientation du châssis 240. Ces rotations ne sont possibles que par une caractéristique spécifique de l'invention à savoir que la demi-longueur de la boucle d'entraînement du module support 210 de fil 300 est supérieure à la largeur du matériau créé et donc du film F. Selon l'invention, le module porteur de fil 210 adopte une vitesse linéaire constante sur une longueur supérieure à la largeur du film F. Ces caractéristiques ainsi associées ont pour avantage d'autoriser la pose de fibres sur de larges possibilités d'orientation. En effet, le dispositif de l'invention autorise le maintien d'une vitesse constante quelle que soit l'orientation du châssis 240. En effet, l'allongement et le raccourcissement du portique dans les dispositifs de l'art antérieur rallongeaient la course ou la diminuaient, et avaient en conséquence une influence sur la vitesse linéaire du porteur de fil.

Comme illustré sur le dessin de la figure 1, le châssis 240 de guidage du module porteur de fils ou des fibres 300 est associé à au moins un moyen de tension dudit fil 300 constitué par une tige élastique en flexion

perpétuelle 241 pour en maintenir la tension lorsque celui-ci présente un mou important assurant ainsi une tension constante non nulle des fils ou fibres 300 dudit matériau réalisé. En effet, lorsque le module porteur de fil 210 assure, du fait de la longueur du châssis 240, le déplacement du fil 300 au-delà desdits moyens d'accrochage et assure son retour sur cette partie où aucun moyen d'accrochage n'est présent, le fil 300 présente un mou important, mou qui doit tre rattrapé afin d'éviter tout mauvais fonctionnement du fait de la présence d'un fil non tendu. Selon un mode de réalisation imaginé par le demandeur, la gestion du mou peut également tre réalisée en collaboration avec un moyen pneumatique qui, en soufflant et/ou en aspirant le fil ou la fibre 300 au niveau des extrémités dudit châssis de guidage 240 du module porteur de fil 210, facilite son passage dans lesdits moyens d'accrochage 110 de sorte que la fixation de la fibre ou du fil 300 sur ces derniers 110 soit assurée ou optimisée.

Le demandeur a également avantageusement imaginé que cette tension constante puisse tre réalisée par une canne 241 flexible susceptible en restant en flexion de rattraper instantanément le mou ponctuel qui se forme sur au moins une fin de course du module porteur de fil 210 en passant d'une position fléchie à une extension.

L'utilisation d'une canne 241 en matériau composite a pour avantage de proposer un rattrapage de mou instantané et sur une grande longueur. Les dispositifs tendeurs classiques tels les freins sur les dévidoirs ne peuvent réaliser de manière adéquate cette fonction puisque le module porteur de fil suit une trajectoire en boucle, trajectoire au cours de laquelle le fil peut tre maintenu sur l'aller mais non sur le retour par ledit moyen classique de mise en tension. Néanmoins, le dispositif de rattrapage de mou imaginé par le demandeur s'associe à des bobines et dispositifs tendeurs classiques pour assurer la

meilleure alimentation en fil 300 possible. Ainsi, le contrôle dynamique de la tension du fil ou de la fibre durant sa pose se réalise pour l'application présentée à une vitesse allant de un à dix mètres par seconde par des dispositifs"donneurs"du type à capteur électronique conventionnel tels ceux vendus sous la marque commerciale "ROJELECTROLEX".

Comme illustré sur le dessin de la figure 3, le module porteur de fil 210 est ici constitué par un tube coudé 211 dans lequel glisse le fil 300 entraîné. Comme illustré, le lien souple 220 assurant la mise en mouvement du crochet est constitué par une chaîne à maillons sur laquelle est montée une platine 212, laquelle platine assure le guidage en rotation dudit tube coudé 211 lequel est monté en libre rotation verticale comme l'illustre la double flèche E. La forme dudit tube n'est pas limitative et peut bien entendu évoluer selon le type de moyens d'accrochage employés.

Un autre objet de l'invention est constitué par la chaîne de fabrication d'un matériau à fibres continues non parallèles comportant une pluralité de dispositifs assurant les opérations suivantes : - dépose de fils sur une surface de travail, - enduction ou encollage desdits fils, - étuvage, et - contrecollage ou autres traitement, qui est remarquable en ce que ledit sous-ensemble de mise en mouvement 100 du matériau surfacique est constitué par un seul et mme tapis de convoyage assurant la mise en mouvement dudit matériau de dispositif à dispositif tout au long de sa fabrication.

Cette caractéristique est particulièrement avantageuse en ce qu'elle évite tout détachement du matériau de son moyen de mise en mouvement et tout re-positionnement sur un nouveau moyen de mise en mouvement et permet ainsi de diminuer les temps de production.

On comprend que le dispositif de fabrication d'un matériau à fibres non tissées et non parallèles et la chaîne de fabrication adoptant un tel dispositif, qui viennent d'tre ci-dessus décrits et représentés, l'ont été en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation.

Bien entendu, divers aménagements, modifications et améliorations pourront tre apportés à l'exemple ci- dessus, sans pour autant sortir du cadre de l'invention pris dans ses aspects et dans son esprit les plus larges.

Ainsi par exemple, il est possible que le module de pose de fil 300 soit constitué par une pluralité de boucles 220 assurant la mise en mouvement d'au moins un module porteur de fil 210. De mme, il est également possible que chaque lien flexible assure la mise en mouvement d'une pluralité de modules porteur de fil 240.