La présente invention concerne un procédé de fabrication de pièces composites. Elle concerne aussi une installation de fabrication mettant en œuvre un tel procédé, et des pièces composites ainsi fabriquées. Elle trouve application dans le domaine de la construction aéronautique notamment dans le domaine des nacelles de turboréacteurs et plus particulièrement dans le domaine des structures de révolution ou circonférentielles de nacelles telles que des lèvres d'entrée d'air ou des cadres de structures d'inverseurs de nacelles d'aéronefs.

Dans l'état de la technique, on sait fabriquer des pièces en matériau composite. Une pièce comporte une préforme en une pièce tissée ou tressée qui est mis en forme à la forme de la pièce désirée. Puis, on imprègne la préforme avec une résine polymérisable pour obtenir la pièce finale.

Dans cet état de la technique, il n'est pas possible de fournir des préformes à fibres continues pour draper des formes de révolution dont au moins un point de la méridienne a une tangente radiale, et permettre leur réalisation en matériaux composites à fibres continues. Une telle surface n'étant pas développable, ne peut être couverte convenablement par un tissu d'un seul tenant obtenu par un procédé conventionnel. Un tissu est ainsi qu'il est connu obtenu en croisant un fil de chaîne et un fil de trame, chaîne et trame étant sensiblement orthogonales.

Avec un tissu obtenu par un procédé conventionnel, il est quasiment impossible de déformer les tissus orthogonaux (de les décadrer) au delà de 45°. Le décadrage consiste à changer les angles entre la chaîne et la trame initialement de 90° à des angles compris entre 35° et 125°), ce qui est typiquement obtenu quand on étire un tissu selon au moins une direction non parallèle à une direction des fibres dudit tissu. Il n'est alors pas possible de couvrir des formes complexes telles que des surfaces non développables de pièces composites utilisées en aéronautique telles que une lèvre d'entrée d'air, un cadre avant de nacelle, un raidisseur à profil en « C », une cloison radiale en « C », etc .. toutes formes de pièces axisymétriques ou assimilables à des pièces axisymétriques. On est alors contraint de réaliser le drapage d'une couche en plusieurs coupons qui sont disposés bord à bord ou avec des recouvrements. Dans un autre état de la techn ique, u n procédé de tressage tubulaire permet de couvrir de telles formes. Mais d'une part, les orientations de fibres sont contraintes par la technologie, et d'autre part, il faut avoir une machine de tressage de dimension (nombre de fuseaux) compatibles avec le périmètre de la section fermée.

Par exemple, on peut utiliser un noyau torique incluant dans ses surfaces la forme de la pièce, et réaliser une tresse tubulaire directement autour de ce noyau. L'axe de la tresse tubulaire étant sensiblement en tout point de la pièce perpendiculaire à la section torique de la pièce. Cette technique permet, si la section torique de la pièce est convexe, d'obtenir une préforme épousant parfaitement la surface de la pièce. Cependant, ce procédé est relativement lent de mise en œuvre et la gestion des orientations de fibres est limitée. Pour des géométries toriques complexes, il est par ailleurs difficile de gérer convenablement la répartition des fibres, notamment les fibres longitudinales à la forme.

On peut aussi réaliser une tresse tubulaire cylindrique, puis étirer et dilater celle-ci en diamètre pour épouser la géométrie de la forme de pièce. Sous réserve des limites de décadrages maximum, on peut ainsi couvrir des formes non développables, et appliquer des rebroussements de forme de la tresse tubulaire, tel que par exemple la méthode proposée par la demande d'invention DE102005041940. Po u r d es fo rm es d e p i èce d e g ra n d es dimensions, on ne pourra trouver de tresseuse capable de tresser des tubes de périmètre suffisant, une variante peut consister à fendre la tresse tubulaire pour ne couvrir qu'une partie de révolution de forme. Ces techniques présentent cependant l ' i nconvén ient de ne pas permettre l ' instal lation de fibres longitudinales au sein de la tresse car elles empêcheraient l'étirement de la tresse et donc de ne pas pouvoir optimiser la masse de la pièce.

On constate ainsi les inconvénients suivants des différents états de la technique. Pour la solution en tissu, il faut disposer de multiples morceaux. La solution est donc lourde, et elle entraîne des contraintes sur les évolutions d'orientations de fibres. Pour les solutions en tresses tubulaires, les solutions manquent de flexibilité des orientations et des distributions de fibres le long de la section de la pièce à réaliser, elles ne permettent pas d'optimiser les orientations des fibres aux sollicitations mécaniques et donc la pièce n'est pas optimisée en masse. I l en résu lte pou r ces d ifférentes sol utions d es tissages ou tressages difficiles à mettre en œuvre et dont la structure fibreuse n'est souvent pas performante pour les sollicitations offrant ainsi des pièces lourdes et chères.

La solution proposée par la présente invention, consiste à obtenir la préforme selon le principe du tissage contour, et avec une défin ition de mandrin particulière et différente de la pièce finale à draper.

La présente invention vise donc à proposer une technique pour tisser ou tresser un textile de façon à pouvoir couvrir en continue une surface de révol ution , ou sensiblement de révolution , leq uel textile soit ensu ite drapable, sans découpe sur ladite surface de révolution.

Par pièce de révolution ou pièce circonférentielle, on entend une pièce axisymétrique s'étendant sur 360° ou sur un secteur angulaire de moins de 360°, dont la section, en coupant la pièce selon un plan parallèle à l'axe de révol ution présente avec au moins une droite perpend iculaire à l 'axe de révolution au moins 2 points d'intersections. Une pièce torique répond par exemple à cette définition. La section torique d'une pièce selon l'invention peut être ouverte ou fermée régulière ou irrégulière.

Da n s l a s u ite d e l a p rése nte d escri ptio n , l e te rm e « point d'inflexion » signifie un point d'une génératrice d'une préforme ou d'un mandrin sur lequel le tissage ou tressage de la préforme est enroulé, présentant une tangente traversant de part en part la génératrice ou deux dem i-tangentes placées de part et d'autre de la génératrice.

À cette fin la présente invention concerne un procédé de fabrication de pièces en matériau composite avec des préformes obtenues par tissage contour du genre consistant à enrouler au moins une pièce de drap en tissage ou en tressage autour d'un mandrin sous un champ de tensions déterminées.

Le procédé de l'invention consiste :

lors d'une première phase, à réaliser la conception de la pièce, le calcul de la géométrie et de l'architecture de drap de la préforme en tissu et le calcul d'au moins un mandrin de formage d'un premier état de fabrication d'au moins une préforme ;

lors d'une deuxième phase, à réaliser la production du dit au moins un mandrin calculé lors de la première phase et du drap de la dite au moins une préforme à enrouler sur ce mandrin ; lors d'une troisième phase, à extraire la préforme de son mandrin et lui appliquer une extension radiale déterminée, et/ou, au delà d'un point d'inflexion sur la préforme enroulée et/ou en extension radiale, une transformation géométrique déterminée qui la fait passer d'un premier état de fabrication à un second et dernier état de fabrication, et enfin, à réaliser l'imprégnation de la préforme pour obtenir la pièce en matériau composite désirée.

Dans le procédé de l'invention la première phase comporte aussi au moins à partir d'une géométrie déterminée de la préforme à fabriquer :

- - une étape de définition d'une architecture du drap de la préforme à fabriquer dont la section comporte au moins une ligne extrême séparant au moins deux parties de la préforme ;

- une étape de dépliage d'au moins une partie de la répartition du drap de la préforme éliminant tout rebroussement dans la largeur de la section de forme axisymétrique ;

- u ne étape pour en déd u ire au moins u n mand rin de révol ution présentant un développé analogue à la répartition du drap après l'étape de dépliage précédente.

Notamment à partir d'un maillage adéquat de l'état final de la préforme, on applique successivement des transformations géométriques de types symétries planes, et homothéties axiales et dilatations linéaires, pour obtenir la définition géométrique du mandrin de formage du tissage contour.

Ainsi, on transforme la surface finale non tissable avec un moyen de tissage conventionnel, en une surface tissable avec un métier conventionnel sur des mandrins de formes particulière.

Le tissage peut ainsi être rapide car un métier à tisser a une bonne productivité.

Le mandrin a une forme particulière en relation directe avec la forme finale de la pièce à draper.

Le mandrin d'enroulement du tissage selon l'invention avec le point d'inflexion, permet l'utilisation d'un métier conventionnel, et d'obtenir un tissu d'un côté à l'autre du point d'inflexion. Ce qui permet d'obtenir un tissu continu sur la pièce finale.

Par la forme non développable de tissage obtenu à l'enroulement sur le mandrin calculé, le tissu obtenu a une forme spécifique, qui est adaptée pour se draper sans étirement sur la forme de la pièce. Les orientations des fibres sur la pièce finale sont donc maîtrisées.

Le (ou les) point(s) de rebroussement de la surface finale de la préforme sont éliminés, ceci étant obtenu par la (ou les) symétrie(s) plane(s),

Le profil du mandrin ne contient pas de tangente normale à l'axe, ce qui rendrait très difficile le tissage sur une telle forme, ceci étant obtenu par l'homothétie axiale associée à la dilatation linéaire de la surface.

La tangente rad iale de la pièce finale avec rebroussement, ne serait pas tissable selon les métiers à tisser classiques, le principe consistant à concevoir le mandrin en effectuant des transformations géométriques, permet d'arriver à un mandrin compatible de tissage sur un métier à tisser 2D.

Les fibres du tissu se trouvent alors réparties en fibres circonférentielles (typiquement les fils de chaînes) et fibres transversales ou radiales (typiquement les fils de trame), ces fibres circonférentielles et radiales étant perpendiculaires entre elles.

Ce concept est d'autant m ieux obtenu que l'on aura choisi des motifs de tissage (ou armure) qui soient symétriques en couverture des deux faces du tissu , tel les q ue des armures toile ou sergé . Notamment il sera préférable d'utiliser ce motif dans la zone d'inflexion et au moins sur la partie de tissage allant de la zone d'inflexion jusqu'à l'extrémité de la zone retournée. Ceci ayant pour effet de limiter les inadéquations de longueurs.

Par un calcul particulier du mandrin, on peut faire un tissu qui aura des fibres transversales selon des angles d ifférents et prédéterm inés. En fonction des angles prédéterminés et du calcul du mandrin associé, un tel tissu sera alors décadré dans son ensemble, les fibres radiales prenant alors un angle qui n'est plus perpendiculaire, ce qui permet d'avoir le long de la surface, des fibres circonférentielles (ou préférentiellement circonférentielles) et des fibres angulées par rapport à ces précédentes, soit à angles droit, soit selon des angles divers qui pourront être alternées d'une couche à l'autre pour offrir un empilement sensiblement symétrique à miroir selon l'épaisseur.

La solution du procédé de l'invention utilise donc une architecture textile associée à un type de forme, et le processus permettant de l'obtenir.

L'architecture textile est un textile tissé ou tressé, couvrant en un seul coupon, une forme géométrique dont la surface enveloppe comprend, en au moins un plan perpendiculaire à l'axe de révolution ou assimilable à un axe de révolution, au moins deux génératrices circonférentielles, tel que une forme de « C », ou de tore. Associé à cette caractéristique de la surface, on trouve donc également sur la surface au moins une génératrice dont tous les points de la génératrice se trouvent, par rapport à leurs voisins à un extrema d'abscisse le long de l'axe de révolution de construction de la surface, cette génératrice constituant une ligne de rebroussement de profil de la forme.

La solution du procédé de l'invention permet de couvrir la surface de telles pièces par tissage textile en un seul tenant, sans distorsion ou étirement de la préforme. Les caractéristiques de densités de fibres et d'orientations de fibres sont maîtrisées et confèrent ainsi à la pièce une tenue structurale excellente et optimisée que ne permettent pas les autres procédés de drapage de tissu 2D conventionnels ou de tresses 2D qui nécessitent des étirements pour épouser la forme non développable de telles pièces.

La solution du procédé de l'invention s'appuie sur un processus de modélisation donnant les liens entre la surface finale à draper, et la définition des mandrins d'enroulement de tissage, et le tissage qui sera obtenu sur pièce en fonction du tissu enroulé sur mandrin lors du tissage.

Dans un autre mode de réalisation, le procédé de l'invention est tel que la première phase comporte au moins certaines des étapes suivantes :

E1 . maillage de la surface de la pièce à draper ;

E2. identification de génératrices d'extrema de la surface maillée obtenue ;

E3. génération d'une surface maillée retournée par retournement des différentes sous surfaces de la surface maillée obtenue par symétries planes afin d'éliminer les génératrices d'extrema identifiées ;

E4. génération d'une surface maillée retournée et réduite par réduction axiale à partir de la surface maillée retournée obtenue (E3) au moyen d'une similitude comprenant une homothétie axiale de coefficient positif et inférieur à 1 combinée avec une dilatation l inéaire, selon les règles de conservation de développées circonférentielles et de conservation de distances curvilignes le long des profils de la surface, entre ces développées, et enfin définition d'un mandrin d'enroulement de tissu présentant un développé analogue à la surface maillée retournée et réduite (E4) ;

E5. définition des motifs de tissage et/ou tressage qui sera réalisé et enroulé sur le dit mandrin et par une méthode des transformations inverses aux transformations des étapes de retournement (E4) puis de réduction (E3) correspondance à la distribution qui sera obtenue sur la forme de pièce à draper.

Selon une autre caractéristique, pour le calcul de la géométrie et de l'architecture du drap, les fibres transversales ont un angle défini par rapport aux fibres circonférentielles, qui n'est pas nécessairement à 90° d'angle et en ce que on génère sur l'ensemble de la surface de la pièce, de proche en proche, des quadrilatères conservant des côtés de même rapport entre sens long (circonférentiel) et sens travers (radial).

Selon un autre objet, l'invention concerne aussi une installation de fabrication de pièces composites mettant en œuvre le procédé de l'invention. Selon l'invention, l'installation comporte essentiellement :

un dispositif de calcul d'une architecture de drap et d'une géométrie d'une préforme sur la base d'une forme donnée d'une pièce de révolution à réaliser en un matériau composite et d'au moins un mandrin pour réaliser une préforme en drap de ladite pièce de révolution ;

un dispositif de réalisation d'un drap reproduisant l'architecture de drap déterminée ;

un mécanisme pour enrouler au moins partiellement le drap d'architecture déterminée autour du dit au moins un mandrin, puis pour réaliser une extension radiale et/ou un repliement d'une partie déterminée du profil de préforme ainsi produit ; et

un dispositif pour appliquer une résine polymérisable sur la préforme pour en produire la pièce de révolution.

Selon un autre objet, l'invention concerne aussi des pièces de révolution dont au moins une couche a été obtenue à l'aide du procédé de l'invention au moyen de l'installation de fabrication de l'invention.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins annexés parmi lesquels :

- la figure 1 représente une partie d'une pièce réal isable à l'aide du procédé de l'invention ;

les figures 2a à 2c représentent une pluralité de sections de pièces réalisables à l'aide du procédé de l'invention ;

la figure 3a à 3h représentent d'autres exemples de formes de sections réalisables à l'aide du procédé de l'invention ; les figures 4a et 4b représentent deux architectures de tissu lors de l'étape d'enroulement d'un tissu sur un mandrin dans une installation de fabrication de préformes selon l'invention ;

les figures 5a à 5e représentent des étapes ultérieures réalisées dans une installation de fabrication de préformes selon l'invention ;

les figures 6 et 7 représentent les étapes de modélisation d'une préforme à obten ir et de transformation pour en déduire la forme du mandrin associé dans un premier exemple de réalisation du procédé de l'invention ;

- les figures 8a, 8b, 9 à 10 représentent les étapes de modélisation d'une préforme à obtenir et de transformation pour en déduire la forme du mandrin associé dans un deuxième exemple de réalisation du procédé de l'invention ; et

les figures 1 1 et 12 représentent les étapes de modélisation d'une préforme à obtenir et de transformation pour en déduire la forme du mandrin associé dans un troisième exemple de réalisation du procédé de l'invention.

Aux figures, les mêmes numéros de référence se rapportent aux mêmes éléments qui sont décrits ci-après. À la figure 1 , on a représenté une partie d'une pièce en matériau composite réalisée à l'aide du procédé de l'invention . Une telle pièce 1 présente une symétrie de révolution autour de l'axe A. Sa partie intérieure 3 comporte deux ailes latérales réunies par une partie de raccordement 2 dont une ligne représente le point de rebroussement de sa section radiale. Pour une coordonnée comptée le long de l'axe de révolution A de la pièce 1 aucun point de la section de la pièce ne s'étend au- delà de la ligne marquée sur la partie 2.

Aux figures 2a à 2c, 3a et 3b et 5b, on a représenté une demie vue schématique de la section de chaque pièce de révolution autour de son axe de révolution A, qui a été représenté à titre de mode de réalisation. À la figure 2a, on a représenté une telle section d'une pièce creuse ou en forme de « C » 6 de révol ution autour de l 'axe A et qu i présente deux ailes raccordées qu i contactent une ligne de tangente radiale 4a en un point 5 de rebroussement de la section.

À la figure 2b, la pièce creuse en « C » 7 présente elle une zone de contact 8 plus importante avec la ligne de tangente radiale 4b. À la figure 2c, la pièce composite présente une section fermée 9. Elle est réalisée à partir de deux pièces creuses en « C » 10 et 11. Chaque pièce creuse 10 ou 11 présente au moins un point de rebroussement ou zone de contact 5c ou 5d le long d'une ligne de plus grand éloignement respectivement 4c et 4d, chaque ligne 4c ou 4d constituant un ligne de tangente radiale pour la pièce creuse 10 ou 11 qui lui correspond. Lors de la fabrication des pièces creuses 10 et 11 selon le procédé de l'invention, les bords homologues 12 et 13 des préformes de ces pièces creuses 10 et 11 sont jointoyées, en bord à bord ou comme ici en recouvrement.

À la figure 3a, on a représenté la section d'une pièce en matériau composite 14, 15 de section courante en forme de « S », selon une autre géométrie. La pièce 14, 15 est composée de deux pièces creuses en C, chacune analogue à la pièce creuse 6 de la figure 2a ou à la pièce creuse 7 de la figure 2b. La section courante en forme de « S » de la pièce 14, 15 est donc composée de deux zones de section en forme de « C » 14 et 15 de concavités opposées et qui sont raccordées au point de jonction 16. Le point de jonction 16 peut être réalisé selon les deux modalités décrites pour les ponts de jonction 12 ou 13 des pièces 10 et 11 du mode de réalisation de la figure 2c. La forme de pièce en S est finalement la concaténation de deux formes en C. La pièce ayant une section en forme de S est réalisée à l'aide de préformes en tissu d'un seul tenant qui sont réalisées avec le procédé de l'invention.

À la figure 3b, on a représenté la section ouverte d'une pièce 17-19 réalisée selon le procédé de l'invention en matériau composite. La pièce 17-19 est en forme de « W » dans sa section courante. Elle est la concaténation de multiples sections en « C », chacune analogue à la pièce creuse 6 de la figure 2a ou à la pièce creuse 7 de la figure 2b. Les diverses sections en « C » n'interfèrent pas entre elles. Chaque pièce creuse 17, 18 ou 19 est produite selon le procédé de l'invention de sorte qu'aucun point de sa section ne dépasse la ligne de tangente radiale 4h, 4g ou 4f respectivement. Les pièces creuses 17 et 18 se raccordent au point de jonction 16a, les pièces creuses 18 et 19 se raccordent au point de jonction 16b, les points de jonction 16a ou 16b étant analogues à celui 16 décrit à la figure 3a.

Aux figures 3c, 3d, 3e, 3f, 3g, 3h on a représenté des sections fermées de pièces toriques réalisées selon le procédé de l'invention. Ces sections de pièces toriques comportent deux génératrices d'extrema. Le procédé de l'invention exécute de la même façon que précédemment le drapage en un seul tenant de la totalité de la surface torique de la pièce. La fermeture de la section est obtenue en bord à bord ou en recouvrement tel qu'il est présenté sur les figures.

À la figure 3c, qui est comme les figures 3a à 3h une demie vue schématique, la pièce de révolution autour de l'axe A est fabriquée avec deux points limite 5c sur le plan normal 4c et 5d sur le plan normal 4d . Les deux plans normaux 4c et 4d sont pris par rapport à l'axe de révolution A de la pièce ainsi fabriquée. Les bords du drap de la préforme sont placés en recouvrement des bords 12a et 12b disposés à l'extérieur (vers le haut de la figure 3c) de la pièce de révolution qui est ensuite obtenue par imprégnation de la préforme.

Dans les figures suivantes, les mêmes éléments que ceux de la figure 3c portent les mêmes nu méros de référence et ne seront pas plus décrits. Cependant, les particularités des figures sont :

à la figure 3d, le recouvrement des bords 12a, 12b est exécuté à l'intérieur, tourné vers l'axe de révolution A ;

à la figure 3e, les bords 1 2a et 12b sont disposés bord à bord à l'intérieur de la pièce, tourné vers l'axe de révolution A ;

à la figure 3f, le recouvrement des bords 12a et 12b est exécuté sur un côté de la pièce de révolution, et se trouve sur le point limite 5d sur le plan normal 4d de la pièce ;

À la figure 3g, les bords 12a et 12b sont disposés bord à bord sur le point 5d limite ; et

À la figu re 3h , la section de révolution de la pièce affecte u ne forme sensiblement quadrangulaire et les bords 1 2a et 1 2b sont placés bord à bord sur u n coin de la pièce vers l 'extérieu r relativement à l 'axe de révolution A.

Toutes ces pièces sont fabriquées à l'aide de préformes en drap qui sont réalisées avec le procédé de l'invention.

Le procédé de fabrication de l'invention se déroule en trois phases distinctes. Lors d'une première phase, on réalise en même temps la conception de la pièce, le calcul de la géométrie de la préforme en drap et le calcul d'un mandrin de formage d'un premier état de fabrication de la préforme. Lors d'une deuxième phase du procédé de l 'invention , on configu re l 'instal lation de fabrication de la préforme en associant le mandrin précédemment calculé au dispositif de fabrication du drap. On réalise le drap que l'on enroule au fur et à mesure de sa fabrication sur led it mandrin . Dans une troisième phase, on extrait la préforme de son mandrin pour lui appliquer, une transformation géométrique déterminée qui la fait passer d'un premier état de fabrication à un second et dernier état de fabrication. Enfin, on maintient la préforme dans cet état géométrique sur l'outillage adapté et on réalise l'imprégnation de la préforme par une résine et son durcissement pour obtenir la pièce en matériau composite désirée.

Aux figures 4a et 4b, on a représenté une étape du procédé de l'invention lors de la deuxième phase de sa réalisation consistant à réaliser le tissage ou tressage de la préforme enroulée sur ou autour du mandrin de tissage ou de tressage.

À la figure 4a, le drap est un tissu qui présente, une fois enroulé autour du mandrin 20, une architecture déterminée de fils de chaîne 24 et de fils de trame 23, sensiblement orthogonaux et qui dépend de la préforme et/ou de la pièce de révolution que l'on souhaite produire avec le procédé de l'invention. Le drap de tissu qui s'enroule sur le mandrin 20 est produit dans une machine de tissage non représentée au dessin et qui est disposée à droite et comprend notamment, un dispositif de mise sous tension des chaînes 21 et de répartition des tensions dans le cadre de drap de façon à assister son enroulage autour du mandrin 20, et un mécanisme d'insertion de fil de trame 22 qui injecte avec des angles contrôlés le fil de trame sur le drap de tissu 21 . Ainsi qu'il a été précisé plus haut, l'architecture du drap contenant les fils de chaîne 21 , le contrôle de l'insertion du fil de trame dans le mécanisme de tissage de trame 22 et la géométrie du mandrin 20 ont été calculées lors de la première phase du procédé de l'invention et qui sera décrite plus loin. On note un fil de chaîne particulier portant la référence 25 au dessin, et qui correspond à un point d'inflexion ou encore un point de rebroussement, sur le contour du mandrin 20. Son rôle sera détaillé plus loin.

On note que, du fait que les dessins représentent seulement une section de la préforme, le fil de chaîne 25, et tout autre élément qui prend sa place selon le type de drap utilisé ainsi qu'il sera décrit plus loin, est représenté et décrit comme un point, parce que le fil de chaîne ou tout élément similaire est représenté par un point dans la section représentée au dessin. De même, le point 25 est défini sur le drap de la préforme. Quand le drap est enroulé autour du mandrin 20, le point 25 est confondu avec le point homologue du mandrin 20 et on n'utilise pas d'autre référence pour simplifier le dessin et parce que la forme du mandrin est déterminée par la forme calculée de la préforme que le mandrin sert à produire.

On note que l'architecture du drap est déterminée notamment par le choix et la disposition relative des fils de chaîne et des fils de trame, notamment en termes de densité surfacique et en nombre de couches.

L'enroulement du drap a l ieu sur une partie ou la total ité de la circonférence du mandrin 20, en une ou plusieurs couches.

Pour la réalisation d'un tel tissu, le contrôle de l'architecture du drap et du choix de la forme ou profil du mandrin 20 utilise un ensemble de règ les déterm inées afin de ma inten ir la qual ité d u tissage le long de l'enroulement autour du mandrin. Parmi ces règles de contrôle, on note :

- approcher le point de tissage au plus près du mandrin,

- compléter éventuellement la forme de mandrin au-delà de la largeur utile avec une forme réduite ou augmentée selon la zone courante, pour maintenir alignés parallèles les fils de chaîne.

À la figure 4b, on a représenté la même deuxième phase du procédé de fabrication de l'invention, dans l'état de la figure 4a, mais dans lequel le tissage de la figure 4a est remplacé par un drap tressé ou tressage dans lequel des fils de trame 27 et 28 sont entrelacés autour d'une direction perpend icu la ire au fil de chaîne 21 sous des ang les déterm inés par l'arch itecture du tissu calculé lors de la prem ière phase du procédé de l'invention. Le même type de fil de chaîne 25 se trouve sur un point d'inflexion du contour du mandrin 20 et les mêmes dispositions pour réaliser la préforme que pour celle de la figure 4a peuvent être prises.

Dans ce cas de tressage, les orientations des fils de trames 27 et

28, résultent des combinaisons de déplacements de ces fils le long de la largeur du mandrin par rapport à la vitesse de rotation de celui-ci au cours de l'opération de tressage. Les parcours des fils sont donc dépendants de la géométrie du mandrin, et on peut ne pas forcément obtenir une symétrie parfaite et en tout point du mandrin des orientations positive et négative de ces fils de trame.

À l'issue du l'exécution du procédé à l'état des figures 4a ou 4b, on obtient ainsi une préforme en tissu ou tresse dans un premier état de fabrication.

À la figure 5a, on a représenté les opérations de la deuxième phase du procédé de l'invention pour un type de pièce dont la section comporte une tangente rad iale, au cours de laq uel le on prod u it u n second état de fabrication de la préforme. Le fil de chaîne 25 se trouve dans un plan qu i partage le mandrin 20 en deux parties 20A et 20B de part et d'autre du plan de changement d'inflexion du profil du mandrin . Ainsi, le point 25 est un point d'inflexion des lignes décrites par les fils de trames ou par la trace d'une coupe transversale de la préforme sur le mandrin . L'inflexion est marquée par la tangente T25, locale sur l'intersection du mandrin et du plan qu i partage le mandrin 20 en deux parties 20A et 20B. les directions de trames, quand elles so nt i n sta l l ées perpend i cu l a i rem ent a ux fi l s d e ch aîn es , su ive nt les génératrices 29a, 25 et 29b.

À la figure 5b, on a représenté la préforme en drap tissé de la figure 4a lorsqu'elle a été formée dans son second état à l'issue des opérations de la figure 5d pour une forme de révolution sur 360°. Les fils de chaîne 32 du drap tissé sont sensiblement disposés selon des cercles centrés sur l'axe de révolution (non représenté) de la préforme 30, tandis que les fils de trame 31 sont des courbes déterminées dans des sections radiales relativement à cet axe de révol ution . Il est ensu ite possible de réal iser l 'imprégnation de la préforme par de la résine.

À la figure 5c, on a représenté la préforme en tressage de la figure 4b lorsqu'elle a été formée dans son second état à l'issue des opérations de la figure 5d . Les fils de chaîne sont sensiblement disposés selon des cercles centrés sur l'axe de révolution (non représenté) de la préforme 33, tandis que l es fi l s d e tra m e 34 et 35 son t d es cou rbes d éterminées et inclinées relativement à des sections radiales relativement à cet axe de révolution.

À la figure 5d, on a représenté les transformations géométriques appliquées successivement à la préforme pour l'amener de son premier état de fabrication à son second et dernier état de fabrication. Ainsi, dans le mode de réal isation de la fig ure 5d , la préforme en drap dans un prem ier état de fabrication, est d'abord déployée du mandrin suivant une extension radiale E, portant le point 25 d'un rayon porteur rm ou rayon mandrin, au point 25' de rayon final Rm nécessaire à la pièce obtenue à partir de la préforme dans son état final ainsi qu'il sera expliqué plus loin. La préforme prend alors une forme de révolution dont les sections ou génératrices sont en forme de « S » selon les contours 29a'-25'-29b'. Le point 25 du drap sur le mandrin 20 passe alors du rayon rm au rayon Rm par l'extension E sur le point 25' dont la tangente T25' a tourné du fait de l'extension E au plus dans le plan normal à l'axe A du mandrin 20.

On applique alors une transformation géométrique R sur la seconde partie 20b du premier état de fabrication de la préforme sur le mandrin 20, qu i a été agrand ie par l 'extension E selon le profil 25' - 29b' . La dite seconde partie 20b du premier état de fabrication de la préforme est comprise entre le point d ' inflexion ou de rebroussement 25' de tangente T25' et l'extrémité 29b' du drap étendu à droite du dessin. La seconde transformation R comporte notamment une translation parallèle à l'axe de mandrin, de façon à amener la seconde partie étendue 25' - 29b' dans la position 25' - 29b", de sorte que la préforme se trouve dans un second et dernier état de fabrication 29a"-25'-29b". La transformation R peut être comprise comme un pliage de la seconde partie 25' - 29b' du drap de la préforme qui termine sa production ou fabrication proprement d ite . Cette transformation R, exécutée lors de la troisième phase du procédé de fabrication de l'invention, est inverse de l'étape de dépliage qui a été préalablement déterminée lors de la première phase de conception de la pièce. Ce dépl iage est purement virtuelle en ce sens qu'il porte sur une partie de la section de la préforme calculée et non pas sur la préforme fabriquée. Ce dépl iage virtuel permet de calculer la géométrie et l'architecture du drap de la préforme et permet le calcul du mandrin 20 de formage d'un premier état de fabrication de la préforme.

À la figure 5e, on a représenté les transformations qui s'appliquent pour une forme dont la génératrice d'extrema ne constitue pas une tangente radiale mais s'apparente à une arête angulaire. Pour une telle forme, sur le mandrin 20, la position de chaîne 25 sera caractérisée par deux dem i- tangentes T25a et T25b respectivement vers 29a et 29b. Le drap issu du mandrin 20 est déployé suivant une extension E l imitée à la valeur de rayon final correspondant à la chaîne 25', avec les demi-tangentes T25a' et T25b' respectivement vers 29a' et 29b'. La transformation géométrique R transpose symétriquement au plan de la génératrice 25', la partie 25'-29b' de drap en 25'- 29b". On note particulièrement que la seconde partie 25 - 29b de la préforme est, dans ce mode de réalisation, soumise à une extension E pour passer du premier état de fabrication 25 - 29b sur le mandrin 20 à l'état de fabrication intermédiaire 25' - 29b', de sorte que les longueurs curvilignes des éléments de drap composés par les fils de trame et de chaîne tressé sont conservées. Cette contrainte de fabrication et d'autres, alternatives ou non, seront plus complètement définies plus loin. Le pliage R est alors appliqué, comme dans le mode de réalisation de la figure 5d, mais de sorte que la seconde partie 25' - 29b' de la préforme étendue est repliée en 25' - 29b" en respectant une demie tangente T25b" qui forme un angle déterminé, inférieur à 1 80° avec la demie tangente T25a', et à gauche du plan normal à l'axe A de la préforme et du mandrin 20 et qu i passe par les points ou éléments de drap 25 et 25' . La préforme étendue et pliée 29a" - 25' - 29b" est alors dans son second et dern ier état de fabrication . La préforme ainsi fabriquée présente une arête anguleuse en 25' qui constitue le point le plus extrême de la préforme derrière le plan normal à l'axe de révolution A de la préforme.

Da n s ce secon d et d ernier état de fabrication, la préforme convenablement maintenue sur un outillage de formage pourra encore être complétée :

- par superposition de couches de tissus ou tresses continues obtenues par le procédé,

- par apport de morceaux de renforts locaux,

- par insertion de matériau de remplissage non structural tel que mousse de remplissage, ou

- par tout autre complément habituel lement réal isé selon les procédés composites.

L'ensem bl e d u d ra p , formé , tra n sform é , et éventu el l ement m u n i des compléments précités, est installé dans un outillage adapté à un procédé de consolidation choisi pour finaliser la préforme de l'invention. Il est ensuite réalisée l'imprégnation de la préforme par de la résine et la solidification de celle-ci afin de rigidifier la structure. On obtient ainsi l'une des pièces décrites par exemple aux figures 2a-2c et 3a-3g.

L'installation de fabrication de pièces de révolution en matériau composite de l'invention fournit les moyens de mise en œuvre des trois phases principales du procédé évoqué ci-dessus. L'installation comporte un dispositif de calcul d'une architecture d'un tissu sur la base d'une forme donnée d'une pièce de révolution à réal iser en un matériau composite et d'au moins un mandrin pour réaliser une préforme en tissu de ladite pièce de révolution. Ce d ispositif comporte au moins un ord inateu r de CAO éq u ipé d 'un log iciel exécutant le procédé de l'invention, ou au moins un dispositif de description géométrique et de tracé géométrique des formes. L' installation comporte ensuite un dispositif de réalisation d'un tissu reproduisant l'architecture de tissu déterminée. L'installation de tissage ou tressage comprenant le dispositif d'appel de tissage et d'enroulement autour de mandrins fabriqués à partir des dimensions calculées lors de la première phase du procédé. Bien entendu, un tel d ispositif de tissage ou de tressage peut être à la d isposition d 'un fournisseur et son produit stocké et transporté pour la suite du procédé de l'invention. L'installation comporte ensuite un mécanisme pour déployer le tissage depuis le mandrin de confection, jusqu'à la forme final en appliquant les différentes transformations E et R décrites précédemment. Ce dispositif peut aussi comporter des moyens de découpes, des moyens de solidarisation de couches entre elles ou avec des renforts locaux. L'installation comporte ensuite un dispositif pour appliquer une résine polymérisable sur la préforme pour en produire la pièce de révolution.

Dans la suite des figures, on va décrire la première phase du procédé de fabrication de pièces composites par préformes selon l'invention.

Dans cette première phase du procédé de fabrication de pièces, il faut réaliser un calcul pour déterminer à la fois la pièce désirée, en déduire ensuite l'architecture du tissu, tissé ou tressé, utilisable et le profil du mandrin pour produire la première forme de la préforme adaptée à la pièce désirée. Il faut enfin déterminer la transformation géométrique qui permet de réaliser l'expansion et le retournement ou pliage de la préforme de son premier état de fabrication (quand elle est encore enroulée sur son mandrin 20) dans son second état de fabrication, juste avant l'opération d'imprégnation par résine.

Aux figures 6 à 12, on a représenté les diverses techniques de calcul mises en œuvre, dans lesquelles, les surfaces de la pièce sont découpées en mailles selon des règles qui vont être détaillées plus bas, et le drap en tissu ou tressage suivra ces mêmes transformations au cours des différentes étapes du procédé qui ont été décrites précédemment.

Ainsi à la figure 6, on montre la topologie d'une surface de la pièce, de la préforme ou du mandrin recouverte par des courbes de profil désigné par les points des mailles. Un profil comporte une pluralité de points (a, b, c, ...) auquel, le cas échéant, on attribue un indice i allant de 1 à n pour décrire les n profils en courbes de la pièce finale, de la préforme et/ou du mandrin. Pour définir les transformations géométriques permettant de passer de la pièce au mandrin, ou à l'un ou l'autre des deux états de la préforme, on utilise des notations de type (a, b, c, ...) ou (a', b', c', ...) ou enfin (a", b", c", ...). La figure 8 montre la continuité de maillage lors du retournement correspondant la phase R La surface maillée selon des courbes de profils (a,b,c,d,e,f,g,h)i peut être tout d'abord retournée en surface maillée selon des courbes de profils (a',b',c\d\e\f ,g',h')i par symétrie axiale par rapport au point f présentant un extrema d'abscisse. Ainsi par exemple a=a', b=b', c=c', d=d', e=e\ f=f , g=-g\ h=-h'.

On trouve ici l'explication du point 25 mentionné aux figures 4a et 4b. En effet ce point 25 correspond au point f de chaque profil .

Sur la surface ainsi obtenue on applique, pour chaque génératrice circonférentielle, un même facteur d'homothétie radiale de module strictement positif et inférieur à 1 . De préférence, le facteur d'homothétie radiale est tel que l'on atteig ne pour l'ensemble des génératrices (a'i , b'i , ... ) à des rayons compatibles de mand ri ns d'en rou lement de tissu , soit typiq uement des diamètres compris entre 50 mm et de préférence moins de 300 mm. Mais on peut aussi faire en sorte d'avoir des diamètres compris entre 200 et 800 mm par exemple en fonction des dimensions de la pièce finale. Il est donc courant d'avoir des coefficients de l'ordre de 0,1 à 0,3.

Les génératrices rédu ites (a"i , b"i , c"i , ... ) sont espacées de distances telles que :

ab=a'b'=a"b",

bc=b'c'=b"c",

etc ..

ces distances étant observées en abscisses curvilignes le long des profils i considérés.

Sur cette surface de mandrin définie, on enroule le textile qui sort convenablement contexturé par la machine de tissage précitée. Le mandrin ayant une forme non cylindrique de forme "toroïde" les fibres sont tirées (ou appelées) par le mandrin de façon différentielle tout au long de la largeur du métier. La préforme est donc créée par un textile qui épouse une forme non développable, à savoir, la forme d u mand ri n , ou la forme de la couche précédente déjà enroulée sur le mandrin si on enroule plusieurs tours sur la même forme.

Cette méthode, qui a été décrite pour une forme dite en « C », est également appl icable pour une forme en « S » . Pou r la forme en « S » , on considère q u' il s'ag it de deux courbes en « C » q u i se touchent par u ne extrémité opposée du « C » , et on appl ique pour chaque pièce en « C » la méthode décrite précédemment. On appliquera alors deux symétries axiales distinctes sur chacune des deux extrémités du « S » final de part et d'autre de la zone centrale, et on appliquera une homothétie commune et unique de coefficient positif et inférieur à 1 à l'ensemble des deux zones.

Pour une forme de pièce à section de type « W » ou plus, de même que pour des sections en « O » ou en « D » , on multiplie le nombre de symétries axiales autant qu'il y a de points de rebroussements le long du profil.

Les méthodes appliquées par l'homme de l'art pour réaliser ce que l'on appelle du tissage contour, (contour weaving, on capstan contour weaving - ou captsan contour braiding s'agissant de tressage) pourront être appliquées, telles que :

disposer de plusieurs mandrins successifs de forme adaptée,

avoir des contre-rouleaux, etc . , pour tirer le tissage du métier, avant d'enrouler le tissage sur un rouleau, en ménageant une faible tension sur ce dern ier, afin de conserver sur une grande longueur de tissage, la même forme géométrique définie par le mandrin d'appel de tissu.

La solution proposée est particulièrement adaptée pour les formes géométriques torique ou sensiblement torique. Particulièrement, on pourra utiliser les formes décrites à l'aide des figures 1 à 3.

Le procédé de l ' invention pour la défin ition d u mandrin est maintenant décrit dans un autre mode de réal isation, mais ayant même objectif.

Soit une forme géométrique en forme de « C » autour d'un axe de révolution, une couche de tissu couvrant une partie de la surface, pourra être définie génériquement comme, en un point de la surface, avoir un axe de fibres dites circonférentielles, et un axe de fibres dites transversales ou radiales. La transposition au tissage aura pour objectif d'associer fils de chaîne de tissage, aux fibres circonférentielles, et fils de trames, aux fibres transversales. La transposition au cas du tressage sera expliquée plus loin.

Les fibres transversales ont un angle défini par rapport aux fibres circonférentielles, qui n'est pas nécessairement à 90° d'angle.

À partir de ce Vé, ou cette 'rosette', de départ, on génère sur l'ensemble de la surface de la pièce, de proche en proche, des quadrilatères conservant des côtés de même rapport entre sens long (circonférentiel) et sens travers (radial). Si la pièce est de section constante et parfaitement de révolution, pour une couche, on décrit donc, dans chaque plan de révolution une longueur de périmètre correspondant à la long ueu r de fibres circonférentiel les nécessaires à effectuer un tour complet.

Pour deux plans voisins de cette surface, la surface pièce peut être donc assimilée à un cône.

Ce cône étant sur un grand diamètre porteur, afin de faciliter son tissage sur un métier à tisser, il est prévu de réduire le diamètre à un ordre de grandeur de 30 à 300 mm de rayon. Est ainsi défini un facteur d'homothétie entre le cône considéré de la pièce, et le cône de mandrin nécessaire.

De proche en proche pour l'ensemble de la section de pièce, on procède de même.

On atteint ainsi la zone où la section de pièce tangente un plan radial. La discrétisation de cette surface constitue donc un anneau de disque qui selon le facteur d'homothétie de réduction choisi (< 1 ) se transforme donc en tronçon de cône, selon les même règles (même rapport d'homothétie pour les différents cercles, respect de la distance entre les points des deux cercles).

Au delà de ce plan où les points ont une tangente radiale, on poursuit le même principe, mais au lieu de revenir en progression inverse le long de l'axe d'abscisse parallèle à l'axe de révolution, on transpose ces points selon une symétrie plane, de plan orthogonal à l'axe de révolution et contenant le point de tangente radiale.

À la lumière de ce qui a été décrit ci-dessus on comprend comment obtenir un textile tissé en chaîne et trame dont les chaînes seront disposées selon des circonférences sur le mandrin et donc sur la surface finale, des génératrices (a"i, b"i, ...) sur mandrin correspondant à des génératrices (ai, bi, ... ) s u r la forme finale. Les trames sont disposées longitudinalement au mandrin et donc radialement à la surface finale, les profils de mandrin (a"b"c"d"...k") correspondant aux profils (abcd...k) sur le second et dernier état de la préforme.

Pour le motif de tissage du tissu bidimensionnel en chaîne et trame initial, on pourra utiliser toutes les fibres habituellement utilisées pour réaliser des formes textiles, et notamment pour réaliser des tissus pour des pièces en matériaux composites des fibres de verre, des fibres de carbone, des fibres de kevlar ou encore des fibres céramiques. De même, on pourra utiliser tous les motifs de tissages habituels tels que le motif taffetas - ou toile, les motifs sergés, les motifs satins et tous motifs dérivés ou hybrides.

Cependant, notamment dans les zone proches des génératrices de retournement de surface comme la zone autour du plan 25 contenant les points d'inflexion du mandrin (Figure 5a), on utilisera de préférence des motifs dont l'em buvage des fibres soit symétrique dans l'épaisseur, afin d'éviter les distorsions de tissage lors du retournement.

En effet, lors du retournement de surface, dans la zone d'inversion de courbure, les fibres notamment de trames seront amenées à gl isser les unes par rapport aux autres et par rapport aux fils de chaînes du fa it de variations de long ueur un itaire, et dans le cas d'un motif de tissage a un embuvage symétrique en épaisseur, tel qu'une toile ou un sergé 2x2 ou 3x3, les différentes fibres de trames, ont une longueur identique quand on considère le parcours avec l'embuvage. Au retournement, il n'y a donc pas de fibre qui exprime une surtension par rapport à une autre.

Cette disposition sera particulièrement recommandée plus le rayon de courbure à proximité du point 25 du profil de section sera faible, et même nul (cas de la forme à point anguleux selon la figure 5e).

Le concept développé ci -dessus pour un tissu chaîne-trame peut être appliqué également à un tressage, soit biaxial selon des angles positifs et négatifs autour de l'axe, soit triaxial, donc la troisième direction correspondant aux chaînes de la texture tissée s'enroulera autour du mandrin. Le principe de transposition des formes et des textures restant le même, la densité et les orientations de la tresse sur le mandrin dépendant des dispositifs de tressage en amont du mandrin et d'évolution de diamètre du mandrin.

Le principe qui a été exposé ci-dessus s'applique de manière très correcte si on ne considère qu'une couche de tissu et même en utilisant pour la transposition de forme, non pas la surface de mou lage, ma is la surface correspondant à la demi-épaisseur du tissu.

Pou r atteind re ce n iveau de perfection , il faut alors fa ire les hypothèses q uand à la masse surfacique du tissu qu i va être créé par le tissage. La masse surfacique locale dépend en effet du titre des fils util isés (titre = masse en g ram me par kilomètre de fil), des pas de chaînes (qu i peuvent être variable le long de la largeur) et du pas de trame qui est une fonction du diamètre local du mandrin, car théoriquement, les trames sont installées selon des génératrices du mandrin et donc les écartements entre trames sont variables en fonction du diamètre local (tout au long du mandrin il y a un nombre identique de trame pour un même secteur angulaire de mandrin).

Cette masse surfacique variable étant établie, et en fonction de la densité du matériau et de sa distribution volumique, on créera une surface virtuelle correspondant à la mi-épaisseur du tissage prévu.

C'est cette surface sur laquelle est alors appliqué le processus de retournement ou de symétrie(s) partielle(s) et d'homothétie. On obtient ainsi la surface neutre virtuelle du tissu sur le mandrin de tissage.

On déduit alors la surface du mandrin de tissage de la surface virtuelle précédente en ôtant la demi-épaisseur de tissu en fonction de sa masse surfacique locale.

Le procédé de fabrication de l'invention s'applique aussi pour des pièces constituées de multiples couches de tissus, ce qui est très souvent nécessaire. On observe que, pour des épaisseurs de pièces relativement faibles par rapport aux rayons de pièces finales, par exemple pour une pièce d'environ 1 0 mm d'épaisseur dont les génératrices sont sur des rayons porteurs d'au moins 500 mm, les distorsions de longueurs de fibres résultant de l'utilisation d'un même tissu défin i sur un mandrin , pou r réal iser les différentes couches, sont faibles et absorbées par le compactage des couches avant imprégnation de résine, ce qui permet de simplifier l'industrialisation du tissu. On peut donc appliquer une méthode simplifiée consistant à appliquer la méthode à la surface correspondant à une seule couche et réaliser un même tissu pour toutes les couches. On pourra préférablement utiliser la surface correspondant à la demi-épaisseur de pièce selon le degré de distorsions que l'on admet.

La méthode décrite ci-dessus, permet la définition de mandrin et le tissage de tissu pour réal iser un tissu d isposé selon des orientations sensiblement orthogonales quand on regarde le tissu sur la surface pièce.

Cela a pour conséquence qu'un textile ainsi conçu n'offre que deux directions principales de fibres.

Cette limitation est parfois pénalisante pour supporter les sollicitations mécaniques auxquelles une telle pièce peut être soumise. Par exemple une telle géométrie peut souvent est soumise à des sollicitations en torsion, pour lesquelles il est préférable de pouvoir disposer d'au moins une partie de fibres disposées selon des angles en hélice alternées positivement et négativement autour de la révolution.

On peut recourir pour cela à une association avec une technique de tressage qui a été également décrite ci-dessus, ou éventuellement n'avoir recours qu'à une structure textile tressée, mais on peut souhaiter utiliser une texture tissée dont les coûts de production sont souvent moins élevés que le tressage de même que les maîtrises d'angles.

Pour atteindre ces résultats, on applique la méthode illustrée par les figures 1 1 et 12. Il faut donc considérer que sur la forme finale les fibres de trames du tissage auront un angle différent de 90° avec les fibres de chaînes alors que lors du tissage on a naturellement créé un tel angle de 90° . La transposition entre le mandrin et la forme finale se fait en changeant la formulation de distance entre les différentes circonférences du mandrin par rapport à la surface pièce.

Le principe à adopter revient à considérer u n ma il lage en quad rilatères de la su rface de la pièce, dans leq uel , les génératrices circonférentielles (ai, bi, ci, ...) correspondent aux circonférences des différentes chaînes du tissage à obten ir, et pour lesquelles on appl ique successivement les étapes de retournement de surface (symétrie) et de réduction de diamètre; et les segments ab, bc, cd, ... sont orientés de façon à suivre les orientation souhaitées en chaque région de la surface, les segments a"b", b"c" de longueurs égales aux segments ab, bc, ... définis sur la surface, correspondant sur le mandrins sont disposés selon un plan parallèle à l'axe du mandrin.

Le tissage étant réalisé orthogonalement, lors du déploiement pour le drapage de la pièce, on doit réaliser le décadrage du tissu en forme, afin qu'il couvre convenablement la surface, les fils de trames suivront alors les profils (a, b, c, ... h) selon les angles α β γ ... définis tel que présentés sur la figure 1 1 .

Un ensemble de drapage quasi symétrique angulairement pourra être obtenu en décadrant alternativement dans un sens positif ou négatif les couches successives de l'empilement. Si des angles différents sont souhaités pour différentes couches, ils nécessiteront, pour une même surface pièce, autant de mandrins de profils différents.

L'ensemble des méthodes décrites ci-dessus sont particulièrement adaptées pour réaliser les préformes textiles pour la réalisation des pièces structurales en matériaux composites en fonction de leur géométrie et selon des procédés d'im prég nation d irecte tel les q ue RTM (Resin Transfer Moulding), infusion sous vide LRI, infusion avec des films de résine (RFI Resin Film Imprégnation), imprégnation par voie humide, et leurs différents dérivés.

On peut ainsi citer des pièces telles que des profilés en « C » de révolution (Figures 2a, 2b), des « S » de révolution (Figure 3). Des pièces ayant des sections fermées peuvent également être réal isées par cette méthode, la couverture de la surface de la pièce étant obtenue par différentes décompositions de la forme soit en deux parties en « C » (Figure 2c) soit en une seule partie en ouvrant la forme (Figures 3c - 3g).

À la figure 6, on a représenté une surface de révolution d'axe 46 représentant une partie d'une pièce 40 à fabriquer. Une méridienne (a, b, c, d, e, ...) le long d'un fil de trame de préforme 43 a été représentée qui subit une transformation géométrique qui fait passer la surface 40 en une surface transformée 44 qui représente le mandrin. Dans la surface transformée 44, la méridienne (a, b, c, d ,...) de la surface maillée 40 a été transformée en méridienne (a", b", c", ...) sur la surface de mandrin 44 par une homothétie de rapport déterminé sur les angles interceptés par chacun des arcs de profil ab, bc, cd, ... En référence à la figure 7 où on a tracé les sections méridiennes 45 de la pièce ou de la préforme 40 (Figure 6) et 47 du mandrin 44 (Figure 7), il résulte de ce qui précède que la transformation géométrique 41 ou (48, figure 7) est exécutée en respectant une ou plusieurs contraintes selon lesquelles on réalise une conservation des surfaces élémentaires des mailles de la pièce et/ou de la préforme avec celles du mandrin et qui comporte :

- la conservation des périmètres des mailles élémentaires par application d'une homothétie de coefficient unique à toutes les génératrices de rapport constant des rayons ra/ra', rb/rb', ... comptés entre le point courant a de la maille sur la méridienne et l'axe de révolution 46 ;

- écartement des génératrices telles que les distances curvilignes (ab, bc, cd, ...) entre les points de maille le long du profil (a,b,c, ...) restent identiques sur le profil transformé (a', b', c', d', ...) et sur le profil transformé (a", b", c", d", ...).

Les figures 8a, 8b, 9 à 10 représentent les étapes de modélisation d'une préforme à obtenir et de transformation pour en déduire la forme du mandrin associé dans un deuxième exemple de réalisation du procédé de l'invention. La forme de la pièce à obtenir ou de sa préforme en tissu 50 est partiellement représentée à la figure 8a avec son maillage par les fils de chaîne et les méridiennes alignées ici sur les fils de trame. Les points de maillage (a, b, c, ...) sont répétés avec des indices courant i allant de 1 à n et les points (fi) sont disposés sur un fil de chaîne repésentant un extremum des points de la pièce ou de la préforme 50 le long de son axe de révolution.

À la figure 8b, on a représenté le maillage déduit par la transformation géométrique décrite plus haut et défini par les points de la méridienne courante (a'i, b'i, c'i, ...). Les points (fi) le long de la forme 51 correspondront à des points d'inflexion sur le premier état de la préforme sur son mandrin (voir plan 25, sur le mandrin 20, figure 5a).

À la figure 9, on a représenté une section de préforme en ce qu'elle se trouve dans un des deux états respectivement 55, 56 pour le premier état déplié, et 55, 57 sur sa forme finale repliée, correspondant aux repères respectivement 50 et 51 des figures 8a et 8b.

À la figure 10, alignée sur le plan 54 extrême des points de la préforme 55, 57 dans son second état, on a représenté le profil de révolution du mandrin avec les points de maillage (a"i, b"i, c"i, ...) répartis en deux parties 59 et 58 de part et d'autre du plan 54 qui marque le point d'inflexion f"i à la fois du mandrin et de la préforme dans son état 55, 56 déplié.

Les figures 1 1 et 12 représentent les étapes de modélisation d'une préforme à obtenir et de transformation pour en déduire la forme du mandrin associé dans un troisième exemple de réalisation du procédé de l'invention.

À la figure 1 1 , on a représenté pour une pièce à produire avec sa préforme 70, plusieurs fils de trame 71 appartenant à un cadrage sur des fils de chaîne 72 avec une angulation déterminée lors de la fabrication du tissu et déterminée lors de la conception de la préforme. En choisissant une direction de référence A commune, on mesure pour chaque point du maillage l'angle fait avec la direction de référence soit l'angle a pour le segment curviligne ab, l'angle β pour le segment curviligne bc, etc.

Le maillage intial est établi selon les profils (ai, bi, ci, di, ...) ainsi inclinés par rapport aux normales aux lignes circonférentielles.

La surface maillée avec les profils (a'i, b'i, c'i, ...) est établie écartant ces profils de sorte que les distances a'ib'i =aibi.

Les angles δγβα... doivent être inférieurs à la capacité de décadrage du tissu que l'on envisage de produire (en général inférieur à 35°), il est souhaitable de ne pas trop changer d'angles le long du profil ce qui rendrait plus délicat la mise en place sur la forme.

À la figure 12 on a représenté en correspondance un profil 73 maillé par la série de points (ai, bi, ci, ...) et le profil de mandrin dérivé 74, 75 avec les points (a'i, b'i, c'i, ...). On note le point d'inflexion fi qui correspondra au plan de retournement R ou de pliage (Voir figure 5a).

L'invention comporte, en plus de ce qui est spécialement revendiqué, les caractéristiques suivantes :

Le procédé comporte le choix de motifs de tissage symétriques en couverture des deux faces du drap, telles que des armures toile ou sergé.

Le procédé comporte aussi une étape de décadrage du tissu dans au moins une partie du drap.

Dans le procédé, afin de faciliter un tissage sur un métier à tisser, il est prévu de réduire le diamètre à un ordre de grandeur de 30 à 300 mm de rayon par une homothétie de facteur d'homothétie entre le cône considéré de la pièce, et le cône de mandrin nécessaire.

Dans le procédé, pour le tissage du drap bidimensionnel en chaîne et trame initial , on util ise les motifs de tissage tels que le motif taffetas - ou toile, les motifs sergés, les motifs satins et tous motifs dérivés ou hybrides.

Dans le procédé, pour le calcul de la géométrie et de l'architecture du drap, notamment dans les zone proches des génératrices de retournement de surface comme la zone autour du plan (25, figure 5a) contenant les points d'inflexion du mandrin (20, figure 5a), on utilise des motifs dont l'embuvage des fibres est symétrique dans l'épaisseur, afin d'éviter les distorsions de tissage lors du retournement.

Dans le procédé, le tissage chaîne-trame est remplacé par un tressage, soit biaxial selon des angles positifs et négatifs autour de l'axe, soit triaxial , dont la troisième direction correspondant aux chaînes de la texture tissée s'enroulera autour du mandrin.

Dans le procédé, en fonction de la densité du matériau et de sa distribution volumique dans le tissu par tissage ou par tressage, une surface virtuelle correspondant à la m i-épaisseur du tissage prévu est générée sur laquelle est alors appliqué le processus de retournement ou de symétrie(s) partielle(s) et d'homothétie pour le tissu sur le mandrin de tissage.

Le procéd é com porte u n e éta pe pou r constituer de multiples couches de drap lors de la fabrication de la préforme. Le procédé consiste à produire le drap utilisé pour la préforme en une association d'une technique de tissage avec une technique de tressage.

Dans le procédé, lors du déploiement pour le drapage de la pièce, on réalise le décadrage du drap en forme, afin qu'il couvre convenablement la surface, les fils de trames suivant alors les profils (a, b, c, ... h) selon des angles définis.

Dans l'élaboration d'une pièce avec le procédé, drapée avec plusieurs couches, on peut adopter pour chacune d'elles l'une des variantes du procédé qui ont été décrites, et ainsi associer des draps tissés, des draps tissés décadrés et des draps tressés, selon la séquence d'empilement des orientations de fibres souhaitées.