Domaine Technique L'invention se rattache à l'industrie des textiles techniques, et plus précisément des textiles utilisés en tant que renforts de pièces composites.

Elle concerne plus spécifiquement un complexe textile utilisé dans le cadre de procédés de moulage pour des techniques dites d'infusion de résine. Elle vise plus spécifiquement une structure de complexe qui intègre à la fois des propriétés de renforcement mécanique, de déformabilité et des propriétés d'amélioration de diffusion de la résine dans ce type de procédé par infusion.

Techniques antérieures Parmi les différentes techniques utilisées pour la réalisation de pièces composites, on connaît la technique dite d'infusion de résine, par opposition aux procédés d'injection de résine. Cette technique consiste à réaliser les pièces composites en disposant sur une forme différentes couches de matériaux, puis à assurer à l'intérieur de ces différentes couches la diffusion quasi isotrope d'une résine en vue de sa polymérisation. A l'inverse, le moulage par injection de résine nécessite l'emploi de structures qui permettent la circulation de la résine injectée, depuis le point d'injection, vers les zones de polymérisation.

Plus précisément, ces différentes couches sont recouvertes par une couverture flexible et étanche, permettant l'application d'un vide dans l'espace défini entre le moule et la couverture étanche. Une quantité de résine est introduite dans ce même espace, et l'application du vide assure une diffusion de cette résine à l'intérieur des différentes couches textiles. On conçoit que pour obtenir de bonnes propriétés mécaniques de la pièce finale, il convient que la résine se répartisse de manière particulièrement uniforme. C'est pourquoi, il est généralement employé, comme décrit dans les documents US 4 902 215, US 4 622 091 et US 5 601 852, l'emploi d'une structure drainante. Plus précisément, cette structure drainante est relativement ajourée et conserve toute son épaisseur malgré l'écrasement consécutif à l'application de la dépression. Cette structure drainante constitue donc une zone de passage préférentiel de la résine et permet donc la diffusion de cette dernière sur l'intégralité de la surface des couches textiles à imprégner.

Cette structure drainante peut se présenter selon différentes formes. Ainsi, il peut s'agir d'une couche incluant des éléments relativement rigides définissant des canaux à l'intérieur desquels la résine peut fluer relativement librement, comme décrit dans le document US 4 902 215.

Dans d'autres techniques, il est connu d'employer des structures sandwich, incluant une plaque de mousse destinée à alléger la structure globale. Cette plaque de mousse peut inclure en surface différents canaux assurant la distribution de la résine de façon homogène sur la surface à imprégner. Cette dernière technique présente l'inconvénient qu'après polymérisation, les rainures formées dans la pièce sont des zones à très forte concentration en résine, qui constituent donc des points de faiblesse mécanique de la pièce finale.

Dans les techniques pour lesquelles une couche drainante est déposée sous la couverture flexible, d'autres inconvénients sont à noter. En effet, compte tenu du caractère ajouré de cette couche, elle est systématiquement retirée après moulage pour éviter la formation d'amas de résine dont on a vu précédemment les inconvénients.

Autrement dit, dans tous les procédés d'infusion de résine connus à ce jour, la couche drainante est éliminée à la fin du procédé, ce qui nécessite une manipulation salissante supplémentaire, qui provoque une altération de l'état de surface et qui oblige la gestion de ces déchets. Un problème que se propose donc de résoudre l'invention est celui de l'élimination de cette couche drainante. Un objectif de l'invention est donc de faciliter les différentes opérations mises en œuvre lors du procédé d'infusion. En effet, on conçoit également que la mise en place de la couche drainante nécessite des manipulations qui peuvent s'avérer délicates, notamment lorsque la pièce à réaliser présente des faces relativement verticales, puisqu'il convient d'assurer le maintien de la couche drainante. De même, le fait que la couche drainante soit posée au dessus de l'empilement des couches à imprégner, peut engendrer des risques de formation de plis, cause de fragilité et de défauts esthétiques des pièces obtenues.

Une solution à ce problème a déjà été proposée, qui consiste à associer dans un complexe une structure de renfort et un système drainant qui, par conséquent, reste à l'intérieur de la pièce une fois moulée, et n'est donc pas éliminé. De tels complexes sont notamment décrits dans les documents WO03/024705 ou US 2004/017020. Toutefois, les différentes couches de ces complexes sont cousues entre elles, ce qui limite leur déformabilité, et ne permet pas leur emploi pour la réalisation de pièces aux formes avec de fortes ruptures de pente.

Un objectif de l'invention est donc de fournir un renfort qui présente une très forte déformabilité en vue de son intégration dans des pièces à forme complexe. Un autre objectif de l'invention est de limiter la quantité de résine résiduelle en fin de procédé, car les amas de résine polymérisée constituent des risques de délamination de la structure globale.

Expose de l'invention L'invention concerne donc un complexe textile qui est destiné à être intégré dans la structure d'une pièce moulée, réalisé par un procédé d'infusion de résine. Ce complexe textile comporte au moins une couche d'une structure textile de renfort et au moins une couche drainante, formée d'une structure ajourée, apte à former une zone de passage préférentiel de la résine lors de l'infusion. Ces deux couches de renfort et de drainage sont mécaniquement solidaires.

Conformément à l'invention, ce complexe se caractérise en ce que les couches drainante et de renfort sont solidarisées par l'intermédiaire d'un élément interface de collage.

Ainsi, l'invention consiste à associer la couche drainante et la couche de renfort par des phénomènes de collage. Ce collage peut être obtenu par l'intermédiaire de divers éléments interfaces, qu'ils soient thermofusibles ou thermodurcissables par exposition à une source de chaleur, ou bien encore à base de polymères permettant le collage à température ambiante.

Grâce aux phénomènes de collage, on obtient un renfort qui présente une grande déformabilité, qui est supérieure à celle que l'on obtient avec les renforts connus à ce jour, notamment avec les complexes obtenus par simple couture de la nappe de renfort et de la nappe drainante, dans lesquels la couture limite mécaniquement les déplacements d'une couche par rapport à l'autre. En effet, on a constaté que les différentes couches constituant le complexe de l'invention peuvent légèrement glisser l'une sur l'autre. Cette déformabilité permet ainsi de préformer le complexe aux formes des pièces que le complexe est destiné à renforcer. On optimise ainsi la forme du complexe pour obtenir les meilleures performances en termes de renfort. Cette déformabilité est également avantageusement mise à profit lors des opérations de moulage, car le complexe présente une certaine latitude de glissement entre ses couches, lors de l'infusion.

Il est à noter que selon l'invention, l'interface de collage ne perturbe pas ou de façon très marginale la pénétration de résine d'infusion, bien que l'on ait pu penser qu'il obture partiellement la structure ajourée de la nappe drainante ou celle de la couche de renfort. En pratique, l'interface de collage peut être composé à base d'une poudre ou de filaments thermofusibles ou thermodurcissables, ou polymérisables à froid. Cette poudre ou ces filaments peuvent être déposés entre la couche de renfort et la couche drainante en quantité suffisante pour assurer le collage, mais pas excessive, pour conserver une pénétration de la résine dans le renfort.

Par comparaison avec les procédés dans lesquels la pièce moulée inclut une mousse usinée, le complexe de l'invention permet une meilleure répartition de la résine, avec donc une limitation des risques de délamination, grâce à une meilleure maîtrise de la quantité de résine résiduelle.

En pratique, l'invention peut être mise en forme de différentes manières en ce qui concerne la constitution des différentes couches drainante et de renfort.

Ainsi, la couche de renfort peut être réalisée de différentes manières, et notamment inclure des fils de haute ténacité, et tout particulièrement des fils de verre, mais également des fils d'aramide, de carbone ou équivalents. Ce renfort peut être réalisé par une étoffe tissée, ou par la superposition de plusieurs nappes de fils, assurant un renforcement multi-axial. La couche de renfort peut être l'association de plusieurs couches élémentaires de même nature ou de natures différentes.

De même, le renfort peut être présent sur une ou sur les deux faces de la couche drainante, formant ainsi une structure sandwich.

En pratique, la couche drainante peut être formée de différentes manières. Parmi les différentes formes de réalisation, on peut citer l'emploi d'une grille qui, par sa structure ajourée, assure une bonne diffusion de la résine. Les zones de croisement des différents fils de la grille permettent le passage et le fluage de la résine. Il est également possible d'employer des structures drainantes formées d'un tricot qui, par sa structure relativement lâche et déformable, permet le passage de la résine. Le tricot présente l'avantage de présenter une épaisseur relativement régulière constante sous pression, résistant donc de manière convenable à l'écrasement pour assurer un fluage permanent de la résine. Il est également possible d'utiliser comme couche drainante des tricots tridimensionnels, également appelés tricots double face, qui présentent une épaisseur générée par un tricotage d'au moins deux nappes de fils avec des fils de liage.

En pratique, on a obtenu de bons résultats en employant des tricots à base de fils de polyester, qui apporte une certaine qualité de mécanisation à la couche drainante dans laquelle la résine résiduelle reste en plus forte concentration.

On a également obtenu de bons résultats en utilisant des fils de verre retordus, qui présentent un bon comportement de résilience et une résistance à la compressibilité similaire à un monofilament synthétique, mais avec une qualité de mécanisation bien supérieure.

En pratique, dans certaines applications requérant une déformabilité plus limitée du complexe, l'association entre la ou les couches drainantes et la ou les couches de renfort peut s'obtenir par combinaison du collage caractéristique avec un assemblage par couture ou tricotage des différentes couches entre elles. Ceci permet de conserver une déformabilité de l'ensemble appréciable dans le cas de réalisation de pièces de géométrie complexe, tout en augmentant la résistance à la délamination. Ce type d'assemblage permet de ne pas comprimer trop fortement les couches tout en assurant une bonne liaison de ces dernières.

Il est également possible d'utiliser une couche drainante incluant un fil enduit d'une gaine thermofusible. La couche drainante est alors chauffée au moment de l'assemblage avec la couche de renfort pour former le complexe global. Dans une autre variante de réalisation plus spécifique à l'emploi de couches drainantes à base de tricot tridimensionnel, on peut utiliser pour former ce tricot, un fil thermofusible présent sur la face en contact avec le renfort.

Les mêmes méthodes de collage peuvent être employées pour assurer la solidarisation du complexe sur les éléments qu'il recouvre à l'intérieur de la structure de la future pièce moulée. La couche drainante se trouve alors, contrairement aux procédés connus à ce jour, intégrée à l'intérieur de la structure moulée.

II est également possible de fixer le complexe par l'intermédiaire d'une structure fortement ajourée et typiquement une grille, revêtue d'un matériau auto¬ adhésif ou thermo-adhésif. Dans le cas d'une grille, une mécanisation complémentaire est alors apportée. Dans certains cas particuliers, il peut être nécessaire d'assurer un préformage du complexe, notamment lorsqu'il s'agit de réaliser des pièces de géométrie non planes. Ce préformage peut être obtenu grâce à la présence dans la couche drainante de fils enduits d'un matériau thermoplastique qui peut donc avantageusement, après réactivation, être préformé puis refroidi. Des fils métalliques inclus dans la structure drainante peuvent apporter une capacité de préformage à froid.

Description sommaire des figures La manière de réaliser l'invention, ainsi que les avantages qui en découlent, ressortiront bien de la description des modes de réalisation qui suivent, à l'appui des figures annexées dans lesquelles : La figure 1 est une vue schématique en perspective sommaire d'un complexe conforme à l'invention. La figure 2 est une vue en coupe transversale du complexe de la figure 1. Les figures 3, 4 et 5 sont des vues en coupe de variantes de réalisation. Manière de réaliser l'invention Le complexe 1 illustré à la figure 1 est essentiellement constitué conformément à l'invention par l'assemblage d'une couche 2 de renfort, avec une couche drainante 3, par l'intermédiaire d'un élément interface de collage formant une couche 5 montrée en partie à la figure 1.

Dans la forme illustrée à la figure 1, la couche de renfort 2 et la couche drainante 3 sont complémentairement assemblées par des fils de liaison 4 assurant la couture des deux couches 2,3 entre elles. Dans la forme illustrée, et à titre d'exemple, la couche de renfort 2 peut être formée par la superposition de deux nappes de 200 g/m2, obtenues à base de rovings de verre de 600 tex. Ces deux nappes sont superposées de telle sorte que leurs fils soient perpendiculaires pour assurer un renforcement bidirectionnel.

Bien entendu, les différentes nappes constituant ce renfort peuvent présenter des poids différents, allant typiquement de 200 à 4000 g/m2. Il est également possible, dans des applications particulières, que le renfort soit monodirectionnel, ou encore comporte plus de nappes d'orientation différentes pour assurer un renforcement multidirectionnel. Les fibres de verre peuvent être remplacées par des fibres de carbone ou d'aramide, ou de façon générale de tout assemblage de fils de haute ténacité conférant les propriétés de renforcement recherchées.

La couche drainante 3 est dans l'exemple illustré formée d'un tricot de 110 g/m2, à base de mono filaments de polyester de 30 tex, de section ronde. Ce tricot est tricoté en armure tricot/chaîne spéciale et il présente une épaisseur comprise entre 0,70 et 0,80 mm. Cette épaisseur présente l'avantage de ne diminuer que très faiblement lorsque le complexe subit l'écrasement lors du procédé d'infusion. Bien entendu, d'autres fils peuvent être employés pour former le tricot, notamment des fils de verre de faible titrage, de l'ordre de quelques dizaines de tex, ayant une faible torsion de l'ordre de quelques dizaines de tours. Les couches drainantes réalisées de cette manière présentent l'avantage d'améliorer la mécanisation de l'ensemble.

Comme déjà évoqué, la solidarisation de la couche de renfort 2 et de la couche drainante est obtenue en utilisant par exemple des interfaces thermofusibles 5 du type film, résille ou poudre, ou bien encore en utilisant des fils pour former la couche drainante qui présente des propriétés thermofusibles de par leur matière propre ou leur revêtement.

Plus précisément, cet intermédiaire de collage peut être réalisé à base d'une résine thermodurcissable ou thermoplastique, compatible avec les résines destinées à être utilisées lors du procédé de moulage. Ainsi, la résine de la couche de collage ne doit pas réagir avec la résine d'infusion, pour éviter de former des zones critiques. Ce type de collage permet une déformabilité et préformabilité à chaud du renfort, ce qui est un avantage pour la fabrication de pièces moulées en séries relativement grandes.

Par ailleurs, on peut également utiliser un intermédiaire de collage polymérisable à froid. Le dépôt de cette couche de collage 5 peut se faire par projection de colle polymère sous forme de filaments, permettant de réaliser une sorte de voile fibreux collant la couche de renfort 2 et la couche drainante 3 entre eux. Le polymère utilisé pour l'intermédiaire de collage est évidemment compatible avec les résines thermodurcissables utilisées ultérieurement lors du moulage. L'avantage de cet intermédiaire polymérisable à froid est qu'il permet la déformabilité à froid du renfort, par glissement des couches les unes par rapport aux autres, en plus de la déformabilité propre de chaque renfort. Dans certains cas, suivant la couche de renfort et la couche drainante, cette déformabilité peut atteindre des valeurs de l'ordre de 20 à 30%. Dans la forme illustrée aux figures 1 et 2, et selon l'exemple de réalisation, la liaison est réalisée par couture grâce aux fils 4 qui peuvent être des fils de polyester textures, d'un titre 16,7 tex, en armure tricot. Cette couture relativement élastique permet de ne pas comprimer les nappes.

D'autres variantes de réalisation peuvent être réalisées, comme notamment celle de la figure 3. Le complexe 8 inclut deux couches de renfort 2,12 entre lesquelles est interposée la couche drainante 3, l'ensemble étant associé par collage et couture grâce au fil 4.

Il est également possible, comme illustré à la figure 4, de former un complexe 20 incluant plusieurs couches 2 de renfort, entre lesquelles sont disposées des couches drainantes 3, de manière à améliorer la vitesse de pénétration de la résine. Ce complexe 20 peut être réalisé par l'assemblage par collage d'une couche drainante centrale 13 avec deux sous ensembles 18,19 formés chacun d'une couche drainante 23 et deux couches de renfort 22, préalablement assemblées par un fil de couture 14. Ces deux sous ensembles 18,19 sont collées par des éléments interface de collage 25 comme décrit précédemment. De façon plus générale, il est possible de combiner par collage différents sous ensembles obtenus par coutures, incluant chacun une ou plusieurs couches de renfort et une ou plusieurs couches drainantes.

Parmi les autres variantes de réalisation, on peut citer la figure 5 dans laquelle la couche de renfort 2 est associée à une couche externe comme par exemple un mat ou un voile 10. Le complexe 21 ainsi formé présente une capacité de liaison avec d'autres renforts, et un bon aspect de surface du fait du lissage obtenu par la compression du voile.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux seuls exemples décrits ci- avant, mais couvre de manière générale toutes les variantes dans lesquelles sont associés un renfort et une couche drainante, de telle sorte que cette couche drainante demeure à l'intérieur de la pièce moulée après le procédé d'infusion.

Il ressort de ce qui précède que le complexe conforme à l'invention présente de multiples avantages, notamment celui d'éliminer les opérations d'arrachage du filet drainant des procédés connus à ce jour. Cet avantage se traduit en un gain de temps et en l'absence de gestion des déchets formés. De même, la mise en place du complexe permet en une seule opération de déposer le filet drainant et le renfort, ce qui facilite la fixation, notamment dans le cas des zones à forte verticalité ou difficiles d'accès. En outre, le filet drainant, notamment lorsqu'il est réalisé par un tricot, permet de limiter la quantité de résine résiduelle restant dans la couche drainante en fin d'infusion, et typiquement d'un facteur de quatre à cinq par rapport aux techniques connues à ce jour. Par ailleurs, ce complexe présente une déformabilité qui est nettement supérieure à celle des complexes analogues existants, ce qui lui permet d'être employé de façon optimale pour le moulage de pièces de formes très marquées.