Titre de l'invention : TEXTURE FIBREUSE POUR AUBE EN MATERIAU COMPOSITE A BORD FIN

Domaine Technique

La présente invention se rapporte au domaine général de la fabrication d’aubes en matériau composite comportant un renfort fibreux densifié par une matrice, le renfort fibreux étant obtenu par tissage tridimensionnel (3D) ou multicouche

Technique antérieure

Un domaine visé est celui d’aubes de turbines à gaz pour moteurs aéronautiques ou turbines industrielles et, plus particulièrement mais non exclusivement, des aubes de soufflantes pour moteurs aéronautiques.

La réalisation d’une aube en matériau composite obtenue à partir d’un renfort fibreux réalisé par tissage tridimensionnel et densifié par une matrice est notamment décrite dans le document US 2005/0084377.

Le tissage tridimensionnel (3D) ou multicouche permet de conférer à l’aube en matériau composite résultante une très bonne tenue mécanique.

L’optimisation du rendement des moteurs aéronautiques nécessite de concevoir des aubes en matériau composite présentant des bords de plus en plus fins pour répondre aux nouvelles exigences aérodynamiques.

Cependant, les armures de tissage 3D ou multicouches utilisées jusqu’ici pour former des aubes en matériau composite ne permettent pas de former des bords d’aube d’attaque et/ou de fuite très fins. En effet, afin d’assurer une bonne tenue mécanique dans les parties fines de l’aube, les armures de tissage 3D ou multicouches utilisent un nombre minimal de trois couches de trame liées entre elles par un nombre minimal de trois couches de chaîne.

Or, il existe un besoin pour des aubes en matériau composite présentant des bords d’attaque et/ou de fuite très fins, et ce avec de bonnes propriétés mécaniques même au niveau de ces bords. Exposé de l’invention

A cet effet, l’invention propose une texture fibreuse destinée à former le renfort fibreux d’une aube de turbomachine en matériau composite comprenant un renfort fibreux densifié par une matrice, la texture étant en une seule pièce et présentant un tissage tridimensionnel ou multicouche entre une première pluralité de couches de fils ou torons s’étendant selon une direction longitudinale et une deuxième pluralité de couches de fils ou torons s’étendant selon une direction transversale, la texture comprenant une partie de pale d’aube s’étendant selon la direction transversale entre un premier bord correspondant à un bord d’attaque de l’aube et un deuxième bord correspondant à un bord de fuite de l’aube, ladite texture comprenant une première partie avec au moins trois couches de fils de la première pluralité de fils et au moins trois couches de fils de la deuxième pluralité de fils, caractérisée en ce qu’elle comprend en outre au moins une deuxième partie présente au niveau du premier ou deuxième bord de la partie de pale d’aube de la texture fibreuse, la deuxième partie comportant seulement deux couches de fils de la première pluralité de fils et deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils, des fils des deux couches de fils de la première pluralité de fils liant des fils de la deuxième pluralité de fils sur les deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils suivant une fréquence de liage déterminée.

La texture fibreuse de l’invention permet d’atteindre une épaisseur minimale dans tout ou partie du ou des bords tout en conservant des propriétés mécaniques suffisantes pour assurer une bonne tenue mécanique des bords d’attaque et de fuite de l’aube finale.

Selon une caractéristique particulière de la texture fibreuse de l’invention, celle-ci comprend une deuxième partie présente au niveau du premier bord de la partie de pale d’aube de la texture fibreuse, la deuxième partie comportant seulement deux couches de fils de la première pluralité de fils et deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils, des fils des deux couches de fils de la première pluralité de fils liant des fils de la deuxième pluralité de fils sur les deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils suivant une première fréquence de liage déterminée et une troisième partie présente au niveau du deuxième bord de la partie de pale d’aube de la texture fibreuse, la troisième partie comportant seulement deux couches de fils de la première pluralité de fils et deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils, des fils des deux couches de fils de la première pluralité de fils liant des fils de la deuxième pluralité de fils sur les deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils suivant une deuxième fréquence de liage, la deuxième partie présentant une première densité en fils de la deuxième pluralité de fils et la troisième partie présentant une deuxième densité en fils de la deuxième pluralité de fils supérieure à la première densité, la première fréquence de liage dans la deuxième partie étant supérieure à la deuxième fréquence de liage dans la deuxième zone.

Cela permet d’adapter l’armure de tissage dans les parties comprenant seulement deux couches de fils en fonction de la densité en fils de la deuxième pluralité de fils de manière à éviter d’avoir un tissage trop lâche ou trop serré dans ces parties. La texture fibreuse présente des parties très fines qui possèdent une bonne capacité à se déformer, c’est-à-dire que ces parties sont capables de supporter des déformations importantes lors de la mise en forme de la texture tout en conservant leur intégrité et, par conséquent, leur fonction de renfort.

Dans un exemple de réalisation particulier de la texture fibreuse, chaque fil de la première pluralité de fils lie des fils de la deuxième pluralité de fils suivant une armure de type multi-toile dans la deuxième partie et suivant une armure de type multi-satin dans la troisième partie. Selon une autre caractéristique particulière de la texture fibreuse de l’invention, la deuxième partie comprend une première zone présentant une première densité en fils de la deuxième pluralité de fils et une deuxième zone présentant une deuxième densité en fils de la deuxième pluralité supérieure à la première densité, la fréquence de liage dans la première zone étant supérieure à la fréquence de liage dans la deuxième zone. Cela permet d’adapter l’armure de tissage dans une même partie de la texture comprenant seulement deux couches de fils de trame, c’est-à-dire dans un même bord, lorsque la densité en fils de la deuxième pluralité de fils varie de manière significative. Dans un exemple de réalisation particulier de la texture fibreuse, chaque fil de la première pluralité de fils lie des fils de la deuxième pluralité de fils suivant une armure de type multi-toile dans la première zone et suivant une armure de type multi-satin dans la deuxième zone.

L’invention a également pour objet une aube en matériau composite comprenant un renfort fibreux densifié par une matrice, l’aube s’étendant suivant une direction longitudinale entre une portion de pied ou portion inférieure et un sommet d’aube ou une portion supérieure et, suivant une direction transversale, entre un bord d’attaque et un bord de fuite, caractérisée en ce que le renfort fibreux du corps d’aube est constituée par une texture fibreuse selon l’invention.

L’invention a encore pour objet un procédé de tissage d’une structure fibreuse destinée à former le renfort fibreux d’une aube en matériau composite comprenant un renfort fibreux densifié par une matrice, la structure fibreuse étant tissée en une seule pièce par tissage tridimensionnel ou multicouche entre une première pluralité de couches de fils ou torons s’étendant selon une direction longitudinale et une deuxième pluralité de couches de fils ou torons s’étendant selon une direction transversale, la texture comprenant une partie de pale d’aube s’étendant selon la direction transversale entre un premier bord correspondant à un bord d’attaque de l’aube et un deuxième bord correspondant à un bord de fuite de l’aube, le procédé comprenant le tissage d’une première partie avec au moins trois couches de fils de la première pluralité de fils et au moins trois couches de fils de la deuxième pluralité de fils, caractérisé en ce qu’il comprend en outre le tissage d’au moins une deuxième partie présente au niveau du premier ou deuxième bord de la partie de pale d’aube de la texture fibreuse, la deuxième partie comportant seulement deux couches de fils de la première pluralité de fils et deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils, des fils des deux couches de fils de la première pluralité de fils liant des fils de la deuxième pluralité de fils sur les deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils suivant une fréquence de liage déterminée.

Selon une caractéristique particulière du procédé de l’invention, celui-ci comprend le tissage d’une deuxième partie présente au niveau du premier bord de la partie de pale d’aube de la texture fibreuse, la deuxième partie comportant seulement deux couches de fils de la première pluralité de fils et deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils, des fils des deux couches de fils de la première pluralité de fils liant des fils de la deuxième pluralité de fils sur les deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils suivant une première fréquence de liage déterminée et le tissage d’une troisième partie présente au niveau du deuxième bord de la partie de pale d’aube de la texture fibreuse, la troisième partie comportant seulement deux couches de fils de la première pluralité de fils et deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils, des fils des deux couches de fils de la première pluralité de fils liant des fils de la deuxième pluralité de fils sur les deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils suivant une deuxième fréquence de liage, la deuxième partie présentant une première densité en fils de la deuxième pluralité de fils et la troisième partie présentant une deuxième densité en fils de la deuxième pluralité de fils supérieure à la première densité, la première fréquence de liage dans la deuxième partie étant supérieure à la deuxième fréquence de liage dans la deuxième zone. Dans un exemple de mise en oeuvre particulier du procédé, chaque fil de la première pluralité de fils lie des fils de la deuxième pluralité de fils suivant une armure de type multi-toile dans la deuxième partie et suivant une armure de type multi-satin dans la troisième partie.

Selon une autre caractéristique particulière du procédé de l’invention, la deuxième partie comprend une première zone présentant une première densité en fils de la deuxième pluralité de fils et une deuxième zone présentant une deuxième densité en fils de la deuxième pluralité supérieure à la première densité, la fréquence de liage dans la première zone étant supérieure à la fréquence de liage dans la deuxième zone. Dans un exemple de mise en oeuvre particulier du procédé, chaque fil de la première pluralité de fils lie des fils de la deuxième pluralité de fils suivant une armure de type multi-toile dans la première zone et suivant une armure de type multi-satin dans la deuxième zone.

La présente invention concerne aussi un procédé de fabrication d’une aube en matériau composite comprenant les étapes suivantes:

- réalisation d’une structure fibreuse conformément au procédé de tissage d’une structure fibreuse selon l’invention, - mise en forme de la structure fibreuse pour former une préforme fibreuse de l’aube à fabriquer,

- densification de la préforme fibreuse.

Brève description des dessins

[Fig. 1] La figure 1 est une vue schématique illustrant le tissage tridimensionnel d'une structure fibreuse pour la fabrication d'une aube de moteur aéronautique conformément à un mode de réalisation de l'invention,

[Fig. 2A-2D] Les figures 2A à 2D représentent, suivant la coupe ll-ll sur la figure 1 , les différents plans successifs d'armure de tissage d’une portion de la structure fibreuse de la figure 1 destinée à former une partie du bord d’attaque de l’aube,

[Fig. 3A-3D] Les figures 3A à 3D représentent, suivant la coupe lll-lll sur la figure 1 , les différents plans successifs d'armure de tissage d’une portion de la structure fibreuse de la figure 1 destinée à former une partie du bord de fuite de l’aube,

[Fig. 4] La figure 4 est une vue schématique en perspective d’une préforme fibreuse d’aube issue de la structure fibreuse de la figure 1 ,

[Fig. 5] La figure 5 est une vue schématique en perspective d’une aube en matériau composite obtenue par densification par une matrice de la préforme de la figure 4.

Description des modes de réalisation

L'invention s'applique d'une manière générale à la réalisation de corps d’aube ou d’aubes en matériau composite réalisées à partir d’une texture fibreuse obtenue par tissage tridimensionnel (3D) ou multicouche. Des exemples non limitatifs de telles aubes sont notamment les aubes de soufflante, les aubes directrices de sortie (appelées OGV pour « Outlet Guide Vane »), les aubes directrices d’entrée (appelées IGV pour « Inlet Guide Vane »), les aubes à angle de calage variable (appelées V SV pour « Variable Stator Vane »), etc.

Un procédé de fabrication d’une structure fibreuse conforme à l’invention est décrit en relation avec la fabrication d’une aube de soufflante de turbomachine. La structure fibreuse de l’invention est obtenue par tissage tridimensionnel ou par tissage multicouche.

Par "tissage tridimensionnel" ou "tissage 3D", on entend ici un mode de tissage par lequel certains au moins des fils de chaîne lient des fils de trame sur plusieurs couches de trame.

Par "tissage multicouche", on désigne ici un tissage 3D avec plusieurs couches de trame dont l'armure de base de chaque couche est équivalente à une armure de tissu 2D classique, tel qu'une armure de type toile, satin ou sergé, mais avec certains points de l'armure qui lient les couches de trame entre elles.

La réalisation de la structure fibreuse par tissage 3D ou multicouche permet d'obtenir une liaison entre les couches, donc d'avoir une bonne tenue mécanique de la structure fibreuse et de la pièce en matériau composite obtenue, en une seule opération textile.

Un exemple de tissage tridimensionnel est le tissage à armure interlock. Par "tissage à armure interlock", on entend ici une armure de tissage 3D dont chaque couche de chaîne lie plusieurs couches de trames avec tous les fils de la même colonne de chaîne ayant le même mouvement dans le plan de l'armure.

Il peut être souhaitable d'utiliser des fils de natures chimiques différentes entre différentes parties de la structure fibreuse, notamment entre cœur et peau pour conférer des propriétés particulières à la pièce en matériau composite obtenue, notamment en termes de résistance à l'oxydation ou à l'usure.

Ainsi, dans le cas d'une pièce en matériau composite thermostructural à renfort de fibres réfractaires, on pourra utiliser une préforme avec des fibres de carbone dans le cœur et des fibres en céramique, par exemple en carbure de silicium (SiC), en surface afin d'accroître la résistance à l'usure et à l’oxydation de la pièce composite au niveau de cette partie de surface.

Un exemple de réalisation d'une structure fibreuse conformément à l'invention est maintenant décrit. Dans cet exemple, le tissage est réalisé sur un métier de type Jacquard.

La figure 1 montre très schématiquement une structure fibreuse 200 destinée à former le renfort fibreux d’une aube de moteur aéronautique. La structure fibreuse 200 est obtenue par tissage tridimensionnel, ou tissage 3D, ou par tissage multicouche réalisé de façon connue au moyen d'un métier à tisser de type jacquard sur lequel on a disposé un faisceau de fils ou torons de chaînes 201 en une pluralité de couches, les fils de chaînes liant des fils ou torons de trame 202 également disposés en une pluralité de couches. Un exemple détaillé de réalisation d’une préforme fibreuse destinée à former le renfort fibreux d’une aube pour moteur aéronautique est notamment décrit en détails dans les documents US 7 101 154, US 7241 112 et WO 2010/061140.

La structure fibreuse 200 est tissée sous forme d'une bande s’étendant de façon générale dans une direction D _c correspondant à la direction des fils de chaîne 201 et de la direction longitudinale de l’aube à réaliser. La structure fibreuse présente une épaisseur suivant une direction D _e qui est variable à la fois dans la direction D _c et dans une direction D _T perpendiculaire à la direction D _c et correspondant à la direction des fils de trame 202. Les variations d’épaisseur sont déterminées en fonction de l’épaisseur longitudinale et du profil de la pale de l’aube à réaliser. Dans sa partie destinée à former une préforme de pied, la structure fibreuse 200 présente dans la direction D _c une partie de surépaisseur 203 déterminée en fonction de l’épaisseur du pied de l’aube à réaliser. La structure fibreuse 200 se prolonge par une partie d’épaisseur décroissante 204 destinée à former l’échasse de l’aube puis par une partie 205 destinée à former la pale de l’aube. La structure fibreuse 200 est tissée en une seule pièce et doit présenter, après découpe des fils non tissés, la forme et les dimensions quasi-définitives de l’aube (« net shape »). A cet effet, dans les parties de variations d’épaisseur de la structure fibreuse, comme dans la partie d’épaisseur décroissante 204, la diminution d’épaisseur de la préforme est obtenue en retirant progressivement des couches de chaîne et de trame au cours du tissage.

La partie 205 présente dans la direction D _T un profil à épaisseur variable entre son bord 205a destiné à former le bord d’attaque de l’aube et son bord 205b destiné à former le bord de fuite de l’aube à réaliser, une portion de surépaisseur (portion 212 sur la figure 1 ) étant présente entre les bords 205a et 205b.

La partie 205 comporte une première portion 212 constituant la majorité de la partie 205. La portion 212 est située entre une deuxième portion 210 et une troisième portion 211 correspondant respectivement aux bords 205a et 205b de la partie 205. La première portion 212 n’ayant pas besoin d’être fine, elle est réalisée par tissage tridimensionnel, entre au moins trois couches de fils de chaîne et au moins trois couches de fils de trame.

Conformément à l’invention, les bords 205a et 205b de la partie 205 présente chacun une épaisseur suivant la direction D _e significativement inférieure à celle de la portion 212 afin de permettre la formation d’une aube avec un bord d’attaque et un bord de fuite très fins. Plus précisément, les portions 210 et 211 sont tissées avec seulement deux couches de fils de chaîne et deux couches de fils de trame, ce qui permet d’atteindre une épaisseur minimale tout en conservant des propriétés mécaniques suffisantes pour assurer une tenue mécanique des bords d’attaque et de fuite de l’aube finale.

Toujours conformément à l’invention, dans les portions 210 et 211 , les fils des deux couches de fils de chaîne lient des fils des deux couches de fils de trame suivant une fréquence de liage déterminée afin de s’adapter à la densité de fils de trame dans la partie de la texture fibreuse considérée. Plus précisément, si la portion considérée comporte une faible densité en fils de trame qui se mesure par le nombre de fils de trame par centimètre et qui se matérialise par des colonnes de fils de trame plus espacées, on utilise une armure de tissage avec une fréquence de liage des fils de chaîne élevée afin d’éviter un tissage trop lâche nuisible à la tenue mécanique de l’aube finale. A l’inverse, si la portion considérée comporte une forte densité en fils de trame, on utilise une armure de de tissage avec une fréquence de liage des fils de chaîne moins élevée pour lier les fils de trame. A titre d’exemple non limitatif, la densité en fils de trame est considérée comme faible lorsqu’elle le nombre de fils de trame suivant la direction D _c et par couche de trame est inférieur ou égale à 3,33 fils de trame par centimètre tandis que la densité en fils de trame est considérée comme élevée lorsque le nombre de fils de trame est supérieur à 3,33 fils par centimètre.

Dans l’exemple décrit ici, la texture fibreuse 200 comporte une densité de fils de trame plus élevée dans la deuxième portion 210 correspondant au bord 205a de la partie 205 que dans la troisième portion 211 correspondant au bord 205b de la partie 205. Par conséquent, la portion 211 est tissée avec une armure de tissage ayant une fréquence de liage des fils de chaîne supérieure à la fréquence de liage de l’armure de tissage utilisée pour tisser la portion 210. Les figures 2A à 2D représentent les différents plans successifs d'une armure de tissage utilisée dans la portion 210 qui comprend deux couches de fils de trame Ti et T ₂ . Les fils de chaîne 2011 et 202 ₂ appartiennent respectivement à deux couches de fils de chaîne. L’armure de tissage correspond ici à une armure multi-sergé avec un pas de 4. Les fils de chaîne 201 ₁ et 201 ₂ représentés sur les figures 2A à 2D ont une fréquence de liage peu élevée en raison de la densité de fils de trame élevée dans la portion 210.

Les figures 3A à 3D représentent les différents plans successifs d'une armure de tissage utilisée dans la portion 211 qui comprend deux couches de fils de trame T ₃ et T ₄ . Les fils de chaîne 201 ₃ et 202 ₄ appartiennent respectivement à deux couches de fils de chaîne. L’armure de tissage correspond ici à une alternance, c’est-à-dire un plan d’armure sur deux, entre une armure multi-toile et une armure multi-sergé avec un pas de 4. Les fils de chaîne 201 ₃ et 201 ₄ représentés sur les figures 3A ont 3D a une fréquence de liage élevée et supérieure à la fréquence de liage dans la portion 210 en raison de la densité de fils de trame moins élevée dans la portion 211.

Les armures de tissage représentées sur les figures 2A à 2D et 3A à 3D ne sont que des exemples d’armures ayant des fréquences de liage de fils de chaîne différentes adaptés à la densité de fils de trame. D’autres armures de tissage définies à partir d’une armure multi-sergé, d’une armure multi-toile, ou d’un mélange de ces deux types d’armure peuvent être utilisées.

Par ailleurs, dans une même portion de la texture fibreuse, comme par exemple la portion 210 ou la portion 211 , la densité en fils de trame peut varier notamment suivant la direction D _c . Dans ce cas, une première zone de cette portion présentant une faible densité en fils de trame est tissée avec une armure de tissage ayant une fréquence de liage des fils de chaîne élevée tandis qu’une deuxième zone de la même portion présentant une densité en fils de trame plus importante que dans la première zone est tissée avec une armure de tissage ayant une fréquence de liage des fils de chaîne inférieure à la fréquence de liage de l’armure dans la première zone.

Dans l’exemple décrit ici, la première portion 212 est tissée avec une armure interlock entre au moins trois couches de fils de chaîne et trois couches de fils de trame. La réduction d’épaisseur suivant la direction D _e des deuxième et troisième portions 210, 211 est obtenue en retirant progressivement des fils de trame et des fils de chaîne dans la première portion 212 au voisinage de sa jonction avec les des deuxième et troisième portions 210, 211 .

Une fois le tissage de la structure fibreuse 200 achevé, on découpe les fils non tissés au niveau des bordures de la structure. On obtient alors la préforme fibreuse 300 illustrée sur la figure 4 et tissée en une seule pièce. La préforme 300 comporte une partie de surépaisseur 303, correspondant à la partie 203 de la structure fibreuse 200, prolongée par une partie d’épaisseur décroissante 304 correspondant à la partie 204 de la structure fibreuse 200. La préforme 300 comprend également une partie de pale 305 correspondant à la partie 205 de la structure fibreuse 200 qui s’étend suivant la direction D _T entre une partie de bord d’attaque 305a et une partie de bord de fuite 205b correspondant respectivement aux bords 205a et 205b de la structure fibreuse 200. La partie de pale 305 présente en outre suivant la direction D _T une portion de surépaisseur 305e correspondant la portion 212 de la structure fibreuse 200. La partie de bord d’attaque 305a et la partie de bord de fuite 305b présentent suivant la direction D _e des épaisseurs e305a et e305b respectivement qui sont bien inférieures à l’épaisseur e305c de la portion de surépaisseur 305e.

On procède ensuite à la densification de la préforme fibreuse 300 afin de former une aube 10 en matériau composite illustrée sur la figure 5. La densification de la préforme fibreuse destinée à former le renfort fibreux de la pièce à fabriquer consiste à combler la porosité de la préforme, dans tout ou partie du volume de celle-ci, par le matériau constitutif de la matrice. Cette densification peut être réalisée de façon connue en soi suivant le procédé par voie liquide (CVL) ou le procédé par voie gazeuse (CVI), ou le procédé d’injection de charge céramique (Slurry Cast) ou le procédé d’imprégnation d’un alliage de silicium (Ml ou RMI) ou encore suivant un enchaînement d’un ou plusieurs de ces procédés.

Le procédé par voie liquide consiste à imprégner la préforme par une composition liquide contenant un précurseur du matériau de la matrice. Le précurseur se présente habituellement sous forme d'un polymère, tel qu'une résine époxyde à hautes performances, éventuellement dilué dans un solvant. La préforme est placée dans un moule pouvant être fermé de manière étanche avec un logement ayant la forme de l’aube finale moulée. Ensuite, on referme le moule et on injecte le précurseur liquide de matrice (par exemple une résine) dans tout le logement pour imprégner toute la partie fibreuse de la préforme.

La transformation du précurseur en matrice, à savoir sa polymérisation, est réalisée par traitement thermique, généralement par chauffage du moule, après élimination du solvant éventuel et réticulation du polymère, la préforme étant toujours maintenue dans le moule ayant une forme correspondant à celle de la pièce à réaliser.

Dans le cas de la formation d'une matrice carbone ou céramique, le traitement thermique consiste à pyrolyser le précurseur pour transformer la matrice en une matrice carbone ou céramique selon le précurseur utilisé et les conditions de pyrolyse. A titre d'exemple, des précurseurs liquides de céramique, notamment de SiC ou SiCN, peuvent être des résines de type polycarbosilane (PCS) ou polytitanocarbosilane (PTCS) ou polysilazane (PSZ), tandis que des précurseurs liquides de carbone peuvent être des résines à taux de coke relativement élevé, telles que des résines phénoliques. Plusieurs cycles consécutifs, depuis l'imprégnation jusqu'au traitement thermique, peuvent être réalisés pour parvenir au degré de densification souhaité.

Selon un aspect de l'invention, dans le cas notamment de la formation d’une matrice organique, la densification de la préforme fibreuse peut être réalisée par le procédé bien connu de moulage par transfert dit RTM ("Resin Transfert Moulding"). Conformément au procédé RTM, on place la préforme fibreuse dans un moule présentant la forme extérieure de la pièce à réaliser. Une résine thermodurcissable est injectée dans l'espace interne du moule qui comprend la préforme fibreuse. Un gradient de pression est généralement établi dans cet espace interne entre l'endroit où est injectée la résine et les orifices d'évacuation de cette dernière afin de contrôler et d'optimiser l'imprégnation de la préforme par la résine.

La densification de la préforme peut encore être réalisée par imprégnation de polymère et pyrolyse (PI P), ou par imprégnation d’une barbotine (« slurry cast »), contenant par exemple du SiC et des liants organiques, suivie d’une infiltration avec du silicium liquide (« Melt infiltration »).

La densification de la préforme fibreuse peut-être également réalisée, de façon connue, par voie gazeuse par infiltration chimique en phase vapeur de la matrice (CVI). La préforme fibreuse correspondant au renfort fibreux de l’aube à réaliser est placée dans un four dans lequel est admise une phase gazeuse réactionnelle. La pression et la température régnant dans le four et la composition de la phase gazeuse sont choisies de manière à permettre la diffusion de la phase gazeuse au sein de la porosité de la préforme pour y former la matrice par dépôt, au cœur du matériau au contact des fibres, d'un matériau solide résultant d'une décomposition d'un constituant de la phase gazeuse ou d'une réaction entre plusieurs constituants, contrairement aux conditions de pression et températures propres aux procédés CVD ("Chemical Vapor Déposition") qui conduisent exclusivement à un dépôt à la surface du matériau.

La formation d’une matrice SiC peut être obtenue avec du méthyltrichlorosilane (MTS) donnant du SiC par décomposition du MTS tandis qu’une matrice carbone peut être obtenue avec des gaz hydrocarbures tels que méthane et/ou propane donnant le carbone par craquage.

Une densification combinant voie liquide et voie gazeuse peut être également utilisée pour faciliter la mise en œuvre, limiter les coûts et les cycles de fabrication tout en obtenant des caractéristiques satisfaisantes pour l'utilisation envisagée.

Les procédés de densification décrits ci-avant permettent de réaliser, à partir de la structure fibreuse de l’invention, principalement des pièces en matériau composite à matrice organique (CMO), à matrice carbone (C/C) et à matrice céramique (CMC).

Dans le cas de la réalisation d’une pièce en matériau composite oxyde/oxyde, la structure fibreuse est imprégnée avec une barbotine chargée de particules d’oxyde réfractaire. Après élimination de la phase liquide de la barbotine, la préforme ainsi obtenue est soumise à un traitement thermique afin de fritter les particules et obtenir une matrice d’oxyde réfractaire. L’imprégnation de la structure peut être réalisée avec des procédés utilisant un gradient de pression, comme les procédés de type moulage par injection dits « RTM » ou aspiration de poudre submicronique dits « APS ».

Après densification, on obtient une aube 10 en matériau composite qui, comme illustré sur la figure 5, comporte dans sa partie inférieure un pied 103 formé par la partie de surépaisseur 303 de la préforme fibreuse 300 qui se prolonge par une échasse 104 formée par la partie d’épaisseur décroissante 304 de la préforme 300 et une pale 105 formée par la partie de pale 305 de la préforme fibreuse 300. La pale 105 comporte un bord d’attaque 105a et un bord de fuite 105b correspondant respectivement aux parties de bord d’attaque 305a et de bord de fuite 305b de la préforme fibreuse 300 et une portion de surépaisseur 105e correspondant à la portion de surépaisseur 305e de la préforme fibreuse 300. Le bord d’attaque 105a et le bord de fuite 105b présentent une épaisseur très faible car le renfort fibreux dans ces parties de l’aube ne comprennent que deux couches de fils de trame liées entre elles par seulement deux couches de fils de trame comme expliqué précédemment. En outre, la tenue mécanique de ces parties de très faible épaisseur est optimisée en adaptant la fréquence de liage en fonction de la densité en fils de trame. La structure fibreuse et son procédé de fabrication selon la présente invention peuvent notamment être utilisés pour réaliser des aubes de turbomachine présentant une géométrie plus complexe que l’aube représentée sur la figure 5, comme des aubes comportant, en outre de celle de la figure 5, une ou plusieurs plateformes permettant de réaliser des fonction comme celles d’étanchéité de veine, d’anti-basculement, etc.. La structure fibreuse et son procédé de fabrication selon la présente invention peuvent par exemple être utilisés pour la fabrication de secteurs d’aube pour des distributeurs ou redresseurs de turbine à gaz.