Ces structures sont particulièrement sollicitées, car, outre leur résistance à des températures qui peuvent atteindre ou dépasser 3000°C, elles doivent conserver de bonnes propriétés mécaniques, ceci étant particulièrement le cas pour les divergents de tuyère qui ont aussi une fonction structurale de reprise de la poussée mais également pour les boucliers qui « freinent » le véhicule.

De plus, on demande à ces structures d'avoir une fonction aérodynamique, c'est-à-dire d'assurer un bon écoulement des gaz et donc de conserver une forme inchangée malgré les effets de l'ablation due aux températures élevées.

Les matériaux utilisés pour ces types de structures sont souvent des matériaux composites thermostructuraux composés par exemple de fibres de Si02, « Nextel », SiC ou de carbone (pour les plus hautes températures) disposés sous forme de fils, de tissus 2D ou mme de préformes textiles 3D.

Les matrices peuvent tre céramiques à base de Si02, SiC ou C, ou bien à base de résines à haut taux de coke comme les résines phénoliques ou furaniques, ou certaines résines silicones qui, lors de la pyrolyse, donnent suivant le cas, du carbone ou de la silice.

La présente invention concerne plus particulièrement les structures constituées ou recouvertes d'une succession de couches inclinées formées de fibres noyées dans une matrice appropriée, les couches formant un angle a déterminé par rapport au flux aérodynamique rasant.

Ce type d'architecture est bien connu.

US 3140968 décrit un procédé permettant de réaliser une structure, communément appelée « clino », consistant en un enroulement hélicoïdal autour d'un mandrin d'une bande, suivant des couches successives toutes inclinées d'un certain degré par rapport à une génératrice du mandrin, le premier tour d'enroulement étant réalisé en appui sur une cale de départ donnant l'angle d'inclinaison des couches successives.

Le matériau enroulé sur le mandrin est une bande de fibres pré- imprégnées et plus précisément une bande de tissu dont les fils de chaîne et de trame font avec l'axe de la bande un angle différent de 0 et de 90° respectivement. II faut en effet que lors de l'enroulement de la bande sur le mandrin, cette bande puisse se déformer, le bord côté mandrin de la bande étant soumis à contraction et le bord externe à extension.

Une première difficulté de cette technique est la réalisation d'une bande apte à un tel bobinage.

Les fournisseurs de fibres ou de tissus destinés à un tel usage, généralement des tissus 2d 0/90, délivrent leurs produits sous forme de rouleaux. Il faut, dès lors, découper en biais dans ces rouleaux des morceaux de bande selon l'orientation des fibres que l'on souhaite et, ensuite, mettre bout à bout ces morceaux soit par couture, soit par un adhésif, soit en utilisant le pouvoir collant de la résine d'imprégnation des fibres comme dans US 3 140 968.

Toutefois, ces diverses méthodes présentent l'inconvénient de provoquer des surépaisseurs localisées au droit des zones de jonction des tronçons de bande.

Pour remédier à ce problème, d'autres solutions ont été imaginées.

Ainsi, dans FR 2 569 237 et US 3 960 626, il est proposé des bandes spéciales à franges et dans US 3 583 275 les bandes sont des tresses.

Cependant, ces solutions sont trop spécifiques et marginales et s'avèrent coûteuses.

Par ailleurs, les structures « clino », qu'elles soient de révolution ou non, ont souvent un profil en long, c'est-à-dire pris dans un plan contenant l'axe de symétrie de la structure ou l'axe de rotation du support sur lesquels est bobinée la structure, variable.

Or, lors de la dépose par bobinage sur un support d'une bande fibreuse généralement pré-imprégnée, pour la réalisation d'un « clino », il est fait appel à un galet presseur destiné à assurer la maîtrise des espaces entre les différentes couches, c'est-à-dire la maîtrise de l'épaisseur des plis, en sorte d'obtenir la plus faible porosité possible du produit fini.

Un tel galet presseur pose des problèmes dans le cas de dépose sur une surface dont la génératrice n'est pas parallèle à l'axe de rotation du support.

En effet, quand on veut faire rouler un galet cylindrique sur une surface non-plane, on génère des glissements et éventuellement des arrachements de fibres de la bande.

Une solution consisterait à constituer le galet cylindrique à l'aide de rondelles empilées sur un axe, ce qui permettrait d'avoir des rotations différentielles des diverses rondelles, mais de tels galets sont inutilisables pour la dépose de bandes fibreuses pré-imprégnées du fait qu'ils se salissent très rapidement, des fragments de fibres et de résine se glissant entre les rondelles et rendant rapidement inutilisable ledit galet.

Enfin, il faut souligner la difficulté de réaliser en « clino » des pièces de révolution de petit diamètre pouvant descendre à 50 mm, voire 30 mm du fait de la déformation très importante à faire subir aux bandes, le problème étant le mme pour des pièces non de révolution mais à petit rayon de courbure.

Les produits réalisés par les techniques connues sont de qualité moyenne car il se forme des strates plissés et, au final, les propriétés thermiques, ablatives et mécaniques sont mal maîtrisées et dispersées.

La présente invention vise à améliorer la fabrication de structures en matériaux « clino », notamment la qualité et le contrôle de la dépose et de la déformation de la bande fibreuse sur le support de bobinage constitué soit par

la surface de l'objet à revtir, soit par un mandrin aux formes et dimensions de la pièce à réaliser, mme pour de petits rayons de courbure. L'invention vise également à permettre de faire varier à volonté l'angle a d'inclinaison des couches par rapport à la surface de dépose ou au contraire à conserver constant l'angle a d'inclinaison par rapport à une surface de dépose à profil évolutif.

L'invention vise également à automatiser le dépôt de la bande fibreuse.

A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de dépose sur un support de couches fibreuses successives inclinées, à partir d'une bande continue bobinée sur ledit support, caractérisé en ce qu'il consiste : à disposer au préalable la bande fibreuse continue entre deux séparateurs, à acheminer par un système de délivrance appropriée l'ensemble bande-séparateurs à un poste de guidage- présentation où le séparateur dit interne recouvrant la face de la bande destinée à tre plaquée sur la couche qui vient d'tre déposée est détaché de la bande, puis à déposer la bande et son séparateur dit externe sur ladite couche à l'aide d'un dispositif applicateur pressant la bande contre ladite couche précédente, l'entraînement de la bande étant assuré par la rotation du support, cependant que la traction exercée sur ladite bande et son séparateur externe est contrôlée à la fois par le couple moteur appliqué audit support et par le freinage dudit système de délivrance de l'ensemble bande-séparateurs, -le séparateur externe étant détaché de la bande déposée après accompagnement de cette dernière sur une fraction de tour.

Un tel procédé permet de déposer une bande fibreuse en tension sur le support bobiné sans générer de déformation liée à cette dépose en tension du fait que l'effort de traction sur la bande exercé par le couple moteur appliqué au support rotatif est transmis au séparateur externe qui reste plaqué contre la bande au moment de son contact avec le

support via le dispositif applicateur-presseur, ledit séparateur continuant à plaquer la bande en cours de dépose au moins sur une fraction de tour et contribuant ainsi à une bonne maîtrise des espaces entre les différentes couches, c'est-à-dire une épaisseur de pli constante, sans plissage et avec la plus faible porosité de l'empilage des couches.

La régulation de la tension exercée sur la bande peut tre contrôlée automatiquement par un asservissement prenant en compte la nature de la bande à déposer, le diamètre du support à bobiner, la tension de la bande étant d'autant plus importante que ledit diamètre diminue.

Cette régulation peut tre opérée en prenant en compte comme paramètre, le couple moteur appliqué au support rotatif, le freinage exercé sur la bande au niveau du système de délivrance de l'ensemble bande-séparateurs, ainsi que la tension de rembobinage du séparateur externe.

Suivant une autre caractéristique du procédé de l'invention, la dépose de la bande fibreuse est réalisée à l'aide d'un dispositif applicateur- presseur constitué d'un rouleau cylindrique monté mobile suivant trois axes de liberté, à savoir un premier axe parallèle à l'axe de rotation du support, un deuxième axe orthogonal à l'axe de rotation du support et un axe de rotation dudit rouleau orthogonal audits premier et deuxième axes, ledit rouleau cylindrique étant par ailleurs formé d'un empilage de galets individuels libres en rotation permettant ainsi de bobiner sur un support à profil évolutif ou non sans glissement entre le rouleau et l'ensemble bande-séparateur, chaque galet individuel adaptant automatiquement sa vitesse de rotation en fonction du rayon du support. Un tel rouleau par ailleurs, ne s'encrasse pas puisqu'il n'est pas en contact direct avec le tissu pré-imprégné.

Afin de faciliter encore la déformation de la bande à sa dépose, le rouleau à galets multiples présente un axe qui peut tre légèrement incliné, de l'ordre de quelques degrés, par rapport à un plan contenant l'axe de rotation du support et passant par le centre dudit rouleau.

Suivant une autre caractéristique du procédé de l'invention appliqué à la dépose d'une bande continue constituée d'un tissu de fibres pré- imprégnées à fils de chaîne et de trame présentant une orientation par rapport à l'axe longitudinal de la bande différente respectivement de 0° et 90°, on réalise une bande continue formée de tronçons aboutés sans surépaisseur en procédant à la fabrication de l'ensemble bande- séparateurs par exemple de la manière suivante.

A partir d'une bande du commerce de largeur standard d'un tissu de fibres pré-imprégnées revtu sur chaque face d'un film séparateur approprié, on découpe en biais les bandes d'une largeur déterminée qui sont ensuite aboutées, ainsi que les sections de séparateur associées, et au droit de chaque jonction entre sections de séparateur est rapporté sur chaque face de l'ensemble un élément adhésif chevauchant les séparateurs en regard. Puis, l'ensemble bande-séparateurs ainsi constitué est redécoupé suivant des bandes étroites parallèlement à l'axe dudit ensemble.

Les bandelettes ainsi obtenues sont ensuite aboutées de la mme manière que précédemment pour atteindre la longueur de bande à déposer désirée, cette longueur pouvant atteindre plusieurs milliers de mètre, pour une largeur de quelques dizaines de millimètres, dépendant de l'épaisseur du « clino » à bobiner et de l'angle d'inclinaison des couches de ce dernier.

La bande continue ainsi obtenue, avec ses séparateurs, est bobinée sur une bobine munie d'un système de dévidage à freinage contrôlé.

La bande fibreuse ainsi obtenue ne présente aucune surépaisseur puisque les tronçons sont simplement aboutés et la solidarisation entre tronçons est obtenue par les séparateurs flanquant la bande fibreuse qui, bien qu'étant eux-mmes sous forme de sections aboutées, sont liés en chaîne les uns les autres par les éléments adhésifs qui les chevauchent.

Une telle bande peut tre mise en place sans problème grâce au procédé de dépose de l'invention puisque la traction exercée sur la

bande est en fait supportée par le séparateur externe qui « accompagne » la bande au moment de sa dépose lui épargnant ainsi d'tre soumise à la traction tout en lui permettant de se déplacer librement et de manière optimale à hauteur du dispositif applicateur pressant la bande sur la couche précédente.

On peut ainsi déposer une largeur de bande constante en conservant une épaisseur de couche constante et sans aucun plissement.

D'autres caractéristiques et avantages du procédé de l'invention ressortiront de la description qui va suivre données à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels : - Figure 1 est une vue en coupe axiale schématique d'un mandrin portant un revtement « clino » ; - Figure 2 est une vue schématique d'un dispositif de réalisation d'un « clino » conformément au procédé de l'invention ; - Figure 3 représente un rouleau de dépose segmenté selon l'invention ; - Figure 4 représente un rouleau segmenté présentant une légère inclinaison de son axe par rapport au plan contenant l'axe du support de bobinage et passant par le centre dudit rouleau, et - Figure 5a à 5c illustrent trois étapes de réalisation d'une bande fibreuse continue sans surépaisseur selon l'invention.

Sur la figure 1 on a représenté schématiquement en 1 un mandrin de bobinage d'une structure « clino », présentant deux sections cylindriques 1 a, 1 b de diamètre différent séparées par une section tronconique 1 c.

Une structure « clino » est une structure bien connue formée par un enroulement hélicoïdal d'une bande continue, par exemple une bande de tissu de fibres pré-imprégnées, sur une surface de dépose qui est celle de la pièce à revtir ou celle d'un mandrin aux formes et dimensions de la pièce à réaliser.

La structure « clino » est constituée de couches successives telles que les couches 2 de la figure 1, déposées avec un mme degré a

d'inclinaison par rapport à une génératrice de la surface (cylindrique 1 a) sur laquelle elles sont déposées.

La dépose sur le mandrin 1 de la bande fibreuse pour constituer les couches inclinées 2 est difficile car il faut pouvoir déformer de façon maîtrisée cette bande. II faut également un système adapté de présentation et de déformation de cette bande afin d'obtenir des couches 2 d'épaisseur constante, sans plissements localisés et avec la plus faible porosité possible de l'empilage de couches.

La dépose est encore plus difficile s'il est nécessaire, sur la mme surface cylindrique telle que 1a, de faire varier l'angle a, ou si le profil en long du mandrin 1 varie comme c'est le cas sur la figure 1. Ainsi, si dans la zone tronconique 1 c, on veut déposer des couches telles que 2' présentant un mme angle d'inclinaison a par rapport à la génératrice du tronc de cône 1c. Le problème est encore plus ardu si la surface à recouvrir a un profil évoluant en continu, la surface de dépose étant par exemple un paraboloïde.

Pour palier à ces difficultés, l'invention propose un procédé de dépose dont un dispositif de mise en oeuvre est schématiquement illustré par la figure 2.

Sur cette figure 2, on a schématisé, vu en coupe axiale, un mandrin 1 par exemple analogue à celui de la figure 1, entraîné en rotation autour de son axe 3 par un moteur M, le mandrin étant métallique ou en une mousse de matière plastique appropriée.

Le matériau de dépose sur le mandrin 1 est conformément à l'invention un ensemble 4 formé d'une bande fibreuse continue 5, par exemple d'une longueur de plusieurs centaines, voire milliers de mètres et d'une largeur de quelques dizaines de millimètres, prise en sandwich entre deux films séparateurs 6 et 7 de mmes longueur et largeur.

L'ensemble 4 est stocké sur une bobine d'approvisionnement 8 munie d'un système de dévidage symbolisé en F permettant de freiner de manière contrôlée l'acheminement de l'ensemble 4 vers un jeu 9 de

galets de guidage et présentation de l'ensemble 4 à un poste 10 de dépose de la bande fibreuse 5.

La bande fibreuse 5 peut tre de tous types connus, y compris du type à franges ou en tresse.

Le poste de dépose 10 disposé au-dessus du mandrin 1 comporte un dispositif applicateur chargé de presser la bande 5 contre la couche inclinée précédente qui vient d'tre déposée sur le mandrin et constitué d'un rouleau cylindrique 11 porté par un dispositif schématisé en figure 1, assurant trois degrés de liberté audit rouleau 11.

Le rouleau 11 est, par exemple, monté tourillonnant sur un axe 12 (figure 1) fixé à l'extrémité d'un levier 13 monté rotatif autour d'un axe 14 orthogonal ou plan vertical contenant l'axe 3 du mandrin 1. L'axe 14 est porté par un chariot de bobinage 15 lui-mme porté par une poutre 16 parallèle à l'axe 3 du mandrin, le chariot 15 étant susceptible de se déplacer à la fois verticalement (double flèche W) par rapport à la poutre 16 et horizontalement le long de la poutre (double flèche Y).

Les galets 9 sont munis d'un revtement anti-adhérent, par exemple en « Téflon », et comportent des épaulements de guidage. Ils sont montés en parallèle sur un axe rotatif afin de présenter de manière optimale l'ensemble 4 au rouleau 11 de dépose.

Au droit du galet de sortie 9a de l'ensemble 9, est effectué le détachement de l'un des séparateurs 6,7, en l'occurrence le séparateur dit interne 6 qui se trouve sur la face de la bande 5 destinée à tre plaquée contre la dernière couche déposée sur le mandrin 1.

A cet effet, l'ensemble 4 est pincé entre ledit dernier galet 9a et un galet séparateur 17 à revtement anti-adhérent sur lequel s'enroule le séparateur interne 6 pour tre ensuite rembobiné automatiquement sur une bobine 18.

La bande 5 et le séparateur restant 7, dit séparateur externe, sont dirigés sur le rouleau 11, le séparateur externe étant interposé entre le rouleau 11 et la bande 5.

Sur une fraction de tour du mandrin 1, le séparateur 7 est plaqué contre la bande 5 puis détaché pour tre rembobiné sur la mme bobine 18 que le séparateur interne 6.

La bobine 18 est entraînée par exemple par un moteur pneumatique MP à couple et à vitesse de rotation variable.

Ainsi, la bande 5 est de manière régulière et optimale pressée contre la couche précédente par le séparateur 7 qui fait office de courroie de transmission mue par la rotation du mandrin 1.

La bande fibreuse 5 n'est pas soumise à l'effort de traction qui est la résultante de l'effort moteur généré par le mandrin et de l'effort résistant procuré par le système de dévidage (8, F). Il est facile de contrôler cet effort et d'automatiser la dépose par un système pilote P à commande numérique programmée contrôlant la vitesse de rotation du mandrin 1, le freinage du dispositif F, le rembobinage des séparateurs sur la bobine 18 et commandant les déplacements du chariot 15 et le positionnement du rouleau 11.

La bande fibreuse 5 ne subit comme déformation que celle se développant au moment du placement de la bande sur la couche précédente, la bande passant alors d'une forme rectiligne à une forme cintrée.

L'inclinaison possible de l'axe du rouleau 11 résultant de la possibilité de faire pivoter ce dernier autour de l'axe 14 (double flèche C) autorise la dépose de couches (2,2') suivant une inclinaison constante ou variable par rapport à une surface de dépose cylindrique, ou une dépose suivant une inclinaison constante par rapport à une surface de profil évolutif, soit par palier comme illustré sur la figure 1, soit de manière continue.

Par ailleurs, afin de réduire les frictions entre le rouleau 11 et le séparateur 7 inévitables puisque le rouleau est un corps cylindrique roulant sur une surface tronconique, le rouleau 11 est avantageusement constitué d'un empilage de galets 11'de faible épaisseur et de mme diamètre illustré par la figure 3. Les galets individuels 11'sont libres en rotation sur l'axe commun 12 et sont munis d'un revtement anti-adhérent.

Ainsi, chacun des galets 11'adapte sa vitesse de rotation en fonction de son emplacement le long de l'axe 12 et quel que soit le rayon du mandrin, évolutif comme sur la figure 3, ou non.

La figure 4 met en évidence encore une autre caractéristique du rouleau 11 selon laquelle il est possible de donner à l'axe 12 du rouleau une légère

inclinaison i de l'ordre de 3 à 5'par exemple par rapport au plan contenant l'axe de rotation du mandrin 1 et passant par le centre du rouleau 11.

A cet effet, le rouleau 11 est muni d'un axe de rotation par rapport à la normale du profil dudit mandrin 1. Ceci facilite la déformation de la bande 5 lors du bobinage.

Suivant une autre caractéristique du dispositif de dépose de l'invention un dispositif de chauffe 19 peut tre prévu immédiatement en amont du poste de dépose 10 permettant d'augmenter la pégosité de la résine d'imprégnation des fibres de la bande 5, ainsi que la déformation de cette dernière au moment de se déposer sur le mandrin.

De mme, un dispositif de refroidissement R peut tre prévu en regard du secteur du mandrin 1 où le séparateur 7 est plaqué contre ce dernier, en amont de la zone de détachement dudit séparateur afin de consolider la couche fibreuse qui vient d'tre déposée.

Après réalisation du revtement « clino » sur le mandrin 1, celui-ci est placé en autoclave à des fins de polymérisation de la résine du matériau composite.

Suivant encore une autre caractéristique du procédé de l'invention, la bande fibreuse 5 est une bande continue formée de tronçons aboutés sans surépaisseur, lesdits tronçons étant constitués d'un tissu de fibres pré- imprégnées d'une résine appropriée, à fils de chaîne et de trame présentant une orientation par rapport à l'axe longitudinal de la bande 5 différente de 0° et de 90° respectivement.

Les figures 5a et 5c illustrent un procédé de réalisation d'une telle bande continue 5.

A partir (figure 5a) d'une bande du commerce 20 de largeur standard (par exemple 1200mm) d'un tissu de fibres pré-imprégnées revtu sur chaque face d'un film séparateur en matériau approprié, on découpe en biais (à 45° par exemple) des bandes 21 d'une largeur déterminée, par exemple 500mm, qui sont ensuite aboutées (figure 5b).

Sur la figure 5b on a représenté deux bandes 21 aboutées avec leurs séparateurs respectifs 22 et 23 également aboutés, au droit de la jonction entre les deux bandes 21 étant disposé à cheval sur la face externe des séparateurs 22,23 un élément adhésif 24.

L'ensemble bande-séparateur ainsi constitué est redécoupé (figure 5c) suivant des bandes étroites parallèles aux bords longitudinaux dudit ensemble.

Les bandelettes 25 ainsi obtenues, d'une largeur par exemple comprise entre 50 et 65mm, sont ensuite aboutées comme les tronçons 21 de la figure 5b pour former enfin une bande continue 5 (21) de plusieurs centaines voire de milliers de mètres de long et de quelques dizaines de millimètres de large. Une telle bande est constituée de tronçons bout à bout et sans aucune surépaisseur de tissu de fibres pré-imprégnées, flanqués de tronçons bout à bout et de mme longueur de séparateurs 6,7 (22,23) reliés entre eux par des éléments adhésifs (24) permettant ainsi d'exercer sur la bande fibreuse une traction via les séparateurs sans dissocier les tronçons de bande bout à bout.

Les fibres de la bande peuvent tre de tous types utilisés pour la réalisation d'un « clino », de mme que la résine d'imprégnation.