Dans de nombreux domaines, il est souhaitable de pouvoir renforcer un produit fabriqué, de manière à accroître certaines caractéristiques mécaniques conférées par la matière constitutive mise en oeuvre pour la réalisation dudit produit. Il est ainsi connu d'utiliser des armatures de renforcement en relation avec le ciment, le béton, les matières plastiques et les résines.

Les matériaux composites et pièces composites sont essentiellement composés d'une matrice organique, le plus souvent une résine thermoplastique ou thermodurcie, et d'une armature ou complexe de renforcement.

Il existe différents types d'armature de renforcement. A côté des armatures tissées en laizes de plus ou moins grande largeur, un certain nombre de complexes de renforcement dont la fonction de renfort est exercée par un ensemble de fils et/ou fibres de renfort liés par couture/tricotage ont été développés.

Parmi eux, on peut citer les complexes de renfort unidirectionnels, bidirectionnels, tridimensionnels, ou encore quadri-dimensionnels composés de une à quatre nappes de fils de renfort parallèles entre eux dans chacune des nappes, les nappes étant superposées les unes aux autres sans entrelacement.

On peut également citer, les complexes fibreux à base de mât de fibres courtes ou de fibres longues, éventuellement associé à un non-tissé. A cet effet, on pourra se référer à la gamme de complexes de renforcement ROVICORE'@ commercialisée par la société CHOMARAT COMPOSITES, ces produits étant notamment décrits dans les brevets publiés sous les numéros FR 2 646 442, FR 2 722 802 et accessoirement FR 2 726 297 et à la gamme de complexes de renforcement CORE GLASS'8', également commercialisée par la société CHOMARAT COMPOSITES et notamment décrite dans le brevet publié sous le numéro FR 2 734 847.

Les fils et/ou fibres assurant la fonction de renfort du complexe de renforcement sont liés par des coutures en ligne ou en zigzag grâce à la technique dite « couture/tricotage » en référence aux brevets français publiés sous les numéros FR 1 469 065, FR 1 095 507 et FR 2 048 071.

Un inconvénient des complexes de renforcement de l'art antérieur est que, lors de la fabrication d'une pièce composite ultérieure, la résine est souvent injectée à une telle pression, qu'il existe des risques de chasser les fils et/ou fibres de renfort dans les zones inter-coutures. Il en résulte des déviations desdits fils et/ou fibres de renfort, ce qui peut provoquer un affaiblissement de la fonction de renfort, ou encore, la présence de plis qui entraînent une fragilisation de la pièce composite obtenue.

Dans ce contexte, l'objet de l'invention est de proposer un perfectionnement aux complexes de renforcement de l'art antérieur, précédemment décrits, qui permette de palier ces inconvénients.

Les complexes de renforcement selon l'invention se présentent sous la forme d'une plaque à caractère cohérent et semi-rigide. Par caractère cohérent, il convient de considérer que le complexe selon l'invention est réalisé de manière à présenter une tenue propre et à tre capable de résister à certaines contraintes de manipulation, voire de mise en oeuvre pour l'obtention d'un produit semi-fini ultérieur.

Pour atteindre cet objectif, le complexe de renforcement selon l'invention, destiné à la formation de pièces composites à base de résine thermoplastique ou thermodurcissable injectée, dans lequel la fonction de renfort est principalement exercée par un ensemble de fils ou fibres de renfort liés par couture/tricotage, comporte en outre, une série de fils aptes à exercer une fonction de raidisseur, éventuellement après traitement thermique, répartis dans un ou plusieurs plans parallèles aux grandes faces du complexe de renforcement, de façon à s'étendre, dans chacun de cesdits plans, parallèlement les uns aux autres tout en étant espacés les uns des autres.

Par fils raidisseurs, on entend des fils qui ont pour fonction de renforcer la tenue du complexe et minimiser les risques de chasser les fils/et ou fibres de renfort dans les zones présentes entre les coutures, lors de l'injection de la résine durant la fabrication de pièces composites ultérieures.

Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, sous forme schématique et à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention.

La fig. 1 est une vue schématique, en coupe transversale, d'un complexe de renforcement conforme à l'invention.

La fig. 2 est une vue partielle en perspective illustrant une autre variante de réalisation, avec arrachement, de façon à mettre en évidence les différentes nappes constitutives.

Comme illustré fig. 1, le complexe de renforcement 1 est constitué principalement d'un ensemble 2 assumant la fonction de renfort. Les fibres et/ou fils de renfort de cet ensemble sont liés par couture/tricotage 3. Cet ensemble 2 peut tre organisé en une ou plusieurs couches ou nappes. Cet ensemble 2 confère au complexe 1 une couverture quasi totale, tendant sensiblement vers 100 %, c'est à dire qu'il est non ajouré sur toute sa surface, à l'exception des zones de couture qui entraîne bien souvent une légère déviation des fils.

Selon une de ses caractéristiques essentielles, le complexe selon l'invention, comporte des fils raidisseurs 4, destinés à renforcer la tenue et la cohésion du complexe fibreux, afin d'éviter que, lors de l'injection ultérieure d'une résine, les fils de renfort et/ou fibres de renfort ne s'écartent trop les uns des autres, dans les zones situées entre les coutures.

Par fils raidisseurs 4, on entend, en particulier, des fils qui présentent une raideur comprise entre 1 et 5 mg, de préférence entre 2,5 et 4,5 mg. Cette raideur est mesurée avec un appareil de mesure de la rigidité (en anglais « Bending Resistance/Stiffness tester ») le « Teledyne Gurley » de la société GURLEY PRECISION INSTRUMENTS. Les mesures sont effectuées sur un fil de 4,6 cm de longueur positionné au deuxième trou de l'appareil en partant du bas, les réglages suivants sur l'appareil étant utilisés : length : 1", width : 2", weight position 4", weigth : 200.

Ces fils raidisseurs 4 sont, par exemple, constitués d'une matière fibreuse et d'une matière thermoplastique. Ils correspondent en fait à des fils de renfort ayant préalablement subi une étape d'habillage avec une matière thermoplastique. La matière thermoplastique représente, avantageusement, 5 à 60 % en poids du fil raidisseur. Dans certains cas, la matière thermoplastique utilisée peut avoir la caractéristique de se dissoudre dans la résine ultérieurement injectée comme, par exemple, le PVAC se dissout dans les résines polyester ou vinylester. Le fil à fonction initiale de raidisseur se transforme alors en fil de renfort au sein de la pièce

composite finale et contribue ainsi après son imprégnation à la performance globale de la pièce.

Les fils raidisseurs 4 sont, par exemple, des filaments de renfort comélés avec des filaments thermoplastiques, des fils composés d'une âme fibreuse enrobée d'une matière thermoplastique, ou bien des fils composés d'une âme fibreuse recouverte au moins partiellement d'une poudre thermoplastique.

Les fils raidisseurs peuvent également se présenter sous la forme de fils de renfort préimprégnés ou poudrés avec une résine thermodurcie, du type époxy, phénolique ou polyester notamment, représentant de 1 à 60 % du poids du fil raidisseur.

Selon une autre variante, des fils raidisseurs métalliques, ou des fils synthétiques monobrins, pourront tre utilisés.

Selon une variante de réalisation, le complexe de renforcement 1 selon l'invention peut contenir, non pas des fils raidisseurs présents dans leur état final, mais des fils précurseurs de fils raidisseurs. Dans ce cas, le fil présent devient, après traitement, un fil doté de la raideur voulue. En effet, dans le cas où les fils raidisseurs trouvent leur raideur dans la présence d'une résine thermoplastique ou thermodurcie qui les constitue, il est possible que ces fils soient présents au sein du complexe de renforcement : soit sous forme de fils dont la matière thermoplastique ou thermodurcie est déjà dans un état polymérisé ou réticulé leur conférant la raideur voulue, soit des fils encore souples, par exemple sous forme de fils de renfort poudrés avec une résine thermoplastique ou thermodurcissable, ou de fils de renfort comélés avec des fils de résine thermoplastique, la liaison entre les fils de renfort et la résine n'étant pas encore réalisée.

Ces fils sont alors nommés des fils précurseurs de fils de renfort.

Dans ce cas, lors de l'étape de chauffage mise en oeuvre pour la réalisation d'une pièce composite, il se produit soit un raidissement/polymérisation de la résine dans le cas d'une résine thermoplastique, soit une réticulation dans le cas d'une résine thermodurcissable, accompagné de l'imprégnation du fil de renfort constitutif du fil raidisseur.

Dans la suite du texte, le terme « fils raidisseurs » englobera également les fils précurseurs de fils raidisseurs.

Les couture/tricotage, assurant la liaison du complexe, peuvent tre effectuées en ligne ou en zigzag. L'axe d'une couture est choisi de façon à s'étendre parallèlement à une partie des fils liés par ladite couture. Notamment, les fils raidisseurs s'étendent, de façon avantageuse, parallèlement à l'axe de la couture qui les lie. On utilise, de préférence, une jauge comprise entre 2 et 12 fils/25, 4 mm et une longueur de point comprise entre 2 et 11 mm. Comme fil de couture tricotage permettant de lier les différents éléments du complexe de renforcement, on utilisera de préférence des fils synthétiques relativement fins avantageusement de titre compris entre 100 et 300 dtex (167 dtex par exemple), par exemple des fils de polyester.

Selon une variante de l'invention, non représentée, il est également possible d'inclure, au sein du complexe de renforcement des fils drainants, parallèles entre eux et aux fils raidisseurs 4.

Ces fils drainants ont une fonction de diffuseur pour la résine ultérieurement injectée lors de la fabrication de pièces composites. Par fils drainants, on entend des fils de renfort munis d'un accessoire facilitant le drainage d'une résine injectée dans le complexe de renforcement selon l'invention. L'insertion des fils drainants est avantageuse car, dans le cas de complexes de renforcement selon l'invention présentant une couverture quasi totale, c'est-à-dire dans le cas de complexes non ajourés, des problèmes de disponibilité pour la résine injectée, lors de la fabrication de pièces moulées, peuvent se poser. Or, l'accessoire du fil drainant ménage un espace autour de ce dernier, espace qui servira de passage pour la résine lors de sa diffusion au sein du complexe de renforcement.

Différents types de fils drainants, permettant la formation de passages facilitant la circulation de la résine ultérieurement injectée au sein du complexe de renforcement 1, peuvent tre utilisés.

Selon un premier exemple de réalisation, les fils drainants se présentent sous la forme de renforts, avantageusement en fibres de verre, habillés de fibres de capillarité suffisante pour drainer la résine injectée. Les fibres, jouant le rôle d'accessoire du fil de renfort utilisé peuvent, par exemple, tre des fibres hydrophiles de coton ou des

fibres cellulosiques ou, encore, des fibres en polypropylène, polyester ou polyéthylène téréphtalate. Ces fibres ont un titre avantageusement compris entre 0,1 et 17 décitex. Le poids déposé de ces fibres autour du fil de renfort est, par exemple, compris entre 5 et 50 g pour 100 mètres linéaires. Le fil de renfort seul présente, par exemple, un titre de 1 200 tex et de 1 350 tex après habillage avec les fibres drainantes. Dans ce cas, les fils drainants utilisés peuvent tre qualifiés de fils poilus.

Selon un second exemple de réalisation, les fils drainants se présentent sous la forme de fils guipés, c'est-à-dire de fils de renfort sur chacun desquels un monofilament vient s'enrouler. Le monofilament est, avantageusement, en polyamide, polyéthylène téréphtalate, polypropylène ou métal. Le diamètre de ce monofilament est, de préférence, compris entre 0,1 et 2 mm. Le poids déposé de ce monofilament autour du fil de renfort est, par exemple, compris entre 1 et 50 g pour 100 mètres linéaires. La torsion d'assemblage, quant à elle, est, avantageusement, comprise entre 20 et 200 tours par mètre linéaire.

Selon une autre variante, il peut tre envisagé d'utiliser, en tant que fil drainant, deux fils de renfort, juxtaposés par poudrage avec une poudre thermoplastique ou thermodurcissable compatible avec la résine ultérieurement injectée. Ces deux fils sont de titrage très différent, le titre du plus petit pouvant tendre jusqu'à zéro. A titre d'exemple, un fil de renfort de 1 200 tex collé à un autre fil de renfort de 68 tex, grâce à une poudre thermoplastique, pourra jouer le rôle de réseau de fluage.

Tout comme les fils raidisseurs 4, les fils drainants sont répartis de façon espacée, au sein du complexe de renforcement. Cette répartition est, de préférence, régulière et le pas d'espacement, existant entre les deux fils drainants, est, avantageusement, compris entre 10 et 500 mm.

On choisira, de préférence, de disposer un fil drainant entre deux fils raidisseurs 4. De façon avantageuse, les fils drainants seront espacés selon le mme pas que les fils raidisseurs 4 mais décalés d'un demi-pas par rapport à ces derniers.

Tout comme l'ensemble 2 et les fils raidisseurs 4 les fils drainants sont liés au sein du complexe de renforcement 1, grâce à la couture tricotage 3.

L'ensemble 2 assurant la fonction de renfort peut tre mono-ou multi-couches, c'est à dire constitué d'un seul ou d'une association de structures fibreuses à fonction de renfort.

Il peut tre constitué d'un mat de fibres longues ou courtes. Par fibres courtes, on entend des fibres coupées, d'une longueur comprise entre 1 et 10 cm.

Avantageusement, ces fibres seront en verre, carbone, aramide et présenteront un titre compris entre 5 et 200 dtex. Avantageusement, comme illustré à la Fig. l, l'ensemble 2 comportera deux mats 51 et 52 de fibres, ces mats étant espacés par un non tissé 6, de préférence léger, épais et aéré tel que décrit dans FR 2 646 442. Les fils raidisseurs 4 seront insérés entre le mat 51 et le non-tissé 6. Il pourrait tout aussi bien tre prévu de les insérer au sein du non-tissé ou de l'un des mats ou en surface de l'ensemble 2.

En tant qu'ensemble 2 à base de mat de fibres, on peut citer les renforts des gammes ROVICOREO, CORE GLASS et ROVIMAT commercialisés par la société CHOMARAT COMPOSITES.

L'ensemble 2 peut également tre constitué d'une nappe unique de fils de renfort s'étendant parallèlement les uns aux autres. Dans ce cas, les fils raidisseurs 4 sont répartis au sein de cette nappe. L'ensemble de renfort 2 peut également tre bi, tri ou quadridirectionnel et comporter de 2 à 4 nappes de fils de renfort s'étendant parallèlement les uns aux autres dans chacune des nappes, les nappes étant superposées sans entrelacement. Les fils des différentes nappes se croisent selon des angles, par exemple de 90 ou 45 °. En tant qu'ensemble 2 à base de nappes de fils parallèles, on peut citer les renforts de la gamme DIAGONAL'S et de la gamme ROVIPLY commercialisés par la société CHOMARAT COMPOSITES. La Fig. 2 illustre un exemple de réalisation : l'ensemble 2 est constitué d'une première nappe de fils de renfort 71 parallèles entre eux, d'une deuxième nappe de fils de renfort 72 parallèles entre eux, superposés sans entrelacement sur les fils 71 de la première nappe de façon à former avec ces derniers un angle de 45 ° et d'une troisième nappe de fils de renfort 73 parallèles entre eux, superposés sans entrelacement sur les fils 72 de la deuxième nappe de façon à former avec ces derniers un angle de 90° et un angle de 45° avec ceux de la première nappe. Des fils raidisseurs 4 sont insérés au sein de la deuxième nappe et s'étendent parallèlement aux fils 72 constitutifs de cette dernière. Comme illustré Fig. 2, il peut tre prévu d'intégrer des fils raidisseurs 4 au sein des deux autres nappes.

Les fils de renfort de ces nappes peuvent tre dans une matière choisie parmi les suivantes : verre, basalte, carbone, aramide, synthétique haute performance. Ces fils de renfort possèdent avantageusement un titre compris entre 20 et 1000 tex pour les fils d'aramide, entre 68 et 960 tex pour les fils de verre ou de basalte et entre 68 et 6 000 tex pour les fils de carbone. Ces fils peuvent se présenter sous la forme de monobrins de section droite transversale circulaire ou analogue, de monobrins à caractère plat ou sous une forme multifilamentaire, étalée ou non, à la manière d'une mèche ou, encore organisée pour que les filaments s'étendent parallèlement entre eux. De manière préférée, les fils de renfort sont multifilamentaires. Les fils de renfort peuvent tre avec ou sans torsion. De façon avantageuse, les fils de renfort peuvent également tre voluminisés ou texturés et joueront alors une fonction supplémentaire de réserve pour la matière ou résine thermoplastique ou thermodurcissable qui sera ultérieurement injectée.

L'ensemble 2 peut également associer nappes de fils de renfort parallèles et/ou non tissé et/ou mat de fibres longues ou courtes.

Le complexe de renforcement selon l'invention peut également comporter d'autres éléments tels qu'un voile d'aspect, associé par exemple par collage.

Le complexe 1 selon l'invention se présente sous la forme générale d'une plaque et est donc d'épaisseur sensiblement constante. Les fils raidisseurs 4 s'étendent parallèlement aux grandes faces du complexe de renforcement 1. Les fils raidisseurs peuvent tre tous disposés dans un plan parallèle aux grandes faces du complexe (Fig. 1) ou répartis dans plusieurs plans parallèles aux grandes faces du complexe (Fig. 2). Dans chacun de ces plans, les fils raidisseurs s'étendent parallèlement les uns aux autres. La direction donnée aux fils raidisseurs 4 est choisie en fonction de la façon dont le complexe va tre mis en oeuvre. Lorsque le complexe 1 est destiné à la réalisation de petites pièces composites lors de laquelle la résine est injectée au sein du complexe selon une direction parallèle aux grandes faces du complexe de renforcement 1, les fils raidisseurs 4 sont orientés parallèlement à la direction privilégiée pour l'injection de la résine. Dans la cas de la réalisation de pièces composites de grande longueur, la résine est en général injectée perpendiculairement aux grandes faces du complexe de renforcement 1. Dans ce cas, le choix de l'orientation des fils raidisseurs est moins importante. Dans le cas de

complexes de renforcement 1 épais, constitués de plusieurs couches ou nappes fibreuses, différentes séries de fils raidisseurs peuvent tre intégrées au sein ou entre les différentes nappes de renfort fibreuses constituant le complexe. Dans ce cas, les fils raidisseurs 4 sont, en général, répartis dans au moins deux plans parallèles aux grandes faces du complexe 1. Dans chacun de ces plans, ils s'étendent parallèlement les uns aux autres, selon une direction qui peut tre différente d'un plan à l'autre.

Comme illustré Fig. 2, dans le cas de complexe de renforcement constitué de différentes nappes de fils de renfort s'étendant parallèlement les uns aux autres, les fils de renfort s'étendent parallèlement aux fils de renfort de la nappe à laquelle ils sont intégrés.

Les fils raidisseurs sont répartis de façon espacée, au sein du complexe de renforcement et ce dans chacun des plans parallèles aux grandes faces du complexe dans lesquels ils sont disposés. Cette répartition est, de préférence, régulière et le pas d'espacement existant entre deux fils raidisseurs d'un mme plan est, avantageusement, compris entre 5 et 50 cm. Les fils raidisseurs 4 représentent moins de 10 % du poids total du complexe de renforcement 1.

La liaison des fils raidisseurs avec l'ensemble du complexe de renforcement est également réalisée par couture/tricotage. Chaque fil raidisseur est donc pris dans au moins une couture.

Les complexes de renfort selon l'invention sont fabriqués selon les techniques classiques, bien connues de l'homme du métier de l'industrie textile. On utilise un métier conventionnel de couture tricotage. Les non-tissés sont, par exemple, réalisés au préalable par cardage. Les mats de fibres courtes peuvent tre procédés dans un procédé en continu par coupe de fibres, suivie d'un nappage conventionnel à sec, les nappes de fils de renfort parallèles à l'aide de cylindres dans le sens de production et éventuellement de chariots trameur.

Ainsi, le produit 1 selon l'invention peut tre obtenu de manière simple et propre. Un tel produit 1 est également facilement stockable, manipulable et sa découpe est aisée. Le produit selon l'invention est parfaitement adapté pour servir d'armature de renfort pour des résines ou bitumes. Un tel produit se caractérise néanmoins par une faculté de déforrnation élastique, le rendant éventuellement enroulable.

Par ailleurs, la présence des fils raidisseurs 4 au sein du complexe 1 permet de minimiser les risques d'écartement entre les fils de renfort, lors de l'injection de résine pendant la fabrication de pièces composites. On minimise, ainsi, la présence, dans la pièce, de zones de fragilisation constituées uniquement de résine sans renfort fibreux et on améliore l'homogénéité du matériau obtenu.

Les complexes de renforcement selon l'invention, et en particulier ceux à base de nappes de fils de renfort parallèles, pourront tre utilisés, pour la fabrication de pièces composites non déformables ou peu déformables, avantageusement par infusion ou injection de résine thermoplastique ou thermodurcissable, notamment pour la fabrication de pales d'éoliennes ou de pièces de bateaux.

Les complexes de renforcement selon l'invention, et en particulier ceux à base de mat fibreux, pourront tre utilisés, pour la fabrication de pièces composites déformables, et notamment de pièces industrielles, de pièces de bateaux ou d'automobiles. Ces pièces seront avantageusement fabriquées par pressage basse pression avec injection de résine (RTM) thermoplastique ou thermodurcissable. Les complexes de renforcement selon l'invention, et en particulier ceux à base de mat fibreux, pourront également tre utilisés pour maintenir la forme d'une préforme, formée intermédiairement, dans la fabrication d'une pièce composite.

L'invention ci-dessus n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y tre apportées sans sortir de son cadre.