CA2575735C - Elements allonges renforces tels que des tubes, procede et appareil pour leur fabrication et utilisation de ces elements allonges - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un élément allongé renforcé, son procédé et appareil pour sa fabrication, ainsi que son utilisation. Cet élément allongé renforcé (12) comprend une âme (22) de forme allongée, recouverte d'au moins une couche (33) en matériau composite comprenant une pluralité de rubans (32) enroulés autour de ladite âme, chacun des rubans (32) étant réalisé à l'aide de fils ou de fibres (35) de verre ou de carbone noyés dans une matrice (34) en résine thermoplastique. Cet élément allongé peut être sous forme de tubes de grande longueur utilisable en off-sh.sigma.re.
Description
ELEMENTS ALLONGES RENFORCES TELS QUE DES TUBES, PROCEDE ET APPAREIL POUR LEUR
FABRICATION ET UTILISATION DE CES ELEMENTS ALLONGES
L'invention concerne le domaine technique de fabrication d'éléments allongés, tels que des tubes, par exemples tubes off-shore.
Jusqu'à présent, il a été réalisé la fabrication de tubes en acier très lourds qui ont des problèmes de corrosion en milieu marin, et qui sont également difficiles à souder.
On connaît aussi par le document FR-A-2.031.719 (Société du Verre Textile) déposé le 5 février 1969, un procédé et un dispositif pour l'obtention de produits composés de fibres agglomérées par des résines synthétiques, en particulier, des résines thermoplastiques.
Le procédé et le dispositif décrits dans ce document permettent de préparer directement des profilés pleins ou tubulaires quelles que soient leur section.
BUTS DE L'INVENTION
Le nouveau problème technique à résoudre est de pouvoir fabriquer des tubes de très grande longueur, en général limités uniquement par les dimensions de l'usine ou éventuellement du transport.
Concernant l'invention, il est possible de fabriquer des tubes d'une longueur supérieure à 30 mètres et pouvant aller jusqu'à 100 mètres voire plus.
L'invention n'est pas limitée à la fabrication de tubes de section circulaire mais peut être utilisée pour fabriquer d'autres profilés tels que des profilés de section plate ou carrée, des mats de bateau, des pales d'éolienne.
L'invention permet encore de fabriquer des tubes de manière affranchie de la géométrie de la section du tube. Cette géométrie peut être d'une forme quelconque.
Un autre problème technique que l'invention vise à résoudre est la fabrication de tube à l'aide de résine thermoplastique et non pas thermodurcissable.
L'invention vise ainsi à remplacer les tubes en acier très lourds qui ont des problèmes de corrosion et également difficiles à souder.
...............
FABRICATION ET UTILISATION DE CES ELEMENTS ALLONGES
L'invention concerne le domaine technique de fabrication d'éléments allongés, tels que des tubes, par exemples tubes off-shore.
Jusqu'à présent, il a été réalisé la fabrication de tubes en acier très lourds qui ont des problèmes de corrosion en milieu marin, et qui sont également difficiles à souder.
On connaît aussi par le document FR-A-2.031.719 (Société du Verre Textile) déposé le 5 février 1969, un procédé et un dispositif pour l'obtention de produits composés de fibres agglomérées par des résines synthétiques, en particulier, des résines thermoplastiques.
Le procédé et le dispositif décrits dans ce document permettent de préparer directement des profilés pleins ou tubulaires quelles que soient leur section.
BUTS DE L'INVENTION
Le nouveau problème technique à résoudre est de pouvoir fabriquer des tubes de très grande longueur, en général limités uniquement par les dimensions de l'usine ou éventuellement du transport.
Concernant l'invention, il est possible de fabriquer des tubes d'une longueur supérieure à 30 mètres et pouvant aller jusqu'à 100 mètres voire plus.
L'invention n'est pas limitée à la fabrication de tubes de section circulaire mais peut être utilisée pour fabriquer d'autres profilés tels que des profilés de section plate ou carrée, des mats de bateau, des pales d'éolienne.
L'invention permet encore de fabriquer des tubes de manière affranchie de la géométrie de la section du tube. Cette géométrie peut être d'une forme quelconque.
Un autre problème technique que l'invention vise à résoudre est la fabrication de tube à l'aide de résine thermoplastique et non pas thermodurcissable.
L'invention vise ainsi à remplacer les tubes en acier très lourds qui ont des problèmes de corrosion et également difficiles à souder.
...............
2 Dans la structure off-shore de type métallique, au-delà d'une certaine longueur comme par exemple 1500 m de profondeur, le poids est tellement important que ces structures ne résistent pas à leur propre poids.
L'invention permet aussi de résoudre ce problème.
Selon un premier aspect, la présente invention couvre, à titre de produit nouveau, un élément allongé renforcé, comprenant une âme de forme allongée, recouverte d'au moins une couche à matériau composite comprenant au moins un ruban enroulé autour de ladite âme, chaque ruban étant réalisé à l'aide de fils ou de fibres de renforcement, par exemple des fils ou fibres de verre ou de carbone, noyés dans une matrice en résine thermoplastique, tel qu'obtenu par le procédé ou par l'appareil. Ces fils ou fibres de renforcement sont de préférence continus. Ainsi, les fils ou fibres sont avantageusement de grande longueur en général correspondant sensiblement à la longueur des rubans.
Dans le cadre de l'invention, la résine thermoplastique elle-même est disponible dans le commerce, sous forme de granulés. Egalement , en ce qui concerne la fabrication du ruban utilisé selon l'invention, on peut utiliser le procédé et l'appareil tels que décrits dans le document FR-A-2.031.719 cité
ci-dessus. Naturellement, d'autres techniques. de fabrication de ruban de ce type peuvent être utilisées.
Concernant l'utilisation de résine thermoplastique, la résistance mécanique est beaucoup plus élevée notamment à la résistance aux chocs, par rapport à l'utilisation de résine thermodurcissable.
L'utilisation de résine thermoplastique permet aussi une plus grande facilité de réalisation des tubes.
Comme l'invention fabrique des éléments allongés , tels que des tubes ou éléments tubulaires, avec une résine thermoplastique, leur utilisation doit être limitée dans des lieux où la température ne doit pas excéder 100 C, c'est à dire soit dans le sol, soit en mer où une application intéressante est en off-shore notamment pour les installations pétrolières.
Dans le cas de la réalisation de tubes qui peuvent atteindre une longueur de 100 m, ceux-ci sont ensuite connectés entre eux par des dispositifs connecteurs qui peuvent eux être métalliques de manière à assurer une étanchéité parfaite, des dispositifs de ce type étant
L'invention permet aussi de résoudre ce problème.
Selon un premier aspect, la présente invention couvre, à titre de produit nouveau, un élément allongé renforcé, comprenant une âme de forme allongée, recouverte d'au moins une couche à matériau composite comprenant au moins un ruban enroulé autour de ladite âme, chaque ruban étant réalisé à l'aide de fils ou de fibres de renforcement, par exemple des fils ou fibres de verre ou de carbone, noyés dans une matrice en résine thermoplastique, tel qu'obtenu par le procédé ou par l'appareil. Ces fils ou fibres de renforcement sont de préférence continus. Ainsi, les fils ou fibres sont avantageusement de grande longueur en général correspondant sensiblement à la longueur des rubans.
Dans le cadre de l'invention, la résine thermoplastique elle-même est disponible dans le commerce, sous forme de granulés. Egalement , en ce qui concerne la fabrication du ruban utilisé selon l'invention, on peut utiliser le procédé et l'appareil tels que décrits dans le document FR-A-2.031.719 cité
ci-dessus. Naturellement, d'autres techniques. de fabrication de ruban de ce type peuvent être utilisées.
Concernant l'utilisation de résine thermoplastique, la résistance mécanique est beaucoup plus élevée notamment à la résistance aux chocs, par rapport à l'utilisation de résine thermodurcissable.
L'utilisation de résine thermoplastique permet aussi une plus grande facilité de réalisation des tubes.
Comme l'invention fabrique des éléments allongés , tels que des tubes ou éléments tubulaires, avec une résine thermoplastique, leur utilisation doit être limitée dans des lieux où la température ne doit pas excéder 100 C, c'est à dire soit dans le sol, soit en mer où une application intéressante est en off-shore notamment pour les installations pétrolières.
Dans le cas de la réalisation de tubes qui peuvent atteindre une longueur de 100 m, ceux-ci sont ensuite connectés entre eux par des dispositifs connecteurs qui peuvent eux être métalliques de manière à assurer une étanchéité parfaite, des dispositifs de ce type étant
3 disponibles dans le commerce notamment auprès de la société Freyssinet International domiciliée en France.
Selon une variante de réalisation, l'âme de forme allongée précitée est réalisée en un métal ou un alliage de métal, notamment en acier, de préférence inoxydable.
Selon une autre variante de réalisation, l'âme est réalisée en un matériau thermoplastique, en particulier nylon , de préférence de même nature que la résine thermoplastique servant à réaliser la matrice du ruban.
Selon encore une autre variante de réalisation, la résine thermoplastique comprend ou est constituée de polyamide 11 ou de polyamide 12.
Selon encore un mode de réalisation avantageux de l'invention, l'âme précitée présente une forme essentiellement convexe.
Selon un mode de réalisation actuellement préféré, l'âme de forme allongée présente principalement ou essentiellement une forme tubulaire creuse de type tube.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, les rubans sont enroulés autour de l'âme selon un angle prédéterminé par rapport à l'axe longitudinal de l'élément allongé, selon la résistance mécanique souhaitée pour l'application envisagée.
Par exemple, cet angle sera compris entre 20 et 70 . Pour des applications "type off-shore", l'angle envisagé est actuellement compris entre 30 et 60 .
Pour des applications de type "pale d'éolienne", l'angle envisagé
est actuellement compris entre 20 et 70 .
Selon un mode de réalisation avantageux, on peut prévoir au moins une et de préférence plusieurs couches d'un matériau composite de même nature ou de nature différente, notamment de rubans différents ou disposés selon des angles d'enroulement différents.
Selon encore un autre mode de réalisation en particulier, on peut prévoir au moins une couche réalisée en un matériau composite comprenant une résine thermoplastique et utilisant comme renfort des
Selon une variante de réalisation, l'âme de forme allongée précitée est réalisée en un métal ou un alliage de métal, notamment en acier, de préférence inoxydable.
Selon une autre variante de réalisation, l'âme est réalisée en un matériau thermoplastique, en particulier nylon , de préférence de même nature que la résine thermoplastique servant à réaliser la matrice du ruban.
Selon encore une autre variante de réalisation, la résine thermoplastique comprend ou est constituée de polyamide 11 ou de polyamide 12.
Selon encore un mode de réalisation avantageux de l'invention, l'âme précitée présente une forme essentiellement convexe.
Selon un mode de réalisation actuellement préféré, l'âme de forme allongée présente principalement ou essentiellement une forme tubulaire creuse de type tube.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, les rubans sont enroulés autour de l'âme selon un angle prédéterminé par rapport à l'axe longitudinal de l'élément allongé, selon la résistance mécanique souhaitée pour l'application envisagée.
Par exemple, cet angle sera compris entre 20 et 70 . Pour des applications "type off-shore", l'angle envisagé est actuellement compris entre 30 et 60 .
Pour des applications de type "pale d'éolienne", l'angle envisagé
est actuellement compris entre 20 et 70 .
Selon un mode de réalisation avantageux, on peut prévoir au moins une et de préférence plusieurs couches d'un matériau composite de même nature ou de nature différente, notamment de rubans différents ou disposés selon des angles d'enroulement différents.
Selon encore un autre mode de réalisation en particulier, on peut prévoir au moins une couche réalisée en un matériau composite comprenant une résine thermoplastique et utilisant comme renfort des
4 fibres de verre, lesdites fibres de verre pouvant être enroulées selon des angles d'enroulement pré-déterminés autour de la couche précédente.
Selon encore un autre mode de réalisation avantageux, on prévoit que la couche la plus externe sur l'élément allongé est réalisée en matériau composite comprenant une pluralité de rubans également enroulés autour de la couche précédente, lesdits rubans comprenant une matrice en résine thermoplastique et une matière de renfort sous forme de fils ou de fibres, de verre ou de carbone.
Grâce à l'invention, il n'est plus nécessaire d'avoir une couche de protection des éléments allongés, la couche en matériau composite thermoplastique constituant elle-même une couche de protection grâce à
sa résistance mécanique, notamment à sa résistance aux chocs.
On observera que, dans les essais de résistance aux chocs, pour des résines thermodurcissables du type "epoxy", l'énergie nécessaire pour aboutir à une rupture est en général 5 fois plus faible que celle qui est nécessaire pour obtenir une rupture dans le cadre des résines thermoplastiques. Ce qui démontre l'intérêt de pouvoir réaliser des éléments allongés avec des résines thermoplastiques comme dans le cas de la présente invention.
Selon un deuxième aspect, la présente invention concerne également un procédé de fabrication d'éléments allongés renforcés caractérisé en ce qu'il comprend :
a. La prévision d'un élément de support d'une âme de forme allongée, comportant des moyens permettant de réaliser un mouvement de translation de ladite âme de forme allongée ;
b. La prévision d'au moins une cassette d'au moins un ruban réalisé en matériau composite comprenant une matrice en résine thermoplastique dans laquelle sont noyés des fils ou fibres de renforcement, c. La prévision de moyens de mise en rotation de chaque cassette.
d. La prévision de moyens de réglage de l'angle d'enroulement de chaque ruban autour de ladite âme, e. La prévision de moyens de synchronisation des moyens de déplacement en translation de l'âme de forme allongée et des moyens de mise
Selon encore un autre mode de réalisation avantageux, on prévoit que la couche la plus externe sur l'élément allongé est réalisée en matériau composite comprenant une pluralité de rubans également enroulés autour de la couche précédente, lesdits rubans comprenant une matrice en résine thermoplastique et une matière de renfort sous forme de fils ou de fibres, de verre ou de carbone.
Grâce à l'invention, il n'est plus nécessaire d'avoir une couche de protection des éléments allongés, la couche en matériau composite thermoplastique constituant elle-même une couche de protection grâce à
sa résistance mécanique, notamment à sa résistance aux chocs.
On observera que, dans les essais de résistance aux chocs, pour des résines thermodurcissables du type "epoxy", l'énergie nécessaire pour aboutir à une rupture est en général 5 fois plus faible que celle qui est nécessaire pour obtenir une rupture dans le cadre des résines thermoplastiques. Ce qui démontre l'intérêt de pouvoir réaliser des éléments allongés avec des résines thermoplastiques comme dans le cas de la présente invention.
Selon un deuxième aspect, la présente invention concerne également un procédé de fabrication d'éléments allongés renforcés caractérisé en ce qu'il comprend :
a. La prévision d'un élément de support d'une âme de forme allongée, comportant des moyens permettant de réaliser un mouvement de translation de ladite âme de forme allongée ;
b. La prévision d'au moins une cassette d'au moins un ruban réalisé en matériau composite comprenant une matrice en résine thermoplastique dans laquelle sont noyés des fils ou fibres de renforcement, c. La prévision de moyens de mise en rotation de chaque cassette.
d. La prévision de moyens de réglage de l'angle d'enroulement de chaque ruban autour de ladite âme, e. La prévision de moyens de synchronisation des moyens de déplacement en translation de l'âme de forme allongée et des moyens de mise
5 en rotation d'au moins une cassette de stockage de ruban, f. La prévision de moyens de commande, de manière synchronisée, des moyens de synchronisation des moyens de déplacement en translation de l'âme de forme allongée et des moyens de mise en rotation d'au moins une cassette de stockage de ruban ; ces moyens de commande étant prévus pour réaliser l'enroulement d'au moins un ruban, avec au moins un passage en translation de ladite âme pour former au moins la dite couche ;
g. La prévision d'au moins un dispositif de chauffage, commandé par lesdits moyens de commande, pour réaliser le chauffage de la résine thermoplastique à une température supérieure à la température de fusion de la résine thermoplastique pendant une période de temps suffisante pour réaliser la fusion complète de la résine thermoplastique et le collage de la couche en matière composite sur ladite âme ou sur une couche précédente.
h. On réalise, de manière synchronisée, le déplacement en translation de l'âme de forme allongée avec l'enroulement synchronisé selon un angle prédéterminé d'au moins un ruban par la mise en rotation d'au moins une cassette de stockage du ruban.
i. On réalise la formation d'au moins une couche par le déroulement d'au moins un ruban, avec au moins un passage en translation de ladite âme pour former au moins ladite couche.
j. On réalise le chauffage de la résine thermoplastique à une température supérieure à la température de fusion de la résine thermoplastique pendant une période de temps suffisante pour réaliser la fusion complète de la résine thermoplastique et le collage de la couche en matière composite sur ladite âme ou sur une couche précédente ; puis on refroidit ou on laisse refroidir, après ledit chauffage, en obtenant ainsi l'élément allongé renforcé.
Eventuellement, on peut recommencer l'opération pour déposer une couche supplémentaire ou une pluralité de couches avec des rubans de nature différente.
Avantageusement, on prévoit des moyens de réglage de l'angle de déroulement de chaque ruban autour de ladite âme.
Selon un mode avantageux de procédé de l'invention, on prévoit plusieurs dispositifs successifs de supports de cassette desdits rubans, afin de réaliser en un seul mouvement de translation de l'âme ou de l'élément de forme allongée, le dépôt de plusieurs couches en matériau composite.
Selon un mode avantageux de réalisation de l'invention, on réalise l'enroulement de chaque ruban avec une tension prédéterminée, par exemple une force de traction d'environ un décanewton (un kilo) par ruban de manière à
ce que, lorsque la résine thermoplastique est en fusion, il se réalise un auto-effet de déplacement vers le centre donc vers l'âme des fils ou fibres noyés dans la résine de chaque ruban, par un effet de tension interne, d'où un effet de placage sur l'âme ou la couche précédente.
g. La prévision d'au moins un dispositif de chauffage, commandé par lesdits moyens de commande, pour réaliser le chauffage de la résine thermoplastique à une température supérieure à la température de fusion de la résine thermoplastique pendant une période de temps suffisante pour réaliser la fusion complète de la résine thermoplastique et le collage de la couche en matière composite sur ladite âme ou sur une couche précédente.
h. On réalise, de manière synchronisée, le déplacement en translation de l'âme de forme allongée avec l'enroulement synchronisé selon un angle prédéterminé d'au moins un ruban par la mise en rotation d'au moins une cassette de stockage du ruban.
i. On réalise la formation d'au moins une couche par le déroulement d'au moins un ruban, avec au moins un passage en translation de ladite âme pour former au moins ladite couche.
j. On réalise le chauffage de la résine thermoplastique à une température supérieure à la température de fusion de la résine thermoplastique pendant une période de temps suffisante pour réaliser la fusion complète de la résine thermoplastique et le collage de la couche en matière composite sur ladite âme ou sur une couche précédente ; puis on refroidit ou on laisse refroidir, après ledit chauffage, en obtenant ainsi l'élément allongé renforcé.
Eventuellement, on peut recommencer l'opération pour déposer une couche supplémentaire ou une pluralité de couches avec des rubans de nature différente.
Avantageusement, on prévoit des moyens de réglage de l'angle de déroulement de chaque ruban autour de ladite âme.
Selon un mode avantageux de procédé de l'invention, on prévoit plusieurs dispositifs successifs de supports de cassette desdits rubans, afin de réaliser en un seul mouvement de translation de l'âme ou de l'élément de forme allongée, le dépôt de plusieurs couches en matériau composite.
Selon un mode avantageux de réalisation de l'invention, on réalise l'enroulement de chaque ruban avec une tension prédéterminée, par exemple une force de traction d'environ un décanewton (un kilo) par ruban de manière à
ce que, lorsque la résine thermoplastique est en fusion, il se réalise un auto-effet de déplacement vers le centre donc vers l'âme des fils ou fibres noyés dans la résine de chaque ruban, par un effet de tension interne, d'où un effet de placage sur l'âme ou la couche précédente.
6 Selon l'invention, le dispositif de chauffage de la résine thermoplastique est orienté de façon à éviter un chauffage de l'âme ou de la couche précédente, afin de ne pas la dégrader.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, le chauffage est réalisé à l'aide de buses diffusant un air chaud à une température au minimum supérieure à la température de fusion de la résine thermoplastique utilisée.
L'invention permet donc d'utiliser uniquement de l'air chaud par nature moins agressif vis à vis de la matrice qu'une flamme utilisée dans la technique antérieure.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, on utilise un élément allongé de forme tubulaire de section quelconque polygonale ou circulaire, avantageusement creux de manière à former des tubes ou canalisations pour le transport de matériau, en particulier de fluide, notamment du pétrole ou du gaz liquide ou non.
L'invention n'est pas limitée par une forme particulière de l'élément allongé car, grâce à l'emploi de rubans, ceux-ci épousent toute forme géométrique. L'invention est cependant avantageusement utilisée pour renforcer des âmes de forme essentiellement convexes, c'est à dire ne comportant pas de creux sur leur surface externe, creux sur lesquels il est extrêmement difficile d'appliquer lesdits rubans.
Selon un troisième aspect, la présente invention couvre aussi un appareil de fabrication d'éléments allongés renforcés caractérisé en ce qu'il comprend :
a. un élément de support d'une âme de forme allongée, comportant des moyens de déplacement en translation de l'âme de forme allongée;
b. au moins une cassette de stockage de ruban réalisé en matériau composite comprenant une matrice en résine thermoplastique dans laquelle sont noyés des fils ou fibres de renforcement, c. des moyens de mise en rotation de chaque cassette,
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, le chauffage est réalisé à l'aide de buses diffusant un air chaud à une température au minimum supérieure à la température de fusion de la résine thermoplastique utilisée.
L'invention permet donc d'utiliser uniquement de l'air chaud par nature moins agressif vis à vis de la matrice qu'une flamme utilisée dans la technique antérieure.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, on utilise un élément allongé de forme tubulaire de section quelconque polygonale ou circulaire, avantageusement creux de manière à former des tubes ou canalisations pour le transport de matériau, en particulier de fluide, notamment du pétrole ou du gaz liquide ou non.
L'invention n'est pas limitée par une forme particulière de l'élément allongé car, grâce à l'emploi de rubans, ceux-ci épousent toute forme géométrique. L'invention est cependant avantageusement utilisée pour renforcer des âmes de forme essentiellement convexes, c'est à dire ne comportant pas de creux sur leur surface externe, creux sur lesquels il est extrêmement difficile d'appliquer lesdits rubans.
Selon un troisième aspect, la présente invention couvre aussi un appareil de fabrication d'éléments allongés renforcés caractérisé en ce qu'il comprend :
a. un élément de support d'une âme de forme allongée, comportant des moyens de déplacement en translation de l'âme de forme allongée;
b. au moins une cassette de stockage de ruban réalisé en matériau composite comprenant une matrice en résine thermoplastique dans laquelle sont noyés des fils ou fibres de renforcement, c. des moyens de mise en rotation de chaque cassette,
7 d. des moyens de réglage de l'angle d'enroulement de chaque ruban autour de ladite âme, e. des moyens de synchronisation des moyens de déplacement en translation de l'âme de forme allongée et des moyens de mise en rotation d'au moins une cassette de ruban.
f. au moins un dispositif de chauffage pour réaliser un chauffage de la résine thermoplastique à une température supérieure à la température de fusion de la résine thermoplastique pendant une période de temps suffisante pour réaliser la fusion complète de la résine thermoplastique et le collage de la couche en matière composite sur ladite âme ou sur une couche précédente.
g. des moyens de commande, de manière synchronisée, des moyens de synchronisation des moyens de déplacement en translation de l'âme de forme allongée et des moyens de mise en rotation [de chaque] d'au moins une cassette de stockage de ruban ; ces moyens de commande étant prévus [soit] pour réaliser l'enroulement d'au moins un ruban, avec au moins un passage[s] en translation de ladite âme pour [réaliser un enroulement dudit ruban former au moins la dite couche ;
h. Lesdits moyens de commande sont prévus pour commander chaque dispositif de chauffage pour réaliser un chauffage de la résine thermoplastique à une température supérieure à une température de fusion de la résine thermoplastique pendant une période de temps suffisante pour réaliser la fusion complète de la résine thermoplastique et le collage d'une couche en matière composite sur ladite âme ou sur une couche précédente.
Dans le cas de l'appareil de l'invention, pour accélérer le refroidissement de l'élément allongé renforcé obtenu, il peut être prévu des moyens de refroidissement en aval du ou des dispositif(s) de chauffage.
Sur une variante de réalisation de l'appareil de l'invention, l'appareil peut être prévu pour permettre de recommencer l'opération pour déposer une couche supplémentaire ou une pluralité de couches avec des rubans de nature différente. Dans ce cadre, il peut être prévu au moins un deuxième ensemble d'au moins une cassette et avantageusement de plusieurs cassettes de stockage de rubans soit de nature identique, soit de nature différente.
f. au moins un dispositif de chauffage pour réaliser un chauffage de la résine thermoplastique à une température supérieure à la température de fusion de la résine thermoplastique pendant une période de temps suffisante pour réaliser la fusion complète de la résine thermoplastique et le collage de la couche en matière composite sur ladite âme ou sur une couche précédente.
g. des moyens de commande, de manière synchronisée, des moyens de synchronisation des moyens de déplacement en translation de l'âme de forme allongée et des moyens de mise en rotation [de chaque] d'au moins une cassette de stockage de ruban ; ces moyens de commande étant prévus [soit] pour réaliser l'enroulement d'au moins un ruban, avec au moins un passage[s] en translation de ladite âme pour [réaliser un enroulement dudit ruban former au moins la dite couche ;
h. Lesdits moyens de commande sont prévus pour commander chaque dispositif de chauffage pour réaliser un chauffage de la résine thermoplastique à une température supérieure à une température de fusion de la résine thermoplastique pendant une période de temps suffisante pour réaliser la fusion complète de la résine thermoplastique et le collage d'une couche en matière composite sur ladite âme ou sur une couche précédente.
Dans le cas de l'appareil de l'invention, pour accélérer le refroidissement de l'élément allongé renforcé obtenu, il peut être prévu des moyens de refroidissement en aval du ou des dispositif(s) de chauffage.
Sur une variante de réalisation de l'appareil de l'invention, l'appareil peut être prévu pour permettre de recommencer l'opération pour déposer une couche supplémentaire ou une pluralité de couches avec des rubans de nature différente. Dans ce cadre, il peut être prévu au moins un deuxième ensemble d'au moins une cassette et avantageusement de plusieurs cassettes de stockage de rubans soit de nature identique, soit de nature différente.
8 Ainsi, selon un mode avantageux de l'appareil de l'invention, on prévoit plusieurs dispositifs successifs de support de cassettes desdits rubans, afin de réaliser en un seul mouvement de translation d'un élément de forme allongée et le dépôt de plusieurs couches en matériaux composites.
Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'appareil selon l'invention, on peut prévoir des moyens de réglage de tension à une valeur prédéterminée de l'enroulement de chaque ruban, par exemple en prévoyant que ces moyens de réglage de tension permettent d'effectuer un réglage et une force de traction d'environ un décanewton (un kilo) par ruban, de manière à ce que, lorsque la résine thermoplastique est en fusion, il se réalise un auto-effet de déplacement vers le centre donc vers l'âme des fils aux fibres noyées dans la résine de chaque ruban, par un effet de tension interne, d'où un effet de placage sur l'âme ou la couche précédente.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, le dispositif de chauffage de la résine thermoplastique est orienté de façon à
éviter un chauffage de l'âme ou de la couche précédente, afin de ne pas la dégrader.
Selon encore un autre mode de réalisation avantageux de l'appareil selon l'invention, on peut prévoir que le dispositif de chauffage comprend des buses diffusant un air chaud à une température au minimum supérieure à la température de fusion de la résine thermoplastique utilisée.
Selon un quatrième aspect, la présente invention couvre encore l'utilisation des éléments allongés renforcés précités, en particulier obtenus par le procédé selon l'invention ou l'appareil de fabrication de l'invention, pour la fabrication de canalisations enterrées dans le sol ou utilisées en off-shore en particulier sur les fonds marins.
On comprend ainsi que l'invention permet bien de résoudre les problèmes techniques précédemment énoncés et, par conséquent, une solution nouvelle et non évidente pour un homme de l'art.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lumière de la description explicative qui va
Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'appareil selon l'invention, on peut prévoir des moyens de réglage de tension à une valeur prédéterminée de l'enroulement de chaque ruban, par exemple en prévoyant que ces moyens de réglage de tension permettent d'effectuer un réglage et une force de traction d'environ un décanewton (un kilo) par ruban, de manière à ce que, lorsque la résine thermoplastique est en fusion, il se réalise un auto-effet de déplacement vers le centre donc vers l'âme des fils aux fibres noyées dans la résine de chaque ruban, par un effet de tension interne, d'où un effet de placage sur l'âme ou la couche précédente.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, le dispositif de chauffage de la résine thermoplastique est orienté de façon à
éviter un chauffage de l'âme ou de la couche précédente, afin de ne pas la dégrader.
Selon encore un autre mode de réalisation avantageux de l'appareil selon l'invention, on peut prévoir que le dispositif de chauffage comprend des buses diffusant un air chaud à une température au minimum supérieure à la température de fusion de la résine thermoplastique utilisée.
Selon un quatrième aspect, la présente invention couvre encore l'utilisation des éléments allongés renforcés précités, en particulier obtenus par le procédé selon l'invention ou l'appareil de fabrication de l'invention, pour la fabrication de canalisations enterrées dans le sol ou utilisées en off-shore en particulier sur les fonds marins.
On comprend ainsi que l'invention permet bien de résoudre les problèmes techniques précédemment énoncés et, par conséquent, une solution nouvelle et non évidente pour un homme de l'art.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lumière de la description explicative qui va
9 suivre faite en référence à un mode de réalisation actuellement préféré
d'un appareil selon l'invention, et permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention précédemment décrit, donné simplement à titre d'illustration et qui ne saurait donc, en aucune façon, limiter la portée de l'invention.
L'appareil selon l'invention est représenté dans les figures annexées , et fait partie intégrante de l'invention et de ce fait toute caractéristique de cet appareil qui apparaîtra nouvelle par rapport à un état de la technique quelconque, est revendiquée en tant que moyen général et dans sa fonction, ainsi que ses équivalents techniques.
Dans les exemples, les températures sont données en degrés celsius, la pression est la pression atmosphérique; l'atmosphère est l'air, sauf indication contraire.
La figure 1 représente une vue générale simplifiée, latérale, d'un premier mode de réalisation d'un appareil selon l'invention, donné à titre d'illustration ;
La figure 2 représente une vue agrandie d'une partie de l'appareil réalisé selon l'invention et configurant les moyens de mise en rotation, par exemple sous la forme d'une roue ou plateau, servant de support aux cassettes comportant les rubans ;
La figure 3 représente une vue agrandie d'une partie de l'appareil réalisé selon l'invention avec le détail de l'opération de dépose des rubans contenus dans les cassettes ;
La figure 4 représente le détail d'une cassette montrant clairement le stockage du ruban enroulé sur celle-ci et son dévidage ;
La figure 5 représente le détail d'un élément de forme allongée renforcée obtenue selon l'invention avec une couche formée d'une pluralité de rubans 32 ; et La figure 6 représente une vue de détail de construction d'un ruban formé par la combinaison d'une matrice en matière thermoplastique et des fils ou fibres de renforcement, par exemple de fils ou de fibres de verre ou de carbone, selon le repère VI indiqué sur la figure 6.
En référence aux figures 1 à 6, un appareil selon l'invention est représenté par numéro de référence générale 10, et est caractérisé en ce qu'il comprend :
a. La prévision d'un élément de support 20 d'une âme 22 de 5 forme allongée, comportant des moyens permettant de réaliser un mouvement de translation T de ladite âme de forme allongée, ces moyens de translation sont bien connus de l'homme de l'art et ne sont donc pas représentés ici ;
b. La prévision d'au moins une cassette 30, et avantageusement
d'un appareil selon l'invention, et permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention précédemment décrit, donné simplement à titre d'illustration et qui ne saurait donc, en aucune façon, limiter la portée de l'invention.
L'appareil selon l'invention est représenté dans les figures annexées , et fait partie intégrante de l'invention et de ce fait toute caractéristique de cet appareil qui apparaîtra nouvelle par rapport à un état de la technique quelconque, est revendiquée en tant que moyen général et dans sa fonction, ainsi que ses équivalents techniques.
Dans les exemples, les températures sont données en degrés celsius, la pression est la pression atmosphérique; l'atmosphère est l'air, sauf indication contraire.
La figure 1 représente une vue générale simplifiée, latérale, d'un premier mode de réalisation d'un appareil selon l'invention, donné à titre d'illustration ;
La figure 2 représente une vue agrandie d'une partie de l'appareil réalisé selon l'invention et configurant les moyens de mise en rotation, par exemple sous la forme d'une roue ou plateau, servant de support aux cassettes comportant les rubans ;
La figure 3 représente une vue agrandie d'une partie de l'appareil réalisé selon l'invention avec le détail de l'opération de dépose des rubans contenus dans les cassettes ;
La figure 4 représente le détail d'une cassette montrant clairement le stockage du ruban enroulé sur celle-ci et son dévidage ;
La figure 5 représente le détail d'un élément de forme allongée renforcée obtenue selon l'invention avec une couche formée d'une pluralité de rubans 32 ; et La figure 6 représente une vue de détail de construction d'un ruban formé par la combinaison d'une matrice en matière thermoplastique et des fils ou fibres de renforcement, par exemple de fils ou de fibres de verre ou de carbone, selon le repère VI indiqué sur la figure 6.
En référence aux figures 1 à 6, un appareil selon l'invention est représenté par numéro de référence générale 10, et est caractérisé en ce qu'il comprend :
a. La prévision d'un élément de support 20 d'une âme 22 de 5 forme allongée, comportant des moyens permettant de réaliser un mouvement de translation T de ladite âme de forme allongée, ces moyens de translation sont bien connus de l'homme de l'art et ne sont donc pas représentés ici ;
b. La prévision d'au moins une cassette 30, et avantageusement
10 plusieurs (ici 12) cassettes 30 de stockage de rubans 32 réalisés en matériau composite comprenant une matrice (34) en résine thermoplastique dans laquelle sont noyés des fils ou fibres de renforcement (35), par exemple des fils ou fibres de verre ou de carbone ;
c. La prévision de moyens 36 de mise en rotation de chaque cassette 30, ces moyens 36 de mise en rotation comprenant par exemple un axe de rotation 37, autour duquel les cassettes 30 sont en rotation libre. Dans le mode de réalisation actuellement préféré représenté à la figure 1, les axes de rotation 37 sont eux-mêmes supportés par un plateau 38, mis en rotation par des moyens de mise en rotation classiques bien connus de l'homme de l'art . L'ensemble de ces éléments constitue les moyens 36 de mise en rotation de chaque cassette 30 ;
d. La prévision de moyens de synchronisation (61), classiques bien connus de l'homme de l'art et schématisés ici pour simplifier la figure, des moyens 20 de déplacement en translation de l'âme 22 de forme allongée et des moyens 36 de mise en rotation de chaque cassette 30 de ruban 32, par la présence de deux liaisons 62 et 64, respectivement.
e. La prévision d'au moins un dispositif 50 de chauffage à une température supérieure à la température de fusion de la résine thermoplastique 34 pendant une période de temps suffisante pour réaliser la fusion complète de la résine thermoplastique et le collage de la couche 33 en matière composite sur ladite âme 22 ou sur la couche précédente.
f. La prévision de moyens de commande 60, de manière synchronisée, par une liaison 68, des moyens de synchronisation 61, des moyens de déplacement en translation 20 de l'âme 22 de forme allongée
c. La prévision de moyens 36 de mise en rotation de chaque cassette 30, ces moyens 36 de mise en rotation comprenant par exemple un axe de rotation 37, autour duquel les cassettes 30 sont en rotation libre. Dans le mode de réalisation actuellement préféré représenté à la figure 1, les axes de rotation 37 sont eux-mêmes supportés par un plateau 38, mis en rotation par des moyens de mise en rotation classiques bien connus de l'homme de l'art . L'ensemble de ces éléments constitue les moyens 36 de mise en rotation de chaque cassette 30 ;
d. La prévision de moyens de synchronisation (61), classiques bien connus de l'homme de l'art et schématisés ici pour simplifier la figure, des moyens 20 de déplacement en translation de l'âme 22 de forme allongée et des moyens 36 de mise en rotation de chaque cassette 30 de ruban 32, par la présence de deux liaisons 62 et 64, respectivement.
e. La prévision d'au moins un dispositif 50 de chauffage à une température supérieure à la température de fusion de la résine thermoplastique 34 pendant une période de temps suffisante pour réaliser la fusion complète de la résine thermoplastique et le collage de la couche 33 en matière composite sur ladite âme 22 ou sur la couche précédente.
f. La prévision de moyens de commande 60, de manière synchronisée, par une liaison 68, des moyens de synchronisation 61, des moyens de déplacement en translation 20 de l'âme 22 de forme allongée
11 PCT/FR2005/050615 et des moyens 36 de mise en rotation de chaque cassette 30 de ruban 32 ;
Ces moyens de commande 60 sont prévus :
- soit pour réaliser le déroulement d'un nombre de rubans 32 suffisants pour former au moins une couche 33 en matériau composite comprenant une pluralité de rubans enroulés autour de l'âme 22 de forme allongée (comme représenté à la figure 1 et de manière encore plus visible aux figures 2 et 3), - soit pour réaliser plusieurs passages en translation de ladite âme pour réaliser un enroulement desdits rubans, de manière équivalente et comme cela est bien compréhensible pour un homme de l'art.
g. Les moyens de commande 60 sont aussi prévus pour commander par une liaison 66 chaque dispositif de chauffage 50 à une température supérieure à une température de fusion de la résine thermoplastique 34 pendant une période de temps suffisante pour réaliser la fusion complète de la résine thermoplastique 34 et les collages d'une couche 33 en matière composite sur ladite âme 22 ou sur la couche précédente.
Dans le cadre de l'invention, pour accélérer le refroidissement de l'élément allongé renforcé obtenu, il peut être prévu des moyens de refroidissement 70 en aval du ou des dispositif de chauffage 50, comme cela est bien compréhensible pour un homme de l'art. Les moyens de commande 60 sont aussi avantageusement prévus pour commander les moyens de refroidissement 70 par une liaison appropriée 72.
Selon une variante avantageuse de réalisation d'un appareil de l'invention, l'appareil 10 peut être prévu pour permettre de recommencer l'opération pour déposer une couche supplémentaire ou une pluralité de couches avec des rubans 32 de nature différente. Dans ce cadre, il peut être prévu au moins un deuxième ensemble 38 d'au moins une cassette 30 et avantageusement de plusieurs cassettes 30 de stockage de rubans 32 soit de nature identique, soit de nature différente.
Ainsi, on comprendra aisément que selon un mode avantageux de l'appareil de l'invention, on prévoit plusieurs dispositifs 38 ou plateaux successifs de support de cassette(s) 30 de stockage des rubans 32, afin
Ces moyens de commande 60 sont prévus :
- soit pour réaliser le déroulement d'un nombre de rubans 32 suffisants pour former au moins une couche 33 en matériau composite comprenant une pluralité de rubans enroulés autour de l'âme 22 de forme allongée (comme représenté à la figure 1 et de manière encore plus visible aux figures 2 et 3), - soit pour réaliser plusieurs passages en translation de ladite âme pour réaliser un enroulement desdits rubans, de manière équivalente et comme cela est bien compréhensible pour un homme de l'art.
g. Les moyens de commande 60 sont aussi prévus pour commander par une liaison 66 chaque dispositif de chauffage 50 à une température supérieure à une température de fusion de la résine thermoplastique 34 pendant une période de temps suffisante pour réaliser la fusion complète de la résine thermoplastique 34 et les collages d'une couche 33 en matière composite sur ladite âme 22 ou sur la couche précédente.
Dans le cadre de l'invention, pour accélérer le refroidissement de l'élément allongé renforcé obtenu, il peut être prévu des moyens de refroidissement 70 en aval du ou des dispositif de chauffage 50, comme cela est bien compréhensible pour un homme de l'art. Les moyens de commande 60 sont aussi avantageusement prévus pour commander les moyens de refroidissement 70 par une liaison appropriée 72.
Selon une variante avantageuse de réalisation d'un appareil de l'invention, l'appareil 10 peut être prévu pour permettre de recommencer l'opération pour déposer une couche supplémentaire ou une pluralité de couches avec des rubans 32 de nature différente. Dans ce cadre, il peut être prévu au moins un deuxième ensemble 38 d'au moins une cassette 30 et avantageusement de plusieurs cassettes 30 de stockage de rubans 32 soit de nature identique, soit de nature différente.
Ainsi, on comprendra aisément que selon un mode avantageux de l'appareil de l'invention, on prévoit plusieurs dispositifs 38 ou plateaux successifs de support de cassette(s) 30 de stockage des rubans 32, afin
12 de réaliser en un seul mouvement de translation un élément 12 de forme allongée et les dépôts de plusieurs couches en matériau composite soit de nature identique, soit de nature différente.
Selon encore notre mode de réalisation avantageux de l'appareil selon l'invention, on peut prévoir des moyens de réglage de tension, tels que 80,82, à une valeur prédéterminée de tension de l'enroulement de chaque ruban 32, par exemple en prévoyant que ces moyens de réglage de tension 80,82 permettent d'effectuer un réglage à une force de traction d'environ un décanewton (un kilo) par ruban 32, de manière à ce que, lorsque la résine thermoplastique 34 est en fusion, il se réalise un auto-effet de déplacement vers le centre donc vers l'âme des fils ou fibres noyé(e)s dans la résine de chaque ruban 32, par un effet de tension interne, d'où un effet de placage sur l'âme ou la couche précédente. Le plateau 38 peut aussi comprendre une partie tronconique 46 supportant les moyens 82, ainsi qu'un élément formant disque 48 supportant des moyens 40 de guidage des rubans 32, comprenant par exemple des tiges 42 et des tétons 44 (voir figure 3).
Selon encore notre mode de réalisation avantageux de l'invention, chaque dispositif de chauffage 50 de la résine thermoplastique 34 est orientés de façon à éviter un chauffage de l'âme ou de la couche précédente, afin de ne pas la dégrader.
Selon encore notre mode de réalisation avantageux de l'appareil selon l'invention, on peut prévoir que chaque dispositif de chauffage 50 comprend des buses 52 diffusant un air chaud à une température minimum supérieure à la température de fusion de la résine thermoplastique 34 utilisée. Ces buses 52 peuvent être naturellement réalisées de manière orientable pour être disposées selon un angle d'orientation appropriée pour diffuser l'air chaud dans les meilleures conditions de chauffage.
Diverses variantes de réalisation de l'élément allongé 12 et notamment de l'âme 22 ou des rubans 32 sont décrites dans la partie introductive de la description.
Selon encore notre mode de réalisation avantageux de l'appareil selon l'invention, on peut prévoir des moyens de réglage de tension, tels que 80,82, à une valeur prédéterminée de tension de l'enroulement de chaque ruban 32, par exemple en prévoyant que ces moyens de réglage de tension 80,82 permettent d'effectuer un réglage à une force de traction d'environ un décanewton (un kilo) par ruban 32, de manière à ce que, lorsque la résine thermoplastique 34 est en fusion, il se réalise un auto-effet de déplacement vers le centre donc vers l'âme des fils ou fibres noyé(e)s dans la résine de chaque ruban 32, par un effet de tension interne, d'où un effet de placage sur l'âme ou la couche précédente. Le plateau 38 peut aussi comprendre une partie tronconique 46 supportant les moyens 82, ainsi qu'un élément formant disque 48 supportant des moyens 40 de guidage des rubans 32, comprenant par exemple des tiges 42 et des tétons 44 (voir figure 3).
Selon encore notre mode de réalisation avantageux de l'invention, chaque dispositif de chauffage 50 de la résine thermoplastique 34 est orientés de façon à éviter un chauffage de l'âme ou de la couche précédente, afin de ne pas la dégrader.
Selon encore notre mode de réalisation avantageux de l'appareil selon l'invention, on peut prévoir que chaque dispositif de chauffage 50 comprend des buses 52 diffusant un air chaud à une température minimum supérieure à la température de fusion de la résine thermoplastique 34 utilisée. Ces buses 52 peuvent être naturellement réalisées de manière orientable pour être disposées selon un angle d'orientation appropriée pour diffuser l'air chaud dans les meilleures conditions de chauffage.
Diverses variantes de réalisation de l'élément allongé 12 et notamment de l'âme 22 ou des rubans 32 sont décrites dans la partie introductive de la description.
13 On comprend bien ainsi que l'invention permet de résoudre les problèmes techniques précédemment énoncés et que par conséquent elle présente une solution nouvelle et non évidente pour un homme de l'art.
L'invention, telle qu'elle vient d'être décrite pour l'appareil, permet bien de mettre en oeuvre le procédé de fabrication de l'élément allongé 12 renforcé par au moins une couche 33, précédemment décrit à la partie introductive de la présente description.
Comme précédemment énoncé, l'invention couvre aussi tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits et représentés dans les figures annexées qui font partie intégrante de l'invention.
L'invention, telle qu'elle vient d'être décrite pour l'appareil, permet bien de mettre en oeuvre le procédé de fabrication de l'élément allongé 12 renforcé par au moins une couche 33, précédemment décrit à la partie introductive de la présente description.
Comme précédemment énoncé, l'invention couvre aussi tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits et représentés dans les figures annexées qui font partie intégrante de l'invention.
Claims (31)
1. Procédé de fabrication d'éléments allongés renforcés (12), caractérisé en ce qu'il comprend :
a. La prévision d'un élément de support (20) d'une âme (22) de forme allongée, comportant des moyens de déplacement en translation de l'âme (22) de forme allongée, b. La prévision d'au moins une cassette (30) de stockage d'au moins un ruban (32) réalisé en matériau composite comprenant une matrice (34) en résine thermoplastique dans laquelle sont noyés des fils ou fibres (35) de renforcement, c. La prévision de moyens (36) de mise en rotation de chaque cassette (30), d. la prévision de moyens (80,82) de réglage de l'angle d'enroulement de chaque ruban (32) autour de ladite âme (22), e. La prévision de moyens de synchronisation des moyens de déplacement (20) en translation de l'âme (22) de forme allongée et des moyens (38) de mise en rotation d'au moins une cassette (30) de stockage de ruban (32), f. la prévision de moyens de commandes (60), de manière synchronisée, des moyens de synchronisation (61) des moyens de déplacement en translation de l'âme (22) de forme allongée et des moyens (38) de mise en rotation d'au moins une cassette (30) de stockage de ruban ; ces moyens de commande (60) étant prévus pour réaliser l'enroulement d'au moins un ruban (39), avec au moins un passage en translation de ladite âme (22) pour former au moins ladite couche (33);
g. La prévision d'au moins un dispositif de chauffage (50), commandé par lesdits moyens de commande (60), pour réaliser le chauffage de la résine thermoplastique à une température supérieure à la température de fusion de la résine thermoplastique (34) pendant une période de temps suffisante pour réaliser la fusion complète de la résine thermoplastique et le collage de la couche (33) en matière composite sur ladite âme (22) ou sur une couche précédente ;
h. On réalise, de manière synchronisée, le déplacement en translation de l'âme (22) de forme allongée avec l'enroulement synchronisé selon un angle prédéterminé d'au moins un ruban (32) par la mise en rotation d'au moins une cassette (30) de stockage du ruban (32) ;
i. On réalise la formation d'au moins une couche (33) par le déroulement d'au moins un ruban (32), avec au moins un passage en translation de ladite âme (22) pour réaliser un enroulement dudit ruban (32) suffisant pour former ladite couche (33) ;
j. On réalise le chauffage de la résine thermoplastique à une température supérieure à la température de fusion de la résine thermoplastique (34) pendant une période de temps suffisante pour réaliser la fusion complète de la résine thermoplastique et le collage de la couche (33) en matière composite sur ladite âme (22) ou sur une couche précédente ; puis on refroidit ou on laisse refroidir, après ledit chauffage, en obtenant ainsi l'élément allongé renforcé (12).
a. La prévision d'un élément de support (20) d'une âme (22) de forme allongée, comportant des moyens de déplacement en translation de l'âme (22) de forme allongée, b. La prévision d'au moins une cassette (30) de stockage d'au moins un ruban (32) réalisé en matériau composite comprenant une matrice (34) en résine thermoplastique dans laquelle sont noyés des fils ou fibres (35) de renforcement, c. La prévision de moyens (36) de mise en rotation de chaque cassette (30), d. la prévision de moyens (80,82) de réglage de l'angle d'enroulement de chaque ruban (32) autour de ladite âme (22), e. La prévision de moyens de synchronisation des moyens de déplacement (20) en translation de l'âme (22) de forme allongée et des moyens (38) de mise en rotation d'au moins une cassette (30) de stockage de ruban (32), f. la prévision de moyens de commandes (60), de manière synchronisée, des moyens de synchronisation (61) des moyens de déplacement en translation de l'âme (22) de forme allongée et des moyens (38) de mise en rotation d'au moins une cassette (30) de stockage de ruban ; ces moyens de commande (60) étant prévus pour réaliser l'enroulement d'au moins un ruban (39), avec au moins un passage en translation de ladite âme (22) pour former au moins ladite couche (33);
g. La prévision d'au moins un dispositif de chauffage (50), commandé par lesdits moyens de commande (60), pour réaliser le chauffage de la résine thermoplastique à une température supérieure à la température de fusion de la résine thermoplastique (34) pendant une période de temps suffisante pour réaliser la fusion complète de la résine thermoplastique et le collage de la couche (33) en matière composite sur ladite âme (22) ou sur une couche précédente ;
h. On réalise, de manière synchronisée, le déplacement en translation de l'âme (22) de forme allongée avec l'enroulement synchronisé selon un angle prédéterminé d'au moins un ruban (32) par la mise en rotation d'au moins une cassette (30) de stockage du ruban (32) ;
i. On réalise la formation d'au moins une couche (33) par le déroulement d'au moins un ruban (32), avec au moins un passage en translation de ladite âme (22) pour réaliser un enroulement dudit ruban (32) suffisant pour former ladite couche (33) ;
j. On réalise le chauffage de la résine thermoplastique à une température supérieure à la température de fusion de la résine thermoplastique (34) pendant une période de temps suffisante pour réaliser la fusion complète de la résine thermoplastique et le collage de la couche (33) en matière composite sur ladite âme (22) ou sur une couche précédente ; puis on refroidit ou on laisse refroidir, après ledit chauffage, en obtenant ainsi l'élément allongé renforcé (12).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on prévoit un plateau (38) rotatif comprenant plusieurs cassettes (30) montées chacune en rotation sur un axe de rotation (37) solidaire du plateau (38), afin de réaliser en un seul mouvement de translation de l'élément de forme allongée (12), le dépôt de plusieurs couches (33) en matériau composite.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on prévoit plusieurs dispositifs successifs (38) de supports de cassette (30) de stockage desdits rubans (32).
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on réalise l'enroulement de chaque ruban (32) avec une tension prédéterminée de manière à ce que, lorsque la résine thermoplastique (34) est en fusion, il se réalise un auto-effet de déplacement vers le centre donc vers l'âme (22) des fils ou fibres (35) noyés dans la résine (34) de chaque ruban (34), par un effet de tension interne, d'où un effet de placage sur l'âme (22) ou une couche précédente (33).
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage (50) de la résine thermoplastique (34) est orienté de façon à
éviter un chauffage de l'âme (22) ou de la couche précédente (33), afin de ne pas la dégrader.
éviter un chauffage de l'âme (22) ou de la couche précédente (33), afin de ne pas la dégrader.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce le chauffage est réalisé à l'aide de buses (52) diffusant un air chaud à une température au minimum supérieure à la température de fusion de la résine thermoplastique (34) utilisée.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on réalise le dépôt de plusieurs couches (33) réalisé avec lesdits rubans (32) comprenant une résine thermoplastique et utilisant des fils ou fibres (35) de renforcement continu(e)s de grande longueur correspondant sensiblement à la longueur des rubans (32).
8. Procédé selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que l'on réalise un enroulement de au moins un ruban (32) avec une tension prédéterminée obtenue par une force de traction d'environ un DecaNewton (un kilo) par ruban.
9. Appareil de fabrication d'éléments allongés renforcés (12), caractérisé en ce qu'il comprend :
a. un élément de support (20) d'une âme (22) de forme allongée, comportant des moyens de déplacement en translation de l'âme (22) de forme allongée;
b. au moins une cassette (30) de stockage de ruban (32) réalisé en matériau composite comprenant une matrice (34) en résine thermoplastique dans laquelle sont noyés des fils ou fibres de renforcement (35), en particulier des fils ou fibres de verre ou de carbone, c. des moyens (36) de mise en rotation de chaque cassette (30), d. des moyens (80,82) de réglage de l'angle d'enroulement de chaque ruban (32) autour de ladite âme (22), e. des moyens de synchronisation (61) des moyens (20) de déplacement en translation de l'âme de forme allongée et des moyens (36) de mise en rotation d'au moins une cassette (30) de ruban (32) [.]1 f. au moins un dispositif (50, 52) de chauffage pour réaliser un chauffage de la résine thermoplastique à une température supérieure à la température de fusion de la résine thermoplastique (34) pendant une période de temps suffisante pour réaliser la fusion complète de la résine thermoplastique et le collage de la couche (33) en matière composite sur ladite âme (22) ou sur la couche précédente;
g. des moyens de commande (60), de manière synchronisée, des moyens de synchronisation (61) des moyens de déplacement en translation de l'âme (22) de forme allongée et des moyens (38) de mise en rotation d'au moins une cassette (30) de stockage de ruban ; ces moyens de commande (60) étant prévus pour réaliser l'enroulement d'au moins un ruban (32) autour de l'âme (22) de forme allongée, avec au moins un passage en translation de ladite âme (22) suffisant pour former au moins une couche (33) en matériau composite ;
h. Lesdits moyens de commande (60) sont prévus pour commander chaque dispositif de chauffage (50,52) pour réaliser un chauffage de la résine thermoplastique à
une température supérieure à une température de fusion de la résine thermoplastique pendant une période de temps suffisante pour réaliser la fusion complète de la résine thermoplastique et le collage d'une couche en matière composite sur ladite âme (22) ou sur une couche (33) précédente.
a. un élément de support (20) d'une âme (22) de forme allongée, comportant des moyens de déplacement en translation de l'âme (22) de forme allongée;
b. au moins une cassette (30) de stockage de ruban (32) réalisé en matériau composite comprenant une matrice (34) en résine thermoplastique dans laquelle sont noyés des fils ou fibres de renforcement (35), en particulier des fils ou fibres de verre ou de carbone, c. des moyens (36) de mise en rotation de chaque cassette (30), d. des moyens (80,82) de réglage de l'angle d'enroulement de chaque ruban (32) autour de ladite âme (22), e. des moyens de synchronisation (61) des moyens (20) de déplacement en translation de l'âme de forme allongée et des moyens (36) de mise en rotation d'au moins une cassette (30) de ruban (32) [.]1 f. au moins un dispositif (50, 52) de chauffage pour réaliser un chauffage de la résine thermoplastique à une température supérieure à la température de fusion de la résine thermoplastique (34) pendant une période de temps suffisante pour réaliser la fusion complète de la résine thermoplastique et le collage de la couche (33) en matière composite sur ladite âme (22) ou sur la couche précédente;
g. des moyens de commande (60), de manière synchronisée, des moyens de synchronisation (61) des moyens de déplacement en translation de l'âme (22) de forme allongée et des moyens (38) de mise en rotation d'au moins une cassette (30) de stockage de ruban ; ces moyens de commande (60) étant prévus pour réaliser l'enroulement d'au moins un ruban (32) autour de l'âme (22) de forme allongée, avec au moins un passage en translation de ladite âme (22) suffisant pour former au moins une couche (33) en matériau composite ;
h. Lesdits moyens de commande (60) sont prévus pour commander chaque dispositif de chauffage (50,52) pour réaliser un chauffage de la résine thermoplastique à
une température supérieure à une température de fusion de la résine thermoplastique pendant une période de temps suffisante pour réaliser la fusion complète de la résine thermoplastique et le collage d'une couche en matière composite sur ladite âme (22) ou sur une couche (33) précédente.
10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend un plateau (38) rotatif comprenant plusieurs cassettes (30) montées chacune en rotation sur un axe de rotation (37) solidaire du plateau (38).
11. Appareil selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que, pour accélérer le refroidissement de l'élément allongé renforcé obtenu (12), il est prévu des moyens de refroidissement (70) en aval du ou des dispositif(s) de chauffage (50).
12. Appareil selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que l'appareil comprend plusieurs dispositifs successifs (38) de support de cassettes (30) de stockage de rubans (32) soit de nature identique, soit de nature différente.
13. Appareil selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que l'appareil (10) comprend des moyens (80,82) de réglage de tension à une valeur prédéterminée de tension d'enroulement de chaque ruban (32).
14. Appareil selon l'une des revendications 9 à 13, caractérisé en ce que l'appareil comprend des moyens (80,82) de réglage de tension à une force de traction d'environ un DecaNewton (un kilo) par ruban.
15. Appareil selon l'une des revendications 9 à 14, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage (50,52) de la résine thermoplastique est orienté de façon à éviter un chauffage de l'âme (22) ou de la couche précédente (33), afin de ne pas la dégrader.
16. Appareil selon l'une des revendications 9 à 15, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage (50) comprend des buses (52) diffusant un air chaud à
une température au minimum supérieure à la température de fusion de la résine thermoplastique (34) utilisée.
une température au minimum supérieure à la température de fusion de la résine thermoplastique (34) utilisée.
17. Elément allongé renforcé (12), comprenant une âme (22) de forme allongée, recouverte d'au moins une couche (33) en matériau composite comprenant au moins une pluralité de rubans (32) enroulés simultanément autour de ladite âme (22), selon sensiblement le même angle d'enroulement prédéterminé par rapport à
l'axe longitudinal d'élément allongé, chaque ruban (32) étant réalisé à l'aide de fils ou de fibres (35) de renforcement noyés dans une matrice (34) en résine thermoplastique.
l'axe longitudinal d'élément allongé, chaque ruban (32) étant réalisé à l'aide de fils ou de fibres (35) de renforcement noyés dans une matrice (34) en résine thermoplastique.
18. Elément allongé selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'âme (22) de forme allongée précitée est réalisée en un métal ou un alliage de métal.
19. Elément allongé selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'âme (22) est réalisée en un matériau thermoplastique.
20. Elément allongé selon la revendication 17 ou 18, caractérisé en ce que le matériau composite de l'âme est de même nature que la résine thermoplastique servant à réaliser la matrice (34) du ruban (32).
21. Elément allongé selon l'une des revendications 17 à 20, caractérisé en ce que la résine thermoplastique comprend ou est constituée de polyamide 11 ou de polyamide 12.
22. Elément allongé selon l'une des revendications 17 à 21, caractérisé en ce que l'âme (22) présente une forme essentiellement convexe.
23. Elément allongé selon la revendication22, caractérisé en ce que cet angle sera compris entre 20° et 700.
24. Elément allongé selon l'une des revendications 22 ou23, caractérisé en ce que pour des applications de "type off-shore", l'angle envisagé est compris entre 30 et 60°.
25. Elément allongé selon l'une des revendications 22 ou 23, caractérisé en ce que pour des applications de type "paie d'éolienne", l'angle est compris entre 20 et 70°.
26. Elément allongé selon l'une des revendications 17 à24, caractérisé en ce que qu'il comprend plusieurs couches d'un matériau composite de même nature ou de nature différente ou disposés selon des angles d'enroulement différent.
27. Elément allongé selon l'une des revendications 17 à 26 , caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs couches réalisées avec lesdits rubans (32) comprenant une résine thermoplastique et utilisant comme renfort des filous fibres (35) sur la parenthèse continue de grande longueur correspondant sensiblement à la longueur des rubans (32), lesdites couches pouvant être enroulées selon des angles d'enroulement prédéterminés autour d'une couche précédente.
28. Elément allongé selon l'une des revendications 17 à27, caractérisé en ce que la couche la plus externe sur l'élément allongé est réalisée en matériau composite comprenant au moins un ruban également enroulé autour de la couche précédente, lesdits rubans comprenant une matrice en résine thermoplastique et une matière de renforcement sous forme de fils ou de fibres de verre ou de carbone.
29. Elément allongé selon l'une des revendications 17 à 28, caractérisé en ce qu'il se présente sous forme tubulaire de section quelconque polygonale ou circulaire, creux de manière à former un tube ou une canalisation pour le transport de matériaux, en particulier de fluides, notamment du pétrole ou du gaz liquide ou non.
30. Elément allongé selon l'une des revendications 17 à 28, caractérisé en ce qu'il se présente sous forme d'une pale d'éolienne.
31. Utilisation d'un élément allongé renforcé tel que défini à l'une quelconque des revendications 17 à30, pouvant être obtenu par le procédé selon l'une des revendications 1 à 8 ou l'appareil de fabrication selon l'une des revendications 9 à
16 pour la fabrication de canalisations enterrées dans le sol ou utilisées en off-shore ou sur les fonds marins, ou pour la fabrication de pale d'éolienne.
16 pour la fabrication de canalisations enterrées dans le sol ou utilisées en off-shore ou sur les fonds marins, ou pour la fabrication de pale d'éolienne.
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