EP3114262A1 - Structure textile de renforcement pour matériaux composites - Google Patents

Structure textile de renforcement pour matériaux composites

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EP3114262A1
EP3114262A1 EP15714561.6A EP15714561A EP3114262A1 EP 3114262 A1 EP3114262 A1 EP 3114262A1 EP 15714561 A EP15714561 A EP 15714561A EP 3114262 A1 EP3114262 A1 EP 3114262A1
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EP
European Patent Office
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warp
son
weft
type
yarns
Prior art date
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EP15714561.6A
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German (de)
English (en)
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EP3114262B1 (fr
Inventor
Jean-Michel Gault
Julie FOUREL
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Chomarat Textiles Industries SAS
Original Assignee
Chomarat Textiles Industries SAS
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Publication date
Application filed by Chomarat Textiles Industries SAS filed Critical Chomarat Textiles Industries SAS
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Publication of EP3114262A1 publication Critical patent/EP3114262A1/fr
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Publication of EP3114262B1 publication Critical patent/EP3114262B1/fr
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D19/00—Gauze or leno-woven fabrics
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D15/00—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used
    • D03D15/40—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the structure of the yarns or threads
    • D03D15/43—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the structure of the yarns or threads with differing diameters
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2401/00—Physical properties
    • D10B2401/06—Load-responsive characteristics
    • D10B2401/063—Load-responsive characteristics high strength
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2505/00—Industrial
    • D10B2505/02—Reinforcing materials; Prepregs

Definitions

  • the invention relates to the field of the textile industry, and more particularly to textiles used as reinforcement for composite materials. It is more specifically a complex formed by a stack of reinforcing layers for impregnation with a polymeric resin, and in particular thermosetting resin. It relates more specifically to a configuration of this type of complex allowing one of its layers to provide both a mechanical strengthening function, and drainage of the impregnating resin for closed molds.
  • the manufacture of composite materials from fibrous reinforcements can be achieved by infusion techniques, whereby the resin is introduced into a mold at particular points, and moves within or around the fibrous layers. towards suction points.
  • the infusion process is based on three fundamental physical principles which are the pressure difference, the viscosity of the resin and the permeability. Indeed, the migration of the resin through the textile structure (impregnation) can not take place if the permeability is not sufficient and if the pressure in the mold is constant.
  • the permeability of a reinforcement represents its ability to be traversed by a fluid, in this case the resin. At the microscopic scale, it is related to the microporosity of the locks (assembly of fibers). On the mesoscopic scale, it is linked to the spaces separating the constituent locks from the weaving of the reinforcement. At the macroscopic scale, it depends on the weaving of the reinforcement. Permeability is expressed in m 2 .
  • Classical roving fabrics (twill, cloth, standard gauze, etc.) or Non Crimp Fabrics (NCF) used in the infusion process have a permeability of the order of 10 ⁇ 10 to 10 ⁇ n m 2 for the glass. This permeability is generally not sufficient to ensure the correct filling of the piece which is often large.
  • two types of infusion can be used for monolithic structures. It is thus possible to carry out an infusion with external drainage. In this case, the resin flows with a draining fabric, highly permeable, placed above the stack of preformed fibers.
  • the external draining is then removed from the room using a tear-off fabric.
  • the major disadvantage of this method is the large number of waste (tearing tissue, external draining net) and the time of setting up consumables.
  • the infusion process with internal drainage is also known.
  • the draining fabric is positioned inside the textile structure. It is a very porous layer allowing a good flow of the resin through the preform. In general, it is a Continuous Filament Mat or a synthetic net that will stay in the room.
  • the major disadvantage of this type of product is the impact on the mechanical properties due to the increase of the resin content in the final laminate.
  • the fibrous webs are composed of unidirectional structures comprising son of high strength and high tenacity. Each of these plies is deformed so that the weft yarns have an inclination that is not perpendicular to the warp direction. Several of these plies are associated, combining different inclinations of the reinforcing son.
  • This assembly is performed without insertion of core layers facilitating creep. It is the inclination of the different threads of the superposed sheets, which allows the creep of the resin.
  • This solution if it has the advantage of not including fibrous materials other than those of the reinforcing layers, however has the disadvantage of a relatively low permeability to the resin in the warp direction.
  • the invention therefore proposes to provide a solution which has both good longitudinal permeability to the resin for easy impregnation during infusion process, combined with high mechanical performance for the composite obtained.
  • the invention relates to a reinforcing textile structure for composite materials, intended to form an intermediate layer to be integrated into a textile complex formed of a stack of textile layers for impregnation with a polymeric resin.
  • a set of weft threads A set of weft threads
  • the invention consists in producing an intermediate layer which has good mechanical properties, because it is made from high-tenacity yarns, and which has good resin permeability in the warp direction and / or frame.
  • This layer thus acts as a "structural internal draining", thus combining the advantages in terms of permeability of a synthetic internal draining and the mechanical characteristics close to a standard reinforcement.
  • the configuration of the gauze pitch with two son of different nature makes some of these son, namely high-tenacity son, have a limited or no filling, and define between them channels in which the resin can easily move.
  • the low clogging of the high-tenacity warp yarns is all the more important as the tension difference between the two types of warp yarns is important. It is also to a lesser extent a function of the difference of title between these two types of son. This makes it possible to work with voltage differences on the two types of warp yarns, so that the yarn of lower title supports the largest embossing.
  • the yarns of the second type may be of different natures, namely either synthetic organic yarns, or even high-tenacity yarns similar to the main threads.
  • the entire characteristic layer can thus be made based on high-tenacity yarns, which may be advantageous for certain properties of compatibility, or heat resistance, although the yarn of the second type does not does not participate in the mechanical strength of the product.
  • the reinforcement is substantially balanced. This makes it possible to create channels not only in the warp direction, but also in the weft direction, thus with a large permeability in both directions.
  • the permeability needs to be high in only one direction, namely the warp direction, lower-order weft threads can be used.
  • the influence of the binding yarns can be all the more reduced if the mass density of the warp yarns of the first type is greater by more than eight or at least three or four times that of the warp threads of the second type.
  • the creep capacity of the resin can be modulated according to the width of the channels defined between the main threads.
  • these channels between son are of the order of magnitude of the width of a wire.
  • the pitch between the warp (and weft) can be between two and three times the width of one of these son.
  • the size of the channels between the warp threads of higher strength can advantageously be between 0.5 and 3 mm for good permeability in the warp direction. Indeed, below 0.5 mm the gap is not sufficient to let the resin and above 3 mm, there is a phenomenon of reinforcements nesting during the evacuation. It can thus be seen that textile structures placed on either side of the draining fabric can plug the channels with the application of vacuum and drop the permeability of the product.
  • This intermediate layer may be associated with one or more additional layers to increase creep capacity.
  • these additional layers are made from high-tenacity yarns and identical to that of the reinforcing layers of the complex.
  • It may for example be a veil, or a mat of glass fibers, which by its volume facilitates the passage of the resin during molding, and improves the draining effect of the characteristic intermediate layer, without adding of synthetic material.
  • the use of a glass mat also improves the isotropy of the complex, by attenuating the anisotropy induced by the directions of the reinforcing son of the structural draining layer.
  • this additional layer may itself be composed of a stack of elementary layers if necessary.
  • Such an intermediate layer has properties of high permeability at least in one direction, combined with high mechanical properties.
  • Figure 1 is a top view of a textile structure forming the draining intermediate layer of a complex according to the invention.
  • Figures 2 and 3 are views in section respectively according to the plans ⁇ - ⁇ and III-
  • FIG. 4 is a sectional view of a complex according to the invention, including the intermediate layer of FIG. Way of realizing the invention
  • the draining and structuring intermediate layer as illustrated in FIG. 1 comprises weft yarns 2 and warp yarns 3, 4.
  • the weft yarns 2 are arranged in parallel, and have virtually zero packing.
  • the warp threads 3, 4 are associated in pairs.
  • the weaving is performed using a weave no gauze between the two warp threads 4 and 3 on the one hand, and the weft thread 2 on the other hand.
  • the two warp threads 3,4 intersect around the weft.
  • the main warp threads 3 are all arranged on the same side of the sheet of weft threads 2, and the warp threads 4 of the second type, that is to say, of the title weaker, pass from one side to another of the structure, with a large emleidage.
  • weft yarn 2 1,200 tex glass yarn, with a basis weight of 468 g / m 2 ;
  • warp 3 of the first type 1,200 tex glass yarn, with a mass per unit area of 438 g / m 2 ;
  • warp 4 of the second type polyester thread of 28 tex, with a weight per unit area of 16 g / m 2 ;
  • Weft frame 2 glass fiber 600 tex, with a basis weight of 240 g / m 2 ;
  • First type 3 warp 600tex glass fiber with a basis weight of 240 g / m 2 ;
  • Second type 4 warp 28 tex polyester yarn with a basis weight of 20 g / m 2 ;
  • Frame 2 glass fiber 600 tex, with a basis weight of 276 g / m 2 ;
  • First type 3 glass fiber of 1200 tex with a weight per unit area of 280 g / m 2 ;
  • Second type 4 28 tex polyester yarn with a weight per unit area of 8 g / m 2
  • the woven glass wires 2 are finer, but are arranged with a smaller pitch, so as to form a spacing of the order of one millimeter, corresponding to the width of a weft yarn.
  • Frame 2 glass fiber 600 tex with a basis weight of 276 g / m 2 ;
  • first type 3 warp yarn 600 tex glass yarn with a weight per unit area of 240 g / m 2;
  • Permeability is a physical characteristic that represents the ease with which a material allows the transfer of fluid through a connected network.
  • Darcy's Law makes it possible to connect a flow rate to a pressure gradient applied to the fluid by virtue of a characteristic parameter of the medium traversed, namely the permeability k.
  • the permeability can be measured along 3 axes.
  • the permeability indicated in the table above corresponds to the permeability measured in the plane of the reinforcement, in the warp direction.
  • the draining properties of this characteristic layer can be expressed in complexes used to make composite parts.
  • Such complexes include a plurality of backing layers chosen for their mechanical properties.
  • the draining layer 1 can be integrated within a stack of several reinforcing layers 11-16 made by weaving warp 20 and weft 21 yarns, and whose number and orientations are determined according to the overall mechanical properties sought for the final composite part.
  • the reinforcing structure according to the invention makes it possible to combine both structural reinforcement properties with good permeability thus making it possible to obtain a draining structural reinforcement.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Woven Fabrics (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Abstract

Complexe textile de renforcement pour matériaux composites, comportant un empilement de couches textiles en vue de leur imprégnation par une résine polymérique, ledit complexe incluant comprenant : • un ensemble de fils de trame (2); • un ensemble de fils de chaîne (3, 4) associé par paires, chaque paire comportant deux fils de type différent, dont l'un (3) au moins est à base de fils de haute ténacité, les deux fils d'une même paire étant tissés avec les fils de trame selon une armure de « pas de gaze ».

Description

COMPLEXE TEXTILE DE RENFORCEMENT POUR MATERIAUX
COMPOSITES
Domaine technique
L'invention concerne le domaine de l'industrie textile, et plus particulièrement des textiles utilisés en tant que renforcement pour les matériaux composites. Elle vise plus spécifiquement un complexe formé par un empilement de couches de renforcement en vue de l'imprégnation par une résine polymérique, et notamment thermodurcissable. Elle concerne plus spécifiquement une configuration de ce type de complexe permettant à une de ses couches d'assurer à la fois une fonction de renforcement mécanique, et de drainage de la résine d'imprégnation pour les moules fermés.
Techniques antérieures
De manière générale, la fabrication de matériaux composites à partir de renforts fibreux peut se réaliser par des techniques d'infusion, par lesquelles la résine est introduite dans un moule en des points particuliers, et se déplace à l'intérieur ou autour des couches fibreuses en direction de points d'aspiration. Le procédé d'infusion est basé sur trois principes physiques fondamentaux qui sont la différence de pression, la viscosité de la résine et la perméabilité. En effet, la migration de la résine à travers la structure textile (imprégnation) ne peut avoir lieu si la perméabilité n'est pas suffisante et si la pression dans le moule est constante. La perméabilité d'un renfort représente son aptitude à être traversé par un fluide, en l'occurrence de la résine. A l'échelle microscopique, elle est liée aux microporosités des mèches (assemblage de fibres). A l'échelle mésoscopique, elle est liée aux espaces qui séparent les mèches constituantes du tissage du renfort. A l'échelle macroscopique, elle dépend du tissage du renfort. La perméabilité s'exprime en m2.
Les tissus classiques type roving (sergé, toile, gaze standard...), ou Non Crimp Fabrics (NCF) utilisés dans le procédé d'infusion ont une perméabilité de l'ordre de 10~10 à 10~nm2 pour le verre. Cette perméabilité n'est en général pas suffisante pour garantir le remplissage correct de la pièce qui est souvent de grandes dimensions. Afin d'améliorer cette perméabilité, deux types d'infusion peuvent être utilisés pour les structures monolithiques. On peut ainsi procéder à une infusion avec drainant externe. Dans ce cas, la résine flue à l'aide d'un tissu drainant, fortement perméable, placé au-dessus de l'empilement de fibres préformées. Le différentiel de pression entre l'arrivée de résine, située au niveau du drainant, et l'évent, situé sur la base de la préforme, provoque l'infusion de la résine d'abord dans le drainant puis à travers l'épaisseur des préformes sèches. Le drainant externe est ensuite enlevé de la pièce à l'aide d'un tissu d'arrachage. L'inconvénient majeur de ce procédé est le nombre importants de déchets (tissu d'arrachage, filet drainant externe) et le temps de mise en place des consommables. On connaît également le procédé d'infusion avec drainant interne. Afin de limiter les déchets, le tissu drainant est positionné à l'intérieur de la structure textile. Il s'agit d'une couche très poreuse permettant un bon fluage de la résine à travers la préforme. En général, il s'agit d'un Mat à Filaments Continus ou un filet synthétique qui va rester dans la pièce. L'inconvénient majeur de ce type de produit est l'impact sur les propriétés mécaniques dû à l'augmentation du taux de résine dans le stratifié final.
Ainsi, le Demandeur a décrit dans le document EP 0 395 548 une structure textile composée d'un empilement de deux couches de renfort, composées quasi exclusivement de fils de haute ténacité, par exemple en verre, emprisonnant entre elles une couche aérée, formée à partir de fils synthétiques relativement fins et ondulés. Cette couche centrale, qui forme l'âme de l'empilement est donc relativement ajourée et permet le passage de la résine entre les deux couches de renfort, qui sont beaucoup moins perméables à la résine.
Cette solution, si elle présente de grands avantages, possède néanmoins l'inconvénient de générer des zones d'accumulation de résine qui présentent des propriétés mécaniques nettement inférieures aux couches externes, et ce d'autant plus que la matière fibreuse qui constitue l'âme n'est pas composée de fils de haute ténacité.
Une solution alternative dédiée à l'infusion a été proposée par le Demandeur dans le document FR 2870861. Cette solution est, dérivée de la précédente, consiste à utiliser comme âme un tricot polyester.
Une autre solution a été également proposée par le Demandeur dans le document EP 0 672 776. Dans cette solution, les nappes fibreuses sont composées de structures unidirectionnelles comportant des fils de fort titre et de haute ténacité. Chacune de ces nappes est déformée pour que les fils de trame présentent une inclinaison non perpendiculaire à la direction chaîne. Plusieurs de ces nappes sont associées, en combinant différentes inclinaisons des fils de renfort.
Cet assemblage est réalisé sans insertion de couches d'âme facilitant le fluage. C'est l'inclinaison des différents fils des nappes superposées, qui permet le fluage de la résine. Cette solution, si elle présente l'avantage de ne pas inclure de matériaux fibreux autre que ceux des couches de renfort, présente toutefois l'inconvénient d'une relativement faible perméabilité à la résine dans le sens chaîne.
On conçoit donc qu'il est donc nécessaire de réaliser un compromis entre les performances de mécanique des composites obtenus et la vitesse de fluage de la résine.
Exposé de l'invention
L'invention se propose donc de fournir une solution qui présente à la fois une bonne perméabilité longitudinale à la résine pour une imprégnation aisée lors de processus d'infusion, combinée avec des hautes performances mécaniques pour le composite obtenu.
A cet effet, l'invention concerne une structure textile de renforcement pour matériaux composites, destinée à constituer une couche intermédiaire pour être intégrée dans un complexe textile formé d'un empilement de couches textiles en vue de leur imprégnation par une résine polymérique.
Cette couche intermédiaire se caractérise en ce qu'elle comprend :
• un ensemble de fils de trame ;
• et un ensemble de fils de chaîne associés par paires, chaque paire comportant deux fils de type différents, dont l'un au moins est à base de fils de haute ténacité, les deux fils d'une même paire étant tissés avec des fils de trame selon une armure de pas de gaze. Autrement dit, l'invention consiste à réaliser une couche intermédiaire qui présente de bonnes propriétés mécaniques, du fait qu'elle est réalisée à base de fils de haute ténacité, et qui présente une bonne perméabilité à la résine selon la direction chaîne et/ou trame. Cette couche fait ainsi office de « drainant interne structurel », combinant ainsi les avantages en termes de perméabilité d'un drainant interne synthétique et les caractéristiques mécaniques proches d'un renfort standard.
En effet, la configuration du pas de gaze avec deux fils de nature différente fait que certains de ces fils, à savoir les fils de haute ténacité, présentent un embuvage limité, voire nul, et définissent entre eux des canaux dans lesquels la résine peut facilement se déplacer.
Ces canaux sont d'autant mieux définis qu'une partie des fils de chaîne, à savoir les fils de haute ténacité, se trouvent tous du même côté de la nappe de fils de trame. Seuls les fils de chaîne du deuxième type assurent le maintien des fils principaux entre eux.
Le faible embuvage des fils de chaîne de haute ténacité est d'autant plus important que l'écart de tension entre les deux types de fils de chaîne est important. Il est également dans une moindre mesure fonction de la différence de titre entre ces deux types de fils. Ceci permet en effet de travailler avec des différences de tension sur les deux types de fils de chaîne, de manière à ce que le fil de plus faible titre supporte le plus grand embuvage.
En pratique, il est possible de moduler les propriétés de renforcement de la couche drainante en utilisant en trame des fils qui sont également de haute ténacité, conférant donc un renforcement bidirectionnel, dans le sens chaîne et le sens trame également.
Toutefois, dans certaines applications, il peut être utile d'utiliser que des fils de haute ténacité dans le sens chaîne.
Concernant les fils de chaîne, les fils du second type, c'est-à-dire ceux de titre le plus faible, peuvent être de différentes natures, à savoir, soit des fils synthétiques organiques, ou encore des fils de haute ténacité analogues aux fils principaux. Dans ce dernier cas, l'intégralité de la couche caractéristique peut être ainsi réalisée à base de fils de haute ténacité, ce qui peut être avantageux pour certaines propriétés de compatibilité, ou de résistance à la chaleur, bien que le fil du second type ne participe pas à la résistance mécanique du produit. De par la construction de cette couche, on peut régler de manière très fine les propriétés mécaniques de renforcement dans la direction chaîne et trame, en sélectionnant les masses surfaciques des fils de trame et de chaîne en conséquence. Dans le cas où la masse surfacique des fils de trame est sensiblement égale à celle des fils de chaîne, le renfort est sensiblement équilibré. Ceci permet de créer des canaux non seulement dans le sens chaîne, mais aussi dans le sens trame, avec donc une perméabilité importante selon les deux directions. Toutefois, dans le cas où la perméabilité n'a besoin d'être élevée que dans une seule direction, à savoir la direction chaîne, on peut utiliser des fils de trame de titre inférieur.
L'influence des fils de liage, c'est-à-dire les fils de chaîne du deuxième type peut être d'autant plus réduite que la masse surfacique des fils de chaîne du premier type est supérieure de plus de huit ou au moins trois ou quatre fois à celle des fils de chaîne du second type.
La capacité de fluage de la résine peut être modulée en fonction de la largeur des canaux définis entre les fils principaux. Ainsi, dans un premier cas de figure, on peut prévoir que ces canaux entre fils sont de l'ordre de grandeur de la largeur d'un fil. Ainsi, le pas entre les fils de chaîne (et de trame) peut être compris entre deux et trois fois la largeur d'un de ces fils.
Il est également possible de prévoir des canaux de plus grande largeur, en prévoyant un pas entre les fils qui est supérieur par exemple à quatre fois la largeur d'un fil.
En pratique, la taille des canaux entre les fils de chaîne de plus fort titre peut être avantageusement comprise entre 0.5 et 3 mm pour une bonne perméabilité dans le sens chaîne. En effet, en dessous de 0.5 mm l'écart n'est pas suffisant pour laisser passer la résine et en dessus de 3 mm, on observe un phénomène d'imbrications des renforts lors de la mise sous vide. On peut ainsi constater que les structures textiles placées de part et d'autre du tissu drainant peuvent venir boucher les canaux avec l'application du vide et faire chuter la perméabilité du produit. Cette couche intermédiaire peut être associée avec une ou plusieurs couches supplémentaires permettant d'augmenter la capacité de fluage. De préférence, ces couches supplémentaires sont réalisées à base de fils de haute ténacité et d'une identique à celui des couches de renforcement du complexe. Il peut par exemple s'agir d'un voile, ou d'un mat de fibres de verre, qui par son volume facilite le passage de la résine lors du moulage, et améliore l'effet drainant de la couche intermédiaire caractéristique, sans ajout de matière synthétique. L'emploi d'un mat de verre améliore aussi l'isotropie du complexe, en atténuant l'anisotropie induite par les directions des fils de renfort de la couche drainante structurelle. Il est possible d'adjoindre une couche supplémentaire sur l'une des faces de la couche intermédiaire, ou deux couches supplémentaires, une sur chaque face de la couche intermédiaire, avec des compositions identiques ou différentes d'une couche supplémentaire à l'autre. Bien entendu, cette couche supplémentaire peut elle-même être composée d'un empilement de couches élémentaires si besoin. Une telle couche intermédiaire présente des propriétés de perméabilité importante au moins dans une direction, combinées avec des propriétés mécaniques élevées. Elle peut donc être associée par complexage avec autant de couches de renfort que nécessaire. Dans des empilements de nombre important de couches de renfort, elle peut remplacer une couche de renfort en gagnant l'effet drainant tout en maintenant un bon niveau de performances mécaniques. Ce complexage peut avoir lieu classiquement par couture, collage ou aiguilletage, éventuellement en assemblage avec un ou plusieurs voiles de surface.
Description sommaire des figures
La manière de réaliser l'invention, ainsi que les avantages qui en découlent ressortiront bien de la description des modes de réalisation qui suivent, à l'appui des figures annexées dans lesquelles :
La figure 1 est une vue de dessus d'une structure textile formant la couche intermédiaire drainante d'un complexe conforme à l'invention.
Les figures 2 et 3 sont des vues en coupe respectivement selon les plans ΙΙ-ΙΓ et III-
ΙΙΓ de la figure 1.
La figure 4 est une vue en coupe d'un complexe selon l'invention, incluant la couche intermédiaire de la figure 1. Manière de réaliser l'invention
De façon générale, la couche intermédiaire drainante et structurante telle qu'illustrée à la figure 1 comporte des fils de trame 2 et des fils de chaîne 3, 4. Les fils de trame 2 sont disposés parallèlement, et présentent un embuvage quasi nul. Les fils de chaîne 3, 4 sont associés par paires.
Le tissage est réalisé en employant une armure pas de gaze entre les deux fils de chaîne 4 et 3 d'une part, et le fil de trame 2 d'autre part. Les deux fils de chaîne 3,4 s'entrecroisent autour de la trame.
Du fait de l'écart de tension entre les deux types de fils de chaîne, et de leur écart de titre, on obtient une configuration dans laquelle les fils de chaîne 3 du premier type reposent sur la nappe de fils de trame 2. Chaque fil de chaîne 4 du deuxième type passe donc sous un fil de trame 2 et sur le fil de chaîne 3, alternativement d'un côté et de l'autre du fil de chaîne principal 3 auquel il est associé.
Ainsi, comme illustré à la figure 2, les fils de chaîne principaux 3 sont disposés tous du même côté de la nappe de fils de trame 2, et les fils de chaîne 4 du deuxième type, c'est-à-dire de titre le plus faible, passent d'une face à l'autre de la structure, avec un embuvage important.
Bien entendu, les proportions des différents fils illustrés aux figures ne le sont données qu'à titre d'exemple, et les divers fils peuvent différer dans la réalité de cette représentation.
Il est par ailleurs, possible de moduler le nombre de fils par unité de longueur, dans le sens chaîne et le sens trame afin de régler les propriétés mécaniques du futur renfort ainsi que la capacité de fluage de la résine. Différents exemples de réalisation pratique ont été ainsi réalisés.
Exemple 1
• fil de trame 2 : fil de verre de 1 200 tex, avec une masse surfacique de 468 g/m2 ;
• fil de chaîne 3 du premier type: fil de verre de 1 200 tex, avec une masse surfacique de 438 g/m2 ;
• fil de chaîne 4 du deuxième type : fil de polyester de 28 tex, avec une masse surfacique de 16 g/m2 ;
• pas entre fils de trame, de 1 mm
• pas entre fils de chaîne : motif répétitif avec deux fils séparés de 4 mm puis 4 fils séparés de 0.5 à 0.7 mm. Exemple 2
• fïl de trame 2 : fïl de verre de 600 tex, avec une masse surfacique de 240 g/m2 ;
• fïl de chaîne du premier type 3 : fïl de verre de 600tex avec une masse surfacique de 240 g/m2 ;
· fïl de chaîne du deuxième type 4 : fïl de polyester de 28 tex avec une masse surfacique de 20 g/m2 ;
• pas entre fïls de trame : 1 ,5 mm (environ)
• pas entre fïls de chaîne : 1 ,5 mm (environ) Exemple 3
• fïl de trame 2 : fïl de verre de 600 tex, avec une masse surfacique de 276 g/m2 ;
• fïl de chaîne du premier type 3 : fïl de verre de 1 200 tex avec une masse surfacique de 280 g/m2 ;
• fïl de chaîne du deuxième type 4 : fïl de polyester de 28 tex avec une masse surfacique de 8 g/m2
Dans cet exemple, les fïls de verre 2 en trame sont plus fins, mais sont disposés avec un pas plus faible, de manière à former un écartement de l'ordre du millimètre, correspondant à la largeur d'un fïl de trame.
Exemple 4
• fïl de trame 2: fïl de verre de 600 tex avec une masse surfacique de 276 g/m2 ;
• fil de chaîne du premier type 3: fil de verre de 600 tex avec une masse surfacique de 240 g/m2 ;
· fïl de trame du deuxième type 4: fïl de polyester 28 tex avec une masse surfacique de
18g/m2.
• pas entre fïls de trame : 1 mm
• pas entre fïls de chaîne : 1,5 mm
Les propriétés de ces différents exemples ont été mesurées par rapport à un complexe de référence, construit selon les enseignements du brevet FR 2870861, comportant deux couches de renforts de référence constituées d'un tissu de verre de 500 g/m2, et une âme drainante de référence constituée d'un tricot chaîne à base d'un fïl de polyester de 110 dtex, d'un poids global de 110g/m2. Les performances de ces quatre exemples peuvent être récapitulées dans le tableau suivant :
La perméabilité est une caractéristique physique qui représente la facilité qu'a un matériau à permettre le transfert de fluide au travers d'un réseau connecté. La Loi de Darcy permet de relier un débit à un gradient de pression appliqué au fluide grâce à un paramètre caractéristique du milieu traversé, à savoir la perméabilité k.
La loi de Darcy s'exprime par : k = ^ x ^ x η
avec :
- k la perméabilité (en m2),
- Q le débit parcourant l'éprouvette (en m3/s),
- S la section de l'éprouvette (en m2),
- η la viscosité dynamique du fluide (en Pa.s)
- ΔΡ la perte de charge mesurée entre les extrémités de l'éprouvette (en Pa)
- et AL, la longueur de l'éprouvette
La perméabilité peut se mesurer selon 3 axes. La perméabilité indiquée dans le tableau ci-dessus correspond à la perméabilité mesurée dans le plan du renfort, selon la direction chaîne.
Les propriétés drainantes de cette couche caractéristique peuvent s'exprimer dans des complexes employés pour fabriquer des pièces composites. De tels complexes incluent une pluralité de couches de renfort choisies pour leurs propriétés mécaniques. Ainsi, comme illustré schématiquement à la figure 4, la couche drainante 1 peut être intégrée au sein d'un empilement de plusieurs couches de renfort 11-16 réalisées par tissage de fils de chaîne 20 et de trame 21, et dont le nombre et les orientations sont déterminés en fonction des propriétés mécaniques globales recherchées pour la pièce composite finale.
Il ressort de ce qui précède que la structure de renfort conforme à l'invention permet de combiner à la fois des propriétés de renforcement structurel avec une bonne perméabilité permettant ainsi d'obtenir un renfort structurel drainant.

Claims

REVENDICATIONS
1/ Complexe textile de renforcement pour matériaux composites, comprenant un empilement de couches textiles en vue de leur imprégnation par une résine polymérique, caractérisé en ce qu'il comporte une couche intermédiaire (1) comprenant :
• un ensemble de fils de trame (2) ;
• un ensemble de fils de chaîne (3, 4) associé par paires, chaque paire comportant deux fils de type différent, dont l'un (3) au moins est à base de fils de haute ténacité, les deux fils d'une même paire étant tissés avec les fils de trame selon une armure de « pas de gaze » ;
de sorte que ladite couche intermédiaire (1) assure un rôle drainant au sein du complexe. 21 Complexe selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les fils de trame (2) de la couche intermédiaire (1) sont à base de fils de haute ténacité.
3/ Complexe selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les fils de chaîne (3) d'un premier type présentent un type plus élevé que les fils de chaîne (4) du second type.
4/ Complexe selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les fils de chaîne (4) du second type sont à base de fils synthétiques organiques. 5/ Complexe selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les fils de chaîne (4) du second type sont à base de fils de haute ténacité.
6/ Complexe selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la masse surfacique des fils de trame (2) de la couche intermédiaire est sensiblement égale à la masse surfacique des fils de chaîne.
7/ Complexe selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la masse surfacique des fils de chaîne (3) du premier type est supérieure de plus de trois préférentiellement quatre fois à celle des fils de chaîne (4) du second type.
8/ Complexe selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le pas entre les fils de trame et/ou de chaîne est compris entre deux et trois fois la largeur d'un fil de trame. 91 Complexe selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le pas entre les fils de trame et/ou de chaîne est supérieur à quatre fois la largeur d'un fil de trame.
10/ Complexe selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comporte au moins une couche formée par un mat de fibres, au contact de la couche intermédiaire.
1 1/ Complexe selon la revendication 10, caractérisé en ce que la couche formée par le mat de fibres est en un matériau identique à celui des couches de renforcement.
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