FR2939406A1 - Panneau insonorisant a coeur souple, procede de fabrication d'un tel panneau insonorisant - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un panneau insonorisant (7) à coeur souple (8) comportant une première et une deuxième peaux (9, 10) prenant en sandwich une âme en coeur souple, de sorte que la première peau est disposée sur un première côté (8') du coeur souple (8) et la deuxième peau est disposée sur un deuxième côté (8") du coeur souple (8). L'âme en coeur souple (8) est une mousse auto-extinguible (11) mélamine destinée à amortir les vibrations acoustiques, la première peau (9) étant pourvue d'une première couche de tissus de carbone (12) et la deuxième peau (10) étant pourvue d'une deuxième couche de tissus de carbone (13).
Description
Panneau insonorisant à coeur souple, procédé de fabrication d'un tel panneau insonorisant La présente invention concerne un panneau insonorisant à coeur souple, destiné notamment à équiper la cellule d'un aéronef tel qu'un giravion de type hélicoptère, et le procédé de fabrication d'un tel panneau insonorisant. En effet, la cellule d'un giravion est soumise à un environnement sonore agressif résultant de la superposition de vibrations acoustiques d'origines différentes. De plus, un giravion est soumis à des risques d'incendie pouvant mettre en danger les occupants de la cellule du giravion, présents dans le poste de pilotage ou encore dans la cabine de ce giravion. Afin d'assurer le confort et la sécurité des occupants du giravion, les panneaux d'habillage de la cellule du giravion doivent offrir une protection contre les risques d'incendie et garantir un bon amortissement des vibrations acoustiques tout en maintenant une bonne rigidité de la cabine. Diverses techniques sont connues pour garantir un amortissement des vibrations acoustiques tout en maintenant une bonne rigidité. Une première solution, mise en oeuvre dans le document WO2007/137607A1, illustre un revêtement intérieur de la cellule d'un aéronef. Ce revêtement intérieur comporte une structure alvéolaire en nid d'abeille prise en sandwich entre deux couches de couverture dont une au moins est perméable à l'air. Une couche d'isolation phonique est agencée sur une des couches de couverture tandis qu'une couche de recouvrement est disposée sur l'autre couche de couverture. La perméabilité d'au moins l'une des couches de couverture assure une transmission efficace du son depuis l'extérieur jusqu'à la couche insonorisante. Le revêtement a ainsi de bonnes propriétés d'absorption phonique tout en garantissant une bonne résistance mécanique avec un faible poids. Toutefois, la couche d'isolation phonique n'est recouverte que d'un côté par la structure alvéolaire. De l'autre côté, la couche d'isolation phonique n'est pas fermée de sorte que ce revêtement ne présente pas des caractéristiques optimales en matière de résistance au feu. De plus, la structure alvéolaire est volontairement perméable au bruit et le revêtement insonorisant n'est pas suffisamment autoporteur. Une deuxième solution, mise en oeuvre dans le document FR2815603 propose un panneau insonorisant, en particulier un panneau structural ou d'habillage d'un aéronef à voilure tournante, comportant au moins deux plaques opposées qui peuvent éventuellement être reliées ensemble par l'intermédiaire de plaques latérales formant ainsi un espace interne fermé et un agrégat comportant au moins des corps solides en contact et qui remplit complètement ledit espace interne.
Le glissement relatif des corps solides, d'une part les uns par rapport aux autres et, d'autre part, par rapport aux plaques, permet de dissiper une partie de l'énergie vibratoire circulant dans ledit panneau insonorisant et ainsi de réduire l'énergie qui est transmise sous forme acoustique à l'air, ce qui permet d'améliorer les performances acoustiques dudit panneau insonorisant. Cependant, ce panneau insonorisant constitue un sandwich à âme non homogène, et n'est pas optimal pour la résistance au feu dans la mesure où les plaques n'ont pas de propriétés particulières pour réduire ou éviter la propagation d'une combustion. En outre ce panneau est assimilable à un panneau à coeur rigide. Une troisième solution est décrite dans le document W02006/128632A1. Celui-ci présente un dispositif de structure en sandwich comprenant des cavités dans l'âme entre deux couches de revêtement. Les dimensions des cavités permettent à la fois d'accorder le comportement acoustique de la structure sandwich avec celui des deux couches de revêtement autour de l'âme et de maintenir le comportement acoustique global de la structure sandwich de façon acceptable. Cependant, cette technique ne propose aucune solution à la non propagation d'une combustion. En outre ce panneau est également assimilable à un panneau à coeur rigide et son fonctionnement vise à réduire une fréquence du bruit spécifique. L'invention vise à remédier aux inconvénients relatifs aux trois solutions précitées tout en cherchant à améliorer la résistance au feu, la tenue mécanique et l'amortissement des vibrations acoustiques d'un panneau insonorisant en agençant un coeur souple, en tant qu'âme, pris en sandwich entre deux peaux rigides à forte tenue mécanique. A cet effet, l'invention concerne un panneau insonorisant à coeur souple comportant une première et une deuxième peaux prenant en sandwich une âme en coeur souple, de sorte que la première peau est disposée sur un premier côté du coeur souple et la deuxième peau est disposée sur un deuxième côté du coeur souple. Le panneau est notamment remarquable en ce que, l'âme en coeur souple est une mousse auto-extinguible (de type mélamine par exemple) destinée à amortir les vibrations acoustiques, la première peau étant pourvue d'une première couche de tissus de carbone et la deuxième peau étant pourvue d'une deuxième couche de tissus de carbone. En outre, le panneau insonorisant comporte une ou plusieurs 10 des caractéristiques additionnelles qui suivent. Afin de faciliter sa fabrication, le panneau insonorisant peut comporter des inserts disposés dans ladite mousse autoextinguible, ces inserts étant constitués d'une mousse rigide. De plus, pour protéger le carbone, la première peau comporte 15 avantageusement un premier tissu de surface disposé sur la première couche de tissus de carbone. Par ailleurs, la deuxième peau comporte éventuellement - une structure alvéolaire disposée entre la mousse autoextinguible et la deuxième couche de tissus de carbone, 20 - un deuxième tissu de surface disposé sur la deuxième couche de tissus de carbone, - une première couche viscoélastique contrainte disposée sur la deuxième couche de tissus de carbone, - une structure alvéolaire disposée entre la deuxième couche 25 de tissus de carbone et une troisième couche de tissus de carbone. Dans ce dernier cas de figure, un tissu de surface est optionnellement disposé sur la troisième couche de tissus de carbone ou une première couche viscoélastique contrainte est disposée sur cette troisième couche de tissus de carbone. En outre, la première peau peut comporter une deuxième couche viscoélastique munie d'un matériau viscoélastique permettant d'amortir les vibrations, la deuxième couche viscoélastique étant disposée entre la mousse auto-extinguible et la première couche de tissus de carbone. De plus, la première peau peut comporter avantageusement une structure en gaufrage disposée entre la mousse auto-10 extinguible et la première couche de tissus de carbone. Indépendamment de la variante, au moins une couche de tissus de carbone comporte au moins deux tissus de carbone pour optimiser son étanchéité. Ainsi, la première, la deuxième et/ou la troisième couche de tissus de carbone comporte au moins deux 15 tissus de carbone. De même, au moins un des tissus de carbone d'une couche de tissus de carbone peut avantageusement comprendre des fibres de carbone liées par une matrice. Chaque fibre possède alors plusieurs centaines ou milliers de filaments. Favorablement, au 20 moins un des tissus de carbone d'une couche de tissus de carbone comprend des fibres de carbone munies de 12000 filaments, ce qui engendre une réduction des coûts. Enfin, le panneau comportant au moins un tissu de surface, ce tissu de surface est à base de fibres de verre. 25 Outre le panneau insonorisant, l'invention a aussi pour objet le procédé de fabrication d'un tel panneau insonorisant. Selon l'invention, au cours d'un procédé de fabrication d'un panneau insonorisant on met en oeuvre les étapes suivantes : a) on dispose successivement dans un moule : -pour réaliser une première peau, lors d'une étape a1), au moins une première couche de tissus de carbone préimprégnés de résine thermodurcissable, -lors d'une étape a2), on dispose un coeur souple, faisant office d'âme, composé d'une mousse auto-extinguible, - pour réaliser une deuxième peau, lors d'une étape a3), on dispose au moins une deuxième couche de tissus de carbone préimprégnés de résine thermodurcissable, b) on referme le moule et on polymérise les constituants dudit panneau à sensiblement 130 degrés Celsius, sous une pression de l'ordre de un bar, sans vide, pendant sensiblement deux heures, c) on laisse refroidir ces constituants pendant sensiblement une heure et on ouvre ledit moule quand la température du panneau atteint la température ambiante. Avantageusement, lors d'une étape a21) consécutive à l'étape a2), on dispose des inserts en mousse rigide dans la mousse auto-extinguible pour éviter son écrasement.
Par ailleurs, pour accroitre la tenue mécanique de la mousse auto-extinguible, lors d'une étape a22) antérieur à l'étape a3), on dispose une structure alvéolaire au contact de ladite mousse autoextinguible. De même, lors de l'étape a), durant une étape a31) consécutive à l'étape a3), on dispose une structure alvéolaire au contact de la deuxième couche de tissus de carbone puis une troisième couche de tissus de carbone au contact de la structure alvéolaire .
En outre, pour améliorer le rendement acoustique, lors d'une étape a11) consécutive à l'étape a1), on dispose une couche de structure de gaufrage au contact de la première couche de tissus de carbone.
Optionnellement, lors d'une étape a12) antérieure à l'étape a2), on dispose une deuxième couche viscoélastique au contact de la première couche de tissus de carbone de sorte que ladite mousse auto-extinguible soit mise en contact avec la deuxième couche viscoélastique.
Par ailleurs, lors d'une étape a0) antérieure à l'étape a1), on dispose un premier tissu de surface en fibres de verre de sorte que la première couche de tissus de carbone soit mise en contact avec ledit premier tissu de surface lors de l'étape a1) et que le tissu de surface représente une première face externe du panneau.
De même, il est envisageable, lors d'une étape a4) antérieure à l'étape b), de disposer un deuxième tissu de surface en fibres de verre qui représente une deuxième face externe dudit panneau insonorisant. A titre de variante, lors d'une étape a5) antérieure à l'étape b), on dispose une première couche viscoélastique contrainte comprenant successivement une couche d'un adhésif, une couche d'un matériau viscoélastique et une plaque d'aluminium de sorte que la plaque d'aluminium représente une deuxième face externe du panneau insonorisant.
Enfin, au moins une couche de tissus de carbone comporte avantageusement au moins une superposition de deux tissus de carbone. L'invention et ses avantages apparaîtront avec plus de détails dans le cadre de la description suivante, qui illustre un exemple de réalisation préféré, donné sans aucun caractère limitatif, en référence aux figures annexées qui représentent : - la figure 1 : une vue schématique d'un giravion, - la figure 2 une vue schématique d'un panneau insonorisant à coeur souple selon l'invention, - la figure 3 une vue schématique d'une première variante de réalisation d'un panneau insonorisant à coeur souple selon l'invention, la figure 4 : une vue schématique d'une deuxième variante de réalisation d'un panneau insonorisant à coeur souple selon l'invention, la figure 5 une vue schématique d'une troisième variante de réalisation d'un panneau insonorisant à coeur souple selon l'invention, - la figure 6 : une vue schématique d'une quatrième variante de réalisation d'un panneau insonorisant à coeur souple selon l'invention, - la figure 7 : une vue schématique d'un matériau viscoélastique, - la figure 8 : une vue schématique d'une cinquième variante de réalisation d'un panneau insonorisant à coeur souple selon l'invention, - la figure 9 : une vue schématique d'une sixième variante de réalisation d'un panneau insonorisant selon l'invention, et - la figure 10 : un schéma des étapes de fabrication d'un panneau insonorisant à coeur souple selon l'invention.
La figure 1 illustre un aéronef, par exemple un giravion 1, destiné à se déplacer dans l'atmosphère 3. Le giravion 1 comporte un poste de pilotage occupé par un équipage pilotant ledit giravion 1 et éventuellement par des passagers. Un tel giravion 1 est soumis à la superposition d'une multitude de vibrations mécaniques et acoustiques notamment générées par la motorisation, les moyens de transmission de puissance, le ou les rotors de sustentation, voire le rotor arrière. On peut citer, à titre d'exemple, que la rotation d'un moteur 4 du giravion 1 entraîne en mouvement une succession de pièces mécaniques telles qu'un rotor principal 5 et un rotor arrière 50 via des arbres et une boite de transmission de puissance, ce qui génère de fait une pluralité de vibrations mécaniques et acoustiques. De même, la rotation des pales 6 et 60 des rotors principal 5 et arrière 50 en contact aérodynamique avec l'atmosphère 3 produit également des vibrations mécaniques et acoustiques. Afin d'améliorer le confort et la sécurité des occupants du giravion 1, un panneau insonorisant 7 d'habillage à coeur souple 8 selon l'invention a comme principal objectif d'isoler les passagers et les membres d'équipage occupant le giravion 1 des vibrations acoustiques et de présenter de façon inattendue des propriétés inégalées en matière d'auto-extinguibilité tout en assurant une bonne rigidité à ce type de construction Dans ce contexte, la figure 2 présente des éléments constitutifs d'un panneau insonorisant 7 à coeur souple 8 selon l'invention. Un coeur souple 8 auto-extinguible est alors agencé entre une première peau 9 et une deuxième peau 10. Plus précisément, la première peau 9 est disposée sur un premier côté 8' du coeur souple 8, alors que la deuxième peau 10 est agencée sur un deuxième côté 8" de ce coeur souple 8. Le coeur souple 8 est à faible tenue mécanique, afin de permettre un bon amortissement acoustique, tandis que la première peau 9 et la deuxième peau 10 sont à forte tenue mécanique pour garantir une bonne rigidité de l'ensemble du sandwich ainsi constitué. La rigidité de la première peau 9 et de la deuxième peau 10 permet également au coeur souple 8 de conserver sa forme et ses dimensions, garantissant ainsi au coeur souple 8 la conservation de ses propriétés d'amortissement acoustique. Le coeur souple 8 ainsi agencé entre une première peau 9 et une deuxième peau 10 fonctionne en mode sandwich dont le fonctionnement dynamique est assimilable à un système masseressort-amortit, c'est-à-dire un système apportant une réponse vibratoire telle qu'il produit un important amortissement des vibrations acoustiques d'origine. Le panneau insonorisant 7 à coeur souple 8 selon l'invention est destiné à être utilisé dans un aéronef et plus particulièrement dans un giravion dans lequel les spectres acoustiques, définis par exemple dans le domaine fréquentiel compris entre 20Hz et 20KHz, relèvent de la superposition de bruits d'origine différente. II s'agit par exemple, des bruits d'origine mécanique, tels que ceux produits par les mouvements de la chaîne cinématique du giravion, la rotation des pales 6 et 60 respectivement des rotors principal 5 et arrière 50, les mouvements du moteur 4, mais également des bruits d'origine aérodynamique, tels que le bruit de la couche limite se développant sur le fuselage ou le bruit des écoulements des entrées d'air et des tuyères et encore des bruits d'origines diverses, tels que le bruit des circuits de climatisation ou de chauffage du poste de pilotage 2. On comprend de la sorte que le panneau insonorisant 7 à coeur souple 8 doit permettre d'amortir l'ensemble de ces bruits dans le domaine fréquentiel précité. Le coeur souple 8 a également comme propriété d'être autoextinguible, c'est-à-dire que le coeur souple 8 n'entretient pas sa 5 propre combustion. Néanmoins, le coeur souple 8, une fois confiné entre la première peau 9 et la deuxième peau 10 ne devrait normalement plus être auto-extinguible. En effet, ce confinement du coeur souple 8 crée un effet cheminée qui, entre les première et deuxième 10 peaux 9, 10 neutralise l'auto-extinguibilité du coeur souple 8 et par suite pénalise le comportement au feu du panneau insonorisant 7 d'habillage. Toutefois, de manière innovante, la première peau 9 et la deuxième peau 10 comportent un matériau capable de conserver 15 les propriétés d'auto-extinguibilité du coeur souple 8. On considère, à titre d'exemple dans la suite du document, que le coeur souple 8 est constitué de mousse auto-extinguible, comme par exemple de la mousse auto-extinguible mélamine 11 permettant d'obtenir neuf à quinze décibels d'affaiblissement 20 acoustique dans la gamme de fréquence désirée. A titre d'exemple, une mousse convenant à cet usage est la mousse mélamine autoextinguible distribuée sous la référence commerciale Resobson , de densité 10 kg/m3 et de 5, 10 , 15, 20 ou 25 millimètres d'épaisseur. 25 De façon favorable, il convient de remarquer que des inserts 111 à base d'une mousse rigide de type PMMA (type ROHACELL d'une densité de 30, 50, 70, 110 kilogrammes par mètres cube de la société Degussa), par exemple, peuvent être disposés dans la mousse auto-extinguible mélamine 11 pour éviter son écrasement, en particulier lors de la fabrication du panneau insonorisant 7. Sur ces bases, la figure 3 présente des éléments constitutifs de la première peau 9 et de la deuxième peau 10 d'un panneau insonorisant 7 à coeur souple 8 selon une première variante de l'invention. La première peau 9 comporte une première couche de tissus de carbone 12 disposée sur la mousse auto-extinguible mélamine 11 et un premier tissu de surface 13 disposé sur la première couche de tissus de carbone de 12. La deuxième peau 10 comporte successivement une deuxième couche de tissus de carbone 14 disposée sur la mousse auto-extinguible mélamine 11, une structure alvéolaire 15 disposée sur la deuxième couche de tissus de carbone 14, une troisième couche de tissus de carbone 16 disposée sur la structure alvéolaire 15 et un deuxième tissu de surface 17 disposé sur la troisième couche de tissus de carbone 16. Les premier et deuxième tissus de surface 13, 17 sont favorablement utilisés et constitués à base de fibres de verre comme précisé ultérieurement, mais ne sont pas obligatoirement nécessaires. Les tissus de carbone sont utilisés pour que la mousse autoextinguible mélamine 11 conserve ses propriétés d'autoextinguibilité. En effet, il est rappelé qu'une fois confinée, la mousse auto-extinguible mélamine perd une partie de ses propriétés d'auto-extinguibilité. Or, le tissu de carbone est un bon conducteur thermique. Au contact de la mousse auto-extinguible mélamine 1 1 , le tissu de carbone diffuse donc rapidement vers l'extérieur du panneau la chaleur émise par un début de combustion de la mousse autoextinguible mélamine 11, et par suite du panneau insonorisant 7, évitant ainsi l'effet cheminée et la propagation de la combustion. Le tissu de carbone permet donc de conserver l'auto- extinguibilité de la mousse auto-extinguible mélamine 11. Il s'agit d'un important progrès technique correspondant à un préjugé vaincu. Auparavant, les panneaux d'habillage étaient constitués de peaux en tissus de verre de part et d'autre de l'âme. Malheureusement, ces tissus de verre ne diffusent pas suffisamment la chaleur produite à l'intérieur du sandwich de sorte que lesdits panneaux ne satisfont plus les normes aéronautiques de tenue au feu dénommées FAR25 . Or, outre sa capacité surprenante à diffuser suffisamment la chaleur pour éviter un effet cheminée , le tissu de carbone peut par exemple être exécuté à partir de fibres de carbone à base de 12 000 filaments de carbone comme précédemment expliqué, et non plus 3000 filaments conformément à l'art antérieur. Ce type de matériau est disponible à un coût compétitif par rapport à celui des tissus de verre et surtout de carbone utilisés habituellement.
Il s'agit d'un avantage nouveau, justifiant l'intérêt de l'invention, et surprenant puisqu'il était considéré jusqu'ici que les panneaux d'habillage devaient être munis de tissus de verre. De plus, le tissu de carbone offre une rigidité permettant une bonne tenue mécanique, voire supérieure à celle des tissus de verre à épaisseur identique. Cependant, chaque tissu de carbone n'est pas strictement étanche et uniforme. En effet, un tissu de carbone comporte une multitude de fibres, liées par tissage, par exemple selon deux directions (chaîne et trame) sous forme de toile ou taffetas, de satin ou de sergé. Localement, la répartition des fibres peut ne pas être homogène, créant des lacunes d'étanchéité. Dans ces conditions, il est préférable de réaliser chaque couche de tissus de carbone en superposant au moins deux tissus de carbone, ce qui permet de réduire fortement la probabilité d'avoir une couche de tissu de carbone présentant de telles lacunes d'étanchéité. En effet, la probabilité que les lacunes de chaque tissu de carbone se trouvent l'une en face de l'autre est alors très faible. Les tissus de carbone se trouvent donc uniformément répartis dans la couche de tissus de carbone, permettant ainsi d'assurer une bonne étanchéité et ceci, bien évidemment, à l'égard d'une combustion. C'est pourquoi, chacune des couches de tissus de carbone 12, 14 et 16 comporte préférentiellement au moins une superposition d'au moins deux tissus de carbone. La mousse auto-extinguible mélamine 11 étant prise en sandwich entre la première peau 9 et la deuxième peau 10, et chacune des peaux comportant au moins une couche de tissus de carbone, il en résulte que ladite mousse auto-extinguible mélamine 11 bénéficie d'un support rigide. L'ensemble ainsi constitué est lui-même rigide et imperméable au feu. La tenue mécanique de la mousse auto-extinguible mélamine 11 peut-être accrue en ajoutant encore une structure alvéolaire 15 à cellules ouvertes résistante au feu et à forte résistance mécanique comme par exemple une plaque en nid d'abeille métallique, en aluminium ou en composite, éventuellement du type Nomex . Ladite structure alvéolaire 15 est disposée entre la deuxième couche de tissus de carbone 14 et la troisième couche de tissus de carbone 16, afin de bénéficier de leurs rigidités. La structure alvéolaire 15 a pour but d'augmenter de fait l'inertie du panneau insonorisant 7. Le panneau insonorisant 7 à coeur souple 8, une fois mis en place sur le pourtour d'un poste de pilotage, peut se trouver au contact de pièces métalliques et plus précisément d'éléments en aluminium. Or, un contact entre les tissus de carbone et des éléments en aluminium peut créer un champ électromagnétique qui peut engendrer une corrosion galvanique, et en fait la corrosion de l'aluminium. II est donc intéressant de disposer un isolant entre les tissus de carbone et les éléments en aluminium. A cet effet, la première peau 9 comporte un premier tissu de surface 13 et la deuxième peau 10 comporte un deuxième tissu de surface 17, afin d'éviter tout contact entre les tissus de carbone et des éléments en aluminium.
De tels tissus de surface sont alors à base de fibres de verre et présentent une épaisseur très faible de l'ordre de 0.5 millimètre par exemple, sans effet sur les propriétés thermiques des tissus de carbone. Il importe de préciser que l'on entend par tissu de surface un tissu disposé sur une surface externe du panneau en regard de l'extérieur du panneau insonorisant 7. Le panneau insonorisant 7 à coeur souple 8 conforme à la figure 3 est donc un bon isolant acoustique grâce à la mousse auto-extinguible mélamine 11 qui absorbe les ondes acoustiques, constitue une structure rigide grâce à l'utilisation conjointe de la structure alvéolaire 15 et des trois couches de tissus de carbone 12, 14 et 16 et est résistant au feu suivant la norme anti-feu FAR25 grâce, d'une part, à la mousse auto-extinguible mélamine 11 qui est auto-extinguible et, d'autre part, à la première et deuxième couches de tissus de carbone 12 et 14 qui par leur propriété de diffusion de la chaleur conservent l'auto-extinguibilité de la mousse auto-extinguible mélamine 11.
Suivant la gamme de fréquences sonores à atténuer, les épaisseurs et natures des couches de tissus de carbone 12, 14 et 16, de la mousse auto-extinguible mélamine 11 et de la structure alvéolaire 15 sont adaptées. Par exemple, avec une épaisseur de 0.2 millimètre pour chaque tissu de carbone, une épaisseur de 0.05 millimètre pour chaque tissu de surface 13 et 17, une épaisseur de 10 millimètres pour la mousse mélamine et une épaisseur de 3 à 5 millimètres pour la structure alvéolaire 15, le panneau insonorisant 7 à coeur souple 8 ainsi constitué permet d'obtenir une atténuation de l'ordre de 9 à 18dB/octaves d'indice d'affaiblissement acoustique dans une gamme de fréquences de l'ordre de 500Hz à 10KHz, comme cela a déjà été indiqué précédemment. Il est précisé que les tissus de surface en fibres de verre et les tissus de carbone sont imprégnés de résines thermodurcissables, polymérisées à 130 degrés Celsius sous une pression de un bar sans vide, ce qui assure la cohésion des éléments constitutifs d'un panneau. La figure 4 décrit une deuxième variante d'un panneau insonorisant 7 à coeur souple 8 selon l'invention.
Dans ce cas, la première peau 9 comporte une première couche de tissus de carbone 12 disposée sur la mousse autoextinguible mélamine 11 et un premier tissu de surface 13 disposé sur la première couche de tissus de carbone 12. La deuxième peau 10 comporte une structure alvéolaire 15 disposée sur la mousse auto-extinguible mélamine 11, une deuxième couche de tissus de carbone 14 disposée sur la structure alvéolaire 15 et un deuxième tissu de surface 17 disposé sur la deuxième couche de tissus de carbone 14. II est rappelé que la mousse auto-extinguible mélamine 11 30 est utilisée pour ses qualités d'absorption acoustique et ses faibles caractéristiques mécaniques, tandis que les couches de tissus de carbone 12 et 14, assurant l'étanchéité et la transmission de la chaleur, sont utilisées conjointement avec la structure alvéolaire 15 afin de procurer une rigidité importante à la structure et favoriser les échanges thermiques pour la tenue au feu. Le premier tissu de surface 13 et le deuxième tissu de surface 17 sont agencés de sorte qu'ils empêchent un éventuel contact entre les tissus de carbone et des éléments en aluminium par exemple, ce qui pourrait engendrer ainsi la corrosion dudit aluminium. En outre, la structure alvéolaire 15 ainsi disposée directement au contact du coeur souple 11, permet de découpler la peau 14 du coeur souple 11, ce qui améliore les performances d'affaiblissement acoustique du complexe. La figure 5 illustre une troisième variante d'un panneau insonorisant 7 à coeur souple 8 selon l'invention. La première peau 9 comporte la première couche de tissus de carbone 12 disposée sur la mousse auto-extinguible mélamine 11 et le premier tissu de surface 13 disposé sur la première couche de tissus de carbone 12. La deuxième peau 10 comporte la deuxième couche de tissus de carbone 14 disposée sur la mousse autoextinguible mélamine 11 et le deuxième tissu de surface 17 disposé sur la deuxième couche de tissus de carbone 14. La configuration telle que décrite dans la figure 5 permet de bénéficier d'une structure rigide enfermant un coeur souple, absorbant acoustique, l'ensemble étant résistant au feu. L'absence de structure alvéolaire permet un gain de masse. Une quatrième variante d'un panneau insonorisant 7 à coeur souple 8 selon l'invention est présentée à la figure 6. Dans cette quatrième variante, la première peau 9 comporte la première couche de tissus de carbone 12 disposée entre la mousse autoextinguible mélamine 11 et le premier tissu de surface 13. La deuxième peau 10 comporte successivement la deuxième couche de tissus de carbone 14 disposée sur la mousse auto- extinguible mélamine 11, la structure alvéolaire 15, la troisième couche de tissus de carbone 16 puis une première couche viscoélastique 18 muni d'un matériau viscoélastique contraint, par exemple un matériau viscoélastique solidarisé à une plaque rigide éventuellement du type Smacsonic détaillé ci-après, disposé sur la troisième couche de tissus de carbone 16,. Le Smacsonic comporte une superposition de différentes couches présentées en figure 7. A titre d'exemple, le Smacsonic comporte une couche d'un matériau viscoélastique 20, un matériau élastomérique c'est-à-dire souple et élastique tel que du Smactane d'une épaisseur de l'ordre de 1 millimètre, disposé entre une couche adhésive 19 d'une épaisseur de l'ordre de 0.2 millimètre et une plaque d'aluminium recuit 21 d'une épaisseur de l'ordre de 1 millimètre. La contrainte du matériau viscoélastique 20 est ainsi obtenue par vulcanisation de ce matériau viscoélastique 20 sur la plaque d'aluminium recuit ou non 21, la plaque d'aluminium recuit ou non 21 constituant de fait donc la contrainte du Smacsonic . Ainsi, ce matériau viscoélastique 20 est d'une part autoadhésif en raison de la présence de ladite couche d'un adhésif 19, et d'autre part, contrainte par la plaque d'aluminium recuit ou non 21. Dans le cas d'utilisation d'aluminium recuit, ceci lui procure une certaine souplesse et facilite ainsi sa mise en place sur des surfaces non planes. La plaque d'aluminium de la première couche viscoélastique 18 représente une face externe du panneau insonorisant 7, de sorte que la deuxième peau ne comporte pas de tissus de surface. Le Smacsonic permet alors l'amélioration de l'amortissement du panneau insonorisant 7 placé sur le fuselage, qui vise à réduire les vibrations de ce panneau insonorisant 7 et à réduire ainsi son rayonnement acoustique (réduction de transfert solidien du bruit). Cette fonction d'amortissement est obtenue par l'utilisation d'un matériau viscoélastique contraint fixé sur le panneau insonorisant 7. L'énergie vibratoire du panneau insonorisant 7 est ainsi dissipée en chaleur via la déformation en cisaillement de la couche de matériaux viscoélastique 20. Il est à noter que les matériaux Smacsonic et Smactane sont commercialisés par la société SMAC par exemple sous les références Smacsonic classic (12295-N01), Smacsonic classic Ex (12295-NO2), Smacsonic flex (11935-N01) ou Smacsonic flex Ex (11935-NO2). On définit par le recuit d'une pièce métallique, par exemple une pièce en aluminium, un procédé correspondant à un cycle de chauffage de la pièce métallique à une température de l'ordre de 500°C à 850°C, son maintien en température puis son refroidissement permettant de modifier les caractéristiques de ladite pièce en aluminium. A l'occasion du recuit d'une pièce en aluminium, les réseaux cristallins de l'aluminium se reforment et modifient ses propriétés, par exemple pour améliorer sa résistance au cisaillement. L'utilisation de la première couche viscoélastique 18 contrainte dans la quatrième variante présentée en figure 6, a un effet en terme de masse. En effet, cette première couche viscoélastique 18 va alourdir le panneau insonorisant 7 à coeur souple 8 mais augmente favorablement l'inertie dudit panneau insonorisant 7. Son utilisation présente aussi un effet bénéfique car le panneau insonorisant 7 à coeur souple 8 entre plus difficilement en vibration ce qui réduit la transmission des vibrations acoustiques au poste de pilotage 2 du giravion 1. Par ailleurs, la première couche viscoélastique 18 a une fonction d'amortissement des vibrations en dissipant les vibrations par cisaillement de sa couche en matériau viscoélastique 20.
Le panneau insonorisant 7 à coeur souple 8 selon la quatrième variante conforme à la figure 6 possède donc : une fonction d'amortissement visant à réduire le rayonnement acoustique dû à la vibration du panneau insonorisant 7 par l'utilisation d'une première couche viscoélastique 18 contrainte munie d'un matériau viscoélastique contraint agencée sur le panneau insonorisant 7, qui permet de dissiper l'énergie vibratoire du panneau insonorisant 7 en chaleur via la déformation en cisaillement de sa couche en matériau viscoélastique 20 munie d'un matériau viscoélastique. Cette fonction d'amortissement est remplie par l'utilisation du Smacsonic , une fonction d'isolation visant à limiter la transmission des ondes acoustiques de l'extérieur vers l'intérieur du poste de pilotage 2 du giravion 1 via l'utilisation de panneaux complexes isolants 7, une fonction d'absorption visant à absorber une partie de l'énergie des ondes acoustiques se propageant dans un milieu, en utilisant un matériau poreux qui complexifie le trajet de l'onde au travers de ce matériau en réduisant les réflexions d'ondes sur les parois. Cette fonction d'absorption est remplie par la mousse auto-extinguible mélamine 11 qui participe également à la fonction d'isolation. Une fonction d'amortissement avec l'utilisation du coeur souple (type mélamine) à faible tenue mécanique. Une cinquième variante d'un panneau insonorisant 7 à coeur souple 8 selon l'invention est illustrée par la figure 8. Dans ce cas, la première peau 9 comporte la première couche de tissus de carbone 12 et le premier tissu de surface 13 disposé sur la première couche de tissus de carbone 12. La deuxième peau 10 comporte successivement la structure alvéolaire 15 disposée sur la mousse auto-extinguible mélamine 11, la deuxième couche de tissus de carbone 14 puis le deuxième tissu de surface 17. Cette cinquième variante d'un panneau insonorisant 7 à coeur souple 8 utilise également la fonction absorption précédemment citée en utilisant une deuxième couche viscoélastique 30, munie uniquement d'une couche en matériau viscoélastique 20 contrairement à la première couche viscoélastique 18 précité. La deuxième couche viscoélastique 30 est alors agencée entre la mousse auto-extinguible mélamine 11 et la première peau 9. Le matériau viscoélastique 20 peut-être par exemple du Smactane , un matériau souple et élastique comme vu précédemment. Dans cette cinquième variante, la couche en matériau viscoélastique 20 n'est pas contrainte par une plaque d'aluminium contrairement à la quatrième variante. Mais, l'utilisation de la couche en matériau viscoélastique 20 entre la mousse autoextinguible mélamine 11 et la première peau 9 permet à la fois l'amortissement des vibrations acoustiques en dissipant en chaleur les vibrations acoustiques par cisaillement et de plus, la mousse auto-extinguible mélamine 11 n'est plus au contact de la première peau 9. L'effet masse-ressort du coeur souple, à savoir la mousse auto-extinguible mélamine 11, est donc plus efficace et les performances acoustiques du panneau insonorisant 7 à coeur souple 8 sont améliorées. La figure 9 illustre une sixième variante d'un panneau insonorisant 7 à coeur souple 8. La première peau 9 comporte successivement le premier tissu de surface 13 et la première couche de tissus de carbone 12.
La deuxième peau 10 comporte la structure alvéolaire 15 disposée sur la mousse auto-extinguible mélamine 1 1, la deuxième couche de tissus de carbone 14 et le deuxième tissu de surface 17. Dans cette sixième variante, une couche d'une structure en gaufrage 22 est agencée entre la mousse auto-extinguible mélamine 11 et la première peau 9, c'est-à-dire entre la première couche de tissus de carbone et la mousse auto-extinguible 11 mélamine. On note qu'une structure en gaufrage 22 correspond par exemple à une succession de pliages de tissus en matériaux composites à base de fibres minérales, notamment des fibres de carbone. La structure en gaufrage 22 a pour avantage de présenter un nombre de points de contacts réduit par rapport à une surface de contact plane, voire courbe. Un tel nombre de points de contacts réduits permet de désolidariser la mousse auto-extinguible mélamine 11 de la première peau 9, ce qui présente un important avantage acoustique car cela réduit fortement la transmission des vibrations acoustiques, en raison d'un moindre nombre de points de passage du son entre la première peau 9 et la mousse autoextinguible mélamine 11. On note que l'on entend par désolidariser dans le précédent paragraphe, diminuer la surface de contact.
Un panneau insonorisant 7 à coeur souple 8 selon l'invention, c'est-à-dire comportant une première peau 9 et une deuxième peau 10 enfermant un coeur souple agissant comme un système masse-ressort, permet de réduire fortement les vibrations acoustiques pouvant être transmises au poste de pilotage 2. L'utilisation d'un matériau viscoélastique 20 tel que le Smactane comme dans les quatrième et cinquième variantes ou une structure en gaufrage 22 comme dans la sixième variante permet de désolidariser le coeur souple de la peau, favorisant les performances antibruit de ce panneau insonorisant 7 à coeur souple 8.
En outre la composition de la première peau 9 et de la deuxième peau 10, comportant chacune au moins une couche d'au moins deux tissus de carbone, superposée à une structure alvéolaire 15 de type nid d'abeille, permet au panneau insonorisant 7 à coeur souple 8 selon l'invention de bénéficier d'une tenue mécanique importante. Les propriétés d'auto-extinguibilité de la mousse autoextinguible mélamine 11 composant le coeur souple, couplées aux tissus de carbone qui diffusent la chaleur, permettent une tenue au feu selon la norme FAR25.
L'utilisation conjointe de la mousse auto-extinguible 11 mélamine, des couches de tissus de carbone et du nid d'abeille permet au panneau insonorisant 7 à coeur souple 8 selon l'invention d'avoir une faible masse et d'être adaptable sur des panneaux à double courbure, par exemple.
On remarque que la première couche viscoélastique 18 peut remplacer le deuxième tissu de surface 17 en fibres de verre, quelles que soient les variantes selon l'invention, et vice versa. Il en est de même de la structure en gaufrage 22 ou du matériau élastique 20 de la deuxième couche viscoélastique 30 qui peuvent être utilisées quelles que soient les variantes selon l'invention. Bien entendu, la présente invention concerne également un procédé de fabrication d'un panneau insonorisant 7 à coeur souple 11. Ce procédé illustré par la figure 10 comprend les étapes suivantes : a) on dispose dans un moule successivement - pour réaliser une première peau 9, lors d'une étape a1), au moins une première couche de tissus de carbone 12 préimprégnés de résine thermodurcissable, - lors d'une étape a2), on dispose un coeur souple, faisant office d'âme, composé par une mousse autoextinguible mélamine 11, - pour réaliser une deuxième peau, lors d'une étape a3), on dispose au moins une deuxième couche de tissus de carbone 14 préimprégnés de résine, b) on referme le moule et on polymérise les constituants dudit panneau relatifs à l'étape a) à sensiblement 130 degrés Celsius, sous une pression de l'ordre de un bar, sans vide, 25 pendant sensiblement deux heures, c) on laisse refroidir ces constituants pendant sensiblement une heure et on ouvre ledit moule quand la température du panneau atteint la température ambiante.
20 De plus, on note que des étapes complémentaires peuvent être réalisées en fonction du mode de réalisation choisi, à savoir : - lors d'une étape a21) consécutive à l'étape a2), on dispose des inserts 111 en mousse rigide dans la mousse auto-extinguible 11. - lors d'une étape a22) antérieure à l'étape a3), on dispose une structure alvéolaire 15 au contact de ladite mousse autoextinguible 11. - lors de l'étape a), durant une étape a31) consécutive à l'étape a3), on dispose une structure alvéolaire 15 au contact de ladite deuxième couche de tissus de carbone 14 puis une troisième couche de tissus de carbone 16 au contact de la structure alvéolaire 15. - lors d'une étape a11) consécutive à l'étape a1), on dispose une couche de structure de gaufrage 22 au contact de ladite première couche de tissus de carbone 12. - lors d'une étape a12) antérieure à l'étape a2), faisant éventuellement suite à l'étape ail), on dispose une deuxième couche viscoélastique 30 au contact de ladite première couche de tissus de carbone 12 de sorte que ladite mousse auto-extinguible 11 soit mise en contact avec ladite deuxième couche viscoélastique 30. - lors d'une étape a0) antérieur à l'étape a1), on dispose un premier tissu de surface 13 en fibres de verre de sorte que la première couche de tissus de carbone 12 soit mise en contact avec ledit premier tissu de surface 13 lors de l'étape a1) et que ledit tissu de surface représente une première face externe dudit panneau. - lors d'une étape a4) antérieure à l'étape b), on dispose un deuxième tissu de surface 17 en fibres de verre qui représente une deuxième face externe dudit panneau insonorisant 7. - lors d'une étape a5) antérieure à l'étape b), on dispose une première couche viscoélastique 18 contrainte comprenant successivement une couche d'un adhésif 19, une couche d'un matériau viscoélastique 20 et une plaque d'aluminium 21 de sorte que ladite plaque d'aluminium 21 représente une deuxième face externe dudit panneau insonorisant 7. - au moins une couche de tissus de carbone 12, 14, 16 comporte au moins une superposition de deux tissus de carbone. Naturellement, la présente invention est sujette à de nombreuses variations quand à sa mise en oeuvre. Bien que plusieurs variantes aient été décrites, on comprend bien qu'il n'est pas concevable d'identifier de manière exhaustive toutes les variantes et tous les modes possibles. Il est bien sûr envisageable de remplacer un moyen décrit par un moyen équivalent sans sortir du cadre de la présente invention.
Claims (4)
- REVENDICATIONS1. Panneau insonorisant (7) à coeur souple (8) comportant une première et une deuxième peaux (9, 10) prenant en sandwich une âme en coeur souple, de sorte que la première peau (9) est disposée sur un première côté (8') du coeur souple (8) et la deuxième peau (10) est disposée sur un deuxième côté (8") du coeur souple (8), caractérisé en ce que, l'âme en coeur souple (8) est une mousse auto-extinguible (11) mélamine destinée à amortir les vibrations acoustiques, la première peau (9) étant pourvue d'une première couche de tissus de carbone (12) et la deuxième peau (10) étant pourvue d'une deuxième couche de tissus de carbone (13).
- 2. Panneau insonorisant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des inserts (111) disposés dans ladite mousse auto-extinguible (11), lesdits inserts (111) étant constitués d'une mousse rigide.
- 3. Panneau insonorisant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première peau comporte un premier tissu 20 de surface (13) disposé sur la première couche de tissus de carbone (12).
- 4. Panneau insonorisant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite deuxième peau (10) comporte une 25 structure alvéolaire (15) disposée entre la mousse auto-extinguible (11) et la deuxième couche de tissus de carbone (14). . Panneau insonorisant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième peau comporte un deuxième tissu de surface (17) disposé sur la deuxième couche de tissus de 5 carbone. 6. Panneau insonorisant selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la deuxième peau (10) comporte une première couche viscoélastique (18) contrainte disposée sur la 10 deuxième couche de tissus de carbone (13). 7. Panneau insonorisant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite deuxième peau (10) comporte une structure alvéolaire (15) disposée entre la deuxième couche de 15 tissus de carbone (13) et une troisième couche de tissus de carbone (16). 8. Panneau insonorisant selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte un tissu de surface (17) disposé sur la troisième couche de tissus de carbone (16). 20 9. Panneau insonorisant selon la revendication 7, caractérisé en ce que la deuxième peau (10) comporte une première couche viscoélastique (18) contrainte disposée sur la troisième couche de tissus de carbone (16). 10. Panneau insonorisant selon l'une quelconque des 25 revendications précédentes,caractérisé en ce que la première peau (9) comporte une deuxième couche viscoélastique (30) munie d'un matériau viscoélastique (20) permettant d'amortir les vibrations, ladite deuxième couche viscoélastique (30) étant disposée entre la mousse auto- extinguible (Il) et la première couche de tissus de carbone (12). 11. Panneau insonorisant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première peau (9) comporte une structure en gaufrage (22) disposée entre la mousse auto-extinguible (11) et 10 la première couche de tissus de carbone (12). 12. Panneau insonorisant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une couche de tissus de carbone (12, 14, 16) comporte au moins deux tissus de carbone. 15 13. Panneau insonorisant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un tissu de carbone d'une couche de tissus de carbone (12, 14, 16) comprend des fibres de carbone munies de 12000 filaments. 20 14. Panneau insonorisant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, ledit panneau comportant au moins un tissu de surface (13, 17), ledit tissu de surface (13, 17) est à base de fibres de verre. 25 15. Procédé de fabrication d'un panneau insonorisant (7) selon l'une quelconque des revendications précédentes,au cours duquel on met en oeuvre étapes suivantes : a) on dispose successivement dans un moule : - pour réaliser une première peau (9), lors d'une étape a1), au moins une première couche de tissus de carbone (12) préimprégnés de résine thermodurcissable, - lors d'une étape a2), on dispose un coeur souple (8), faisant office d'âme, composé d'une mousse autoextinguible (11), - pour réaliser une deuxième peau (10), lors d'une étape a3), on dispose au moins une deuxième couche de tissus de carbone (14) préimprégnés de résine thermodurcissable, b) on referme le moule et on polymérise les constituants 15 dudit panneau et relatifs à l'étape a) à sensiblement 130 degrés Celsius, sous une pression de l'ordre de un bar, sans vide, pendant sensiblement deux heures, c) on laisse refroidir ces constituants pendant sensiblement une heure et on ouvre ledit moule quand la température du 20 panneau atteint la température ambiante. 16. Procédé de fabrication d'un panneau insonorisant selon la revendication 15, caractérisé en ce que, lors d'une étape a21) consécutive à l'étape a2), on dispose des inserts (111) en mousse rigide dans la mousse 25 auto-extinguible (Il). 17. Procédé de fabrication d'un panneau insonorisant selon l'une quelconque des revendications 15 à 16, 10caractérisé en ce que, lors d'une étape a22) antérieur à l'étape a3), on dispose une structure alvéolaire (15) au contact de ladite mousse auto-extinguible (11). 18. Procédé de fabrication d'un panneau insonorisant selon l'une quelconque des revendications 15 à 17, caractérisé en ce que, lors de l'étape a), durant une étape a31) consécutive à l'étape a3), on dispose une structure alvéolaire (15) au contact de ladite deuxième couche de tissus de carbone (14) puis une troisième couche de tissus de carbone (16) au contact de la structure alvéolaire (15). 19. Procédé de fabrication d'un panneau insonorisant selon l'une quelconque des revendications 15 à 18, caractérisé en ce que, lors d'une étape a11) consécutive à l'étape a1), on dispose une couche de structure de gaufrage (22) au 15 contact de ladite première couche de tissus de carbone (12). 20. Procédé de fabrication d'un panneau insonorisant selon l'une quelconque des revendications 15 à 19, caractérisé en ce que, lors d'une étape a12) antérieure à l'étape a2), on dispose une deuxième couche viscoélastique (30) au 20 contact de ladite première couche de tissus de carbone (12) de sorte que ladite mousse auto-extinguible (11) soit mise en contact avec ladite deuxième couche viscoélastique (30). 21. Procédé de fabrication d'un panneau insonorisant selon l'une quelconque des revendications 15 à 20, :25 caractérisé en ce que, lors d'une étape a0) antérieur à l'étape a1), on dispose un premier tissu de surface (13) en fibres de verre de sorte cue la première couche de tissus de carbone (12) soit mise en contact avec ledit premier tissu de surface (13) lors de l'étapea1) et que ledit tissu de surface représente une première face externe dudit panneau. 22. Procédé de fabrication d'un panneau insonorisant selon l'une quelconque des revendications 15 à 21, caractérisé en ce que, lors d'une étape a4) antérieure à l'étape b), on dispose un deuxième tissu de surface (17) en fibres de verre qui représente une deuxième face externe dudit panneau insonorisant (7). 23. Procédé de fabrication d'un panneau insonorisant selon l'une quelconque des revendications 15 à 21 caractérisé en ce que, lors d'une étape a5) antérieure à l'étape b), on dispose une première couche viscoélastique (18) contrainte comprenant successivement une couche d'un adhésif (19), une couche d'un matériau viscoélastique (20) et une plaque d'aluminium (21) de sorte que ladite plaque d'aluminium (21) représente une deuxième face externe dudit panneau insonorisant (7). 24. Procédé de fabrication d'un panneau insonorisant selon l'une quelconque des revendications 15 à 23, caractérisé en ce qu'au moins une couche de tissus de carbone (12, 14, 16) comporte au moins une superposition de deux tissus de carbone.
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