FR2970481A1

FR2970481A1 - Structure fibreuse pour piece en materiau composite de geometrie complexe

Info

Publication number: FR2970481A1
Application number: FR1150378A
Authority: FR
Inventors: Bruno Jacques Gerard Dambrine; Thierry Godon
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2011-01-18
Filing date: 2011-01-18
Publication date: 2012-07-20
Anticipated expiration: 2031-01-18
Also published as: GB2502900A; FR2970481B1; US20130333793A1; WO2012098323A1; US9382647B2; GB2502900B; GB201312847D0

Abstract

Structure fibreuse (300) de renfort tissée en une seule pièce pour la fabrication de pièce en matériau composite comprenant au moins: - une première et une deuxième sous-structures fibreuses (100, 200), chaque sous-structure fibreuse comprenant au moins une partie indépendante (113; 213) obtenue par tissage multicouche entre une pluralité de couches de fils de chaîne (111; 211) et une pluralité de couches de fils de trame (112, 212) indépendants vis-à-vis de l'autre sous-structure , et - une portion d'assemblage (320) entre les première et deuxième sous-structures fibreuses dans laquelle plusieurs couches adjacentes de fils de chaîne (111) de la première sous-structure fibreuse (100) sont liées entre elles par au moins une partie des fils de chaîne (211) de la deuxième sous-structure fibreuse (200).

Description

Arrière-plan de l'invention La présente invention concerne la réalisation de pièces en matériau composite et plus particulièrement la réalisation de structures fibreuses de renfort pour de telles pièces.

Un domaine d'application de l'invention est plus particulièrement la réalisation de pièces en matériau composite structural, c'est-à-dire des pièces de structure à renfort fibreux et densifié par une matrice. Les matériaux composites permettent de réaliser des pièces ayant une masse globale moins élevée que ces mêmes pièces lorsqu'elles sont réalisées en matériau métallique. Le coût de fabrication de pièces de géométries standards (formes simples telles que des viroles, plaques, etc.) réalisées en matériau composite peut être en général bien maîtrisé car, dans la plupart des cas, le renfort fibreux de la pièce est réalisé en une seule pièce présentant une forme et des dimensions proche de la pièce finale à réaliser, ce qui minimise les découpes tout en permettant une bonne répartition des efforts mécaniques. En revanche, la réalisation en matériau composite de pièces de géométries plus complexes requiert souvent des découpes, et par conséquent, des chutes importantes lors de la réalisation du renfort fibreux de la pièce. Une telle perte lors de la réalisation de ces pièces est économiquement pénalisante car les fils utilisés sont généralement d'un coût assez élevé.

Objet et résumé de l'invention Il est donc souhaitable de pouvoir disposer de pièces de géométries complexes, ne nécessitant pas de découpes importantes lors de la réalisation de leur renfort fibreux et qui présentent de bonnes propriétés mécaniques. 1 A cet effet, selon l'invention, il est proposé une structure fibreuse de renfort tissée en une seule pièce pour la fabrication de pièce en matériau composite, caractérisée en ce qu'elle comprend: - au moins une première et une deuxième sous-structures fibreuses, chaque sous-structure fibreuse comprenant au moins une partie indépendante obtenue par tissage multicouche entre une pluralité de couches de fils de chaîne et une pluralité de couches de fils de trame indépendants vis-à-vis de l'autre sous-structure, et - une portion d'assemblage entre les première et deuxième sous- structures fibreuses dans laquelle au moins plusieurs couches de fils de chaîne adjacentes ou plusieurs couche de fils de trame adjacentes de la première sous-structure fibreuse sont liées entre elles par au moins une partie des fils de chaîne ou une partie des fils de trame de la deuxième sous-structure fibreuse.

Ainsi, il est possible de former à partir de la structure fibreuse selon l'invention des pièces en matériau composite ayant des géométries complexes en évitant des découpes et chutes de fils trop importantes car les renforts des différents éléments constituants la pièce finale peuvent être tissés indépendamment les uns des autres, c'est-à-dire au plus près de la forme de l'élément final. Selon un mode de réalisation de l'invention, dans la portion d'assemblage entre les première et deuxième sous-structures fibreuses au moins plusieurs couches de fils de chaîne adjacentes de la première sous-structure fibreuse sont liées entre elles par au moins une partie des fils de chaîne de la deuxième sous-structure fibreuse. Dans ce cas, les sous-structures fibreuses étant assemblées entre elles en substituant les fils de trame de l'une par les fils de chaîne de l'autre, on réalise ainsi une véritable liaison de tissage continu entre les sous-structures qui permet de former un renfort fibreux cohérent permettant la reprise des efforts exercés au niveau de chaque élément constitutif de la pièce par l'ensemble de la structure de cette dernière. Selon un premier aspect de l'invention, la portion d'assemblage peut présenter une armure de tissage similaire ou différente de l'armure de tissage d'une des parties indépendantes des première et deuxième sous-structures fibreuses.

Selon un deuxième aspect de l'invention, les première et deuxième sous-structures fibreuses peuvent comporter le même nombre de couches de fils de chaîne ou un nombre de couches de fils de chaîne différent. Selon un troisième aspect de l'invention, les première et deuxième sous-structures fibreuses peuvent comporter le même nombre de fils de chaîne par couche de fils de chaîne ou un nombre de fils de chaîne par couche de fils de chaîne différent. Selon un quatrième aspect de l'invention, les première et deuxième sous-structures fibreuses peuvent comporter des fils de même titre ou des 10 fils de titre différent. L'invention a également pour objet une pièce en matériau composite comprenant une structure fibreuse selon l'invention densifiée par une matrice. Cette pièce pouvant notamment constituer une pièce d'accrochage tel qu'un pontet, une porte avec charnières intégrées ou un 15 panneau avec raidisseurs et patte de fixation intégrés. Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de 20 la description suivante de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un pontet de fixation conformément à un mode de réalisation de l'invention, 25 les figures 2A et 2B sont des vues schématiques en perspective respectivement de deux sous-structures fibreuses destinées à être assemblées pour la fabrication du pontet de fixation de la figure 1, - la figure 3 est une vue schématique montrant une ébauche fibreuse issue de l'assemblage des deux sous-structures des figures 2A et 30 2B conformément à l'invention, la figure 4 est une vue schématique d'une structure fibreuse après découpe des fils non tissés de l'ébauche de la figure 3, les figures 5A à 5E sont des vues en coupe trame suivant la direction de trame de la sous-structure de la figure 2A à échelle agrandie 35 montrant plusieurs plans successifs d'armure dans une partie de l'ébauche fibreuse de la figure 3 correspondant à une partie indépendante de la sous-structure fibreuse de la figure 2A, les figures 5F à 5K sont des vues à échelle agrandie en coupe trame suivant la direction de trame de la sous-structure de la figure 2A ou en coupe chaîne suivant la direction de chaîne de la sous-structure de la figure 2B montrant plusieurs plans successifs d'armure dans une partie de l'ébauche fibreuse de la figure 3 correspondant à une portion d'assemblage entre les sous-structures des figures 2A et 2B, les figures 6A à 6E sont des vues en coupe trame suivant la direction de trame de la sous-structure de la figure 2B à échelle agrandie montrant plusieurs plans successifs d'armure dans une partie de l'ébauche fibreuse de la figure 3 correspondant à une partie indépendante de la sous-structure fibreuse de la figure 2B, les figures 6F à 6J sont des vues à échelle agrandie en coupe trame suivant la direction de trame de la sous-structure de la figure 2B ou en coupe chaîne suivant la direction de chaîne de la sous-structure de la figure 2A montrant plusieurs plans successifs d'armure dans une partie de l'ébauche fibreuse de la figure 3 correspondant à une portion d'assemblage entre les sous-structures des figures 2A et 2B, la figure 7 est une vue schématique en perspective montrant la mise en forme de la structure fibreuse de la figure 4 avant densification, la figure 8 est une vue en perspective d'un mode de réalisation d'une porte munie de charnières selon l'invention, les figures 9A à 9C sont des vues schématiques montrant l'assemblage de plusieurs sous-structures fibreuses pour la réalisation de la porte de la figure 8, la figure 10 est une vue en perspective d'un mode de réalisation d'un panneau muni de raidisseurs et d'une patte de fixation intégrés selon l'invention, la figure 11 est une vue en perspective d'un mode de réalisation d'un châssis selon l'invention. Description détaillée de modes de réalisation L'invention s'applique d'une manière générale à la réalisation de structures fibreuses aptes à constituer des renforts fibreux, ou préformes, pour la fabrication de pièces en matériau composite de grandes tailles et/ou de géométries complexes et dans lesquelles l'assemblage d'au moins deux sous-structures fibreuses permet d'éviter de trop grandes chutes de fils lors des découpes.

Conformément à l'invention, les sous-structures fibreuses destinées à former le renfort fibreux de la pièce sont assemblées ou raboutées en substituant, dans une portion d'assemblage entre les sous-structures, les fils de trame d'une des sous-structures par les fils de chaîne non tissées d'une autre sous-structure. Ainsi, on obtient une continuité des fils entre les deux sous-structure au niveau de leur portion d'assemblage, ce qui permet une reprise des efforts exercés au niveau de la portion d'assemblage dans l'ensemble de la structure fibreuse résultante constituant le renfort fibreux de la pièce en matériau composite. La figure 1 illustre un pontet de fixation 10 comprenant un premier raidisseur cylindrique 11 autorisant des déplacements relatifs dans une direction XX' tout en assurant une rigidité vis-à-vis des efforts d'écrasement et d'arrachement dans une direction ZZ' et un deuxième raidisseur cylindrique 12 autorisant des déplacements relatifs dans une direction YY' qui, comme la direction XX', est perpendiculaire à la direction ZZ' et assure ainsi une rigidité vis-à-vis des efforts d'écrasement et d'arrachement. Le pontet de fixation 10 est par exemple destiné à supporter ou maintenir deux éléments en vis-à-vis comme par exemple un panneau de protection thermique devant être maintenu en regard d'une paroi froide à protéger (non représentés sur la figure 1), le panneau subissant des contraintes dans différentes directions. La figure 2A montre très schématiquement une ébauche fibreuse 110 d'une première sous-structure fibreuse 100 tandis que la figure 2B montre une ébauche fibreuse 210 d'une deuxième sous-structure fibreuse 200.

L'ébauche fibreuse 110 est obtenue, comme illustrée schématiquement sur la figure 2A, par tissage multicouche réalisé de façon connue au moyen d'un métier à tisser de type jacquard sur lequel on a disposé un faisceau de fils de chaînes 111 ou torons en une pluralité de couches, les fils de chaînes étant liés par des fils de trame 112. De même, comme illustrée sur la figure 2B, l'ébauche 210 est obtenue par tissage multicouche d'une pluralité de couches de fils de chaîne 211 avec une pluralité de couches de fils de trame 212. Sur la figure 2A, l'ébauche 110 comprend une partie indépendante 113, c'est-à-dire une partie obtenue par tissage multicouche entre la pluralité de couches de fils de chaîne 111 et la pluralité de couches de fils de trame 112 de façon indépendante vis-à-vis des fils de chaîne et de trame de l'ébauche 210 de l'autre sous-structure 200. Sur la figure 2B, l'ébauche 210 comprend une partie indépendante 213, c'est-à-dire une partie obtenue par tissage multicouche entre la pluralité de couches de fils de chaîne 211 et la pluralité de couches de fils de trame 212 de façon indépendante vis-à-vis des fils de chaîne et de trame de l'ébauche 110 de l'autre sous-structure 100. Comme illustrée sur les figures 2A et 2B, les fils de chaînes 111 et 211 respectivement des ébauches 110 et 210 ne sont pas tissés au-delà des parties indépendantes 113 et 213 de manière à ménager une sur-longueur des fils de chaîne pour l'assemblage des ébauches 110 et 210 des deux sous-structures 100 et 200. La figure 3 illustre une ébauche 310 d'une structure fibreuse 300 obtenue par la réunion des deux sous-structures 100 et 200. Plus précisément, au-delà de la partie indépendante 113 de l'ébauche 110 les couches de fils de chaîne 111 ne sont plus liées entre elle avec les fils de trame 112 mais avec les fils de chaîne 211 de l'ébauche 210 qui est placée perpendiculairement à l'ébauche 110 suivant leur direction de fils de chaîne respective de manière à forme une portion d'assemblage 320. En d'autres termes, dans la portion d'assemblage 320 les fils de trame 112 sont remplacés par les fils de chaîne 211 de l'ébauche 200. On obtient ainsi une structure fibreuse tissée en une seule pièce avec une continuité du tissage au niveau de la portion d'assemblage 320, c'est-à-dire sans interruption de la continuité des fils de chaîne 111 et 211.

Dans l'exemple illustré, le tissage multicouche utilisé à la fois pour la réalisation des parties indépendantes 113 et 213 et de la portion d'assemblage 320 est un tissage à armure "interlock". Par tissage "interlock", on entend ici une armure de tissage dans laquelle chaque couche de fils de trame lie plusieurs couches de fils de chaîne avec tous les fils d'une même colonne de trame ayant le même mouvement dans le plan de l'armure.

D'autres types de tissage multicouche connus pourront être utilisés, comme notamment ceux décrits dans le document WO 2006/136755 dont le contenu est incorporé ici par voie de référence. L'ébauche fibreuse selon l'invention peut être tissée notamment, mais non exclusivement, à partir de fils de fibres de carbone, de verre, d'aramide, de céramique tel que du carbure de silicium, ou encore de métal tel que du titane ou encore des fils de SiC/titane ou SiC/Bore. Un mode de tissage multicouche à armure interlock de la partie indépendante 113 de la sous-structure 100 est montré schématiquement par les figures 5A à 5E qui sont respectivement des vues partielles agrandies de plans en coupe trame successifs (coupes 5A à 5E indiquées sur les figures 2A et 3). Dans cet exemple, l'ébauche 110 comprend 4 couches Cc' à Cc4 de fils de chaîne 111 s'étendant suivant la direction XI (figure 2A), chaque couche Cc' à Cc4 comprenant respectivement 5 fils de chaîne chil-chls, ch2l-ch2s, ch3l-ch35 et ch4l-ch45. Sur les figures 5A à 5E, les 4 couches de fils de chaîne Co_ à Cc4 sont liées par 3 couches des fils de trame CT1 à Cu comprenant chacune sur les cinq plans successifs illustrés sur les figures 5A à 5E des fils de trame Tn-TI5, T21-T25 et T31-T35. Par souci de simplification, seules 4 couches de fils de chaîne et 3 couches de fils de trame sont représentées ici, bien entendu suivant les dimensions (largeur et épaisseur) de la structure fibreuse que l'on souhaite obtenir, cette dernière pourra être réalisée avec un nombre de couches de fils de chaîne et de trame ainsi qu'un nombre de fils par couche beaucoup plus importants.

Un mode de tissage multicouche à armure interlock de la partie indépendante 213 de la sous-structure 200 est montré schématiquement par les figures 6A à 6E qui sont respectivement des vues partielles agrandies de plans en coupe trame successifs (coupe 6A à 6E indiquées sur les figures 2B et 3). Dans cet exemple, l'ébauche 210 comprend 4 couches C'ci à C'c4 de fils de chaîne 211 s'étendant suivant la direction X2 (figure 2B), chaque couche C'cl à C'c4 comprenant respectivement 6 fils de chaîne ch'li-ch'16, ch'21-ch'26, ch'31-ch'36 et ch'41-ch'46. Sur les figures 6A à 6E, les 4 couches de fils de chaîne C'ci à C'c4 sont liées par 3 couches des fils de trame C'T1 à C'T3 comprenant chacune sur les cinq plans successifs illustrés sur les figures 6A à 6E des fils de trame T'n-T'15, T'21-T'25 et T'31- T'35. Par souci de simplification, seules 4 couches de fils de chaîne et 3 couches de fils de trame sont représentées ici, bien entendu suivant les dimensions (largeur et épaisseur) de la structure fibreuse que l'on souhaite obtenir, cette dernière pourra être réalisée avec un nombre de couches de fils de chaîne et de trame ainsi qu'un nombre de fils par couche beaucoup plus importants. Les figures 5F à 5K sont respectivement des vues partielles agrandies de plans successifs d'une armure de la portion d'assemblage 320 en coupe trame suivant la direction de trame de la première sous-structure 100 ou en coupe chaîne suivant la direction de chaîne X2 de la deuxième sous-structure 200 (coupes 5F à 5K indiquées sur la figure 3). Comme on peut le constater au vu des figures 5F à 5K, les 4 couches de fils de chaîne Co. à Cc4 sont liées, non plus par les 3 couches des fils de trame CTl à CT3, mais par les fils de chaîne des couches de fils de chaîne C'ci à C'c4 de l'ébauche 210 de la deuxième sous-structure 200. Plus précisément, sur le plan d'armure de la figure 5F, qui correspond au premier plan d'armure de la portion d'assemblage 320 situé juste après le dernier plan d'armure de la partie indépendante 113 de la première sous-structure 100 (figure 5E) dans la direction XI, les couches de fils de chaîne Cci à Cc4 comprenant les fils de chaîne chli-chls, ch21-ch25, chm-ch35 et ch4l-ch4s de la première sous-structure 100 sont liées par les fils de chaîne ch'16, ch'26, ch'36, ch'46 correspondant à la sixième colonne de fils de chaîne 211 de l'ébauche 210 de la deuxième sous-structure 200. De manière similaire, sur les plans d'armure des figures 5G à 5K, les couches de fils de chaîne Cci à Cc4 sont liées entre elles respectivement par les fils ch'is- ch'45, ch'14-ch'44, ch'13-ch'43, ch'12-ch'42 et ch'il-ch'41, correspondant respectivement aux cinquième à première colonnes des fils de chaînes 211 de l'ébauche 200. Les figures 6F à 63 sont respectivement des vues partielles agrandies de plans successifs d'une armure de la portion d'assemblage 320 en coupe trame suivant la direction de trame de la deuxième sous-structure 200 ou en coupe chaîne suivant la direction de chaîne XI de la première sous-structure 100 (coupes 6F à 63 indiquées sur la figure 3). Comme on peut le constater au vu des figures 6F à 63, les 4 couches de fils de chaîne C'ci à C'c4 sont liées, non plus par les 3 couches des fils de trame C'Tl à C'T3, mais par les fils de chaîne des couches de fils de chaîne Cc' à Cc4 de l'ébauche 110 de la première sous-structure 100. Plus précisément, sur le plan d'armure de la figure 6F, qui correspond au premier plan d'armure de la portion d'assemblage 320 situé juste après le dernier plan d'armure de la partie indépendante 213 de la deuxième sous-structure 200 (figure 6E) dans la direction X2, les couches de fils de chaîne C'ci à C'c4 comprenant les fils de chaîne ch'n-ch'16, ch'21-ch'26, ch'31-ch'36 et ch'41-ch'46 de la première sous-structure 100 sont liées par les fils de chaîne chi', chn, chm et ch4l correspondant à la première colonne de fils de chaîne 111 de l'ébauche 110 de la première sous-structure 100. De manière similaire, sur les plans d'armures des figures 6G à 63, les couches de fils de chaîne C'ci à C'c4 sont liées entre elles respectivement par les fils ch12-ch42, chl3-ch43, ch14-ch43 et chas-ch4s, correspondant respectivement aux deuxième à cinquième colonnes des fils de chaînes 111 de l'ébauche 100 Dans l'exemple décrit ici, la portion d'assemblage 320 présente, en coupe dans le sens chaîne XI de l'ébauche 110 (figures 5F à 5K), une armure de tissage identique (même type d'armure) et continue (même succession des plans d'armure) à l'armure de tissage de la partie indépendante 113 de l'ébauche 110 de la première sous-structure, à l'exception des parties tissées avec les fils de chaînes ch41-ch45 et ch'41- ch'46 qui ne se substituent pas directement aux fils de trame présents dans les parties indépendantes 113 et 213. Dans le sens chaîne X2 de l'ébauche 210 (figures 6F à 63), la portion d'assemblage présente également une armure de tissage identique (de même type) à l'armure de tissage de la partie indépendante 213 de l'ébauche 210 de la première sous-structure, à l'exception des parties tissées avec les fils de chaînes ch41-ch45 et ch'41-ch'46, mais qui n'est pas continue, c'est-à-dire qui ne suit pas la répétition exacte des plans d'armure dans la partie indépendante 213 de l'ébauche 200 (figures 6A à 6E). A la fin du tissage, les extrémités non tissées des fils de chaînes et des fils de trame sont découpées pour extraire la structure fibreuse 300 représentée sur la figure 4 telle qu'elle est issue du tissage multicouche et avant toute conformation, la structure 300 comportant une première bande libre 301 correspondant à la partie indépendante 113 de la première sous-structure fibreuse 100 et une deuxième bande libre 302 correspondant la partie indépendante 213 de la deuxième sous-structure fibreuse 200, les deux bandes libres 301 et 302 étant liées entre elles par la portion d'assemblage 320. On procède ensuite à la densification de l'ébauche fibreuse pour former le pontet de fixation 10 de la figure 1. A cet effet, comme illustrée sur la figure 7, la première bande libre 301 de la structure fibreuse 300 est mise en forme autour d'un premier mandrin 150 tandis que la deuxième bande libre 302 de la structure 300 est mise en forme autour d'un deuxième mandrin 160, les extrémités libres des bandes 301 et 302 peuvent être cousues sur la portion d'assemblage 320 avant densification.

On obtient ainsi une préforme fibreuse 330 prête à être densifiée. La densification de la préforme fibreuse consiste à combler la porosité de la préforme, dans tout ou partie du volume de celle-ci, par le matériau constitutif de la matrice. La matrice du matériau composite constituant la structure à profil 15 aérodynamique peut être obtenue de façon connue en soi suivant le procédé par voie liquide. Le procédé par voie liquide consiste à imprégner la préforme par une composition liquide contenant un précurseur organique du matériau de la matrice. Le précurseur organique se présente habituellement sous 20 forme d'un polymère, tel qu'une résine, éventuellement dilué dans un solvant. La préforme est placée dans un moule pouvant être fermé de manière étanche avec un logement ayant la forme de la pièce finale moulée. Ici, la préforme est placée entre un moule et un contre-moule présentant respectivement la forme extérieure et la forme intérieure 25 (comme les mandrins 150 et 160) du pontet de fixation à réaliser. Ensuite, on referme le moule et on injecte le précurseur liquide de matrice (par exemple une résine) dans tout le logement pour imprégner toute la partie fibreuse de la préforme. La transformation du précurseur en matrice organique, à savoir sa 30 polymérisation, est réalisée par traitement thermique, généralement par chauffage du moule, après élimination du solvant éventuel et réticulation du polymère, la préforme étant toujours maintenue dans le moule ayant une forme correspondant à celle de la pièce à réaliser. La matrice organique peut être notamment obtenue à partir de résines époxydes, 35 telle que, par exemple, une résine époxyde à hautes performances, ou de précurseurs liquides de matrices carbone ou céramique.

Dans le cas de la formation d'une matrice carbone ou céramique, le traitement thermique consiste à pyrolyser le précurseur organique pour transformer la matrice organique en une matrice carbone ou céramique selon le précurseur utilisé et les conditions de pyrolyse. A titre d'exemple, des précurseurs liquides de carbone peuvent être des résines à taux de coke relativement élevé, telles que des résines phénoliques, tandis que des précurseurs liquides de céramique, notamment de SiC, peuvent être des résines de type polycarbosilane (PCS) ou polytitanocarbosilane (PTCS) ou polysilazane (PSZ). Plusieurs cycles consécutifs, depuis l'imprégnation jusqu'au traitement thermique, peuvent être réalisés pour parvenir au degré de densification souhaité. Dans le cas de fils métalliques et/ou fibres céramiques métalliques, la matrice est formée en utilisant, par exemple, la méthode connue HIP (pour « Hot Isostatic Pressing »).

Selon un aspect de l'invention, la densification de la préforme fibreuse peut être réalisée par le procédé bien connu de moulage par transfert dit RTM ("Resin Transfert Moulding"). Conformément au procédé RTM, on place la préforme fibreuse 330 avec les mandrins 150 et 160 (figure 7) dans un moule présentant la forme extérieure du pontet de fixation à réaliser. Une résine thermodurcissable est injectée dans l'espace interne délimité entre la pièce en matériau rigide et le moule et qui comprend la préforme fibreuse. Un gradient de pression est généralement établi dans cet espace interne entre l'endroit où est injecté la résine et les orifices d'évacuation de cette dernière afin de contrôler et d'optimiser l'imprégnation de la préforme par la résine. La résine utilisée peut être, par exemple, une résine époxyde. Les résines adaptées pour les procédés RTM sont bien connues. Elles présentent de préférence une faible viscosité pour faciliter leur injection dans les fibres. Le choix de la classe de température et/ou la nature chimique de la résine est déterminé en fonction des sollicitations thermomécaniques auxquelles doit être soumise la pièce. Une fois la résine injectée dans tout le renfort, on procède à sa polymérisation par traitement thermique conformément au procédé RTM. Après l'injection et la polymérisation, la pièce est démoulée. Au final, la pièce est détourée pour enlever l'excès de résine et les chanfreins sont usinés pour obtenir le pontet 10 de la figure 1.

En permettant l'assemblage de plusieurs sous-structures fibreuses tissées indépendamment les unes des autres avant assemblage, la présente invention permet de réaliser des préformes de renfort fibreux à la forme et aux dimensions de la pièce finale en matériau composite à réaliser, ce qui minimise grandement les découpes nécessaires et les chutes de fils. La conservation de la continuité des fils de chaîne des sous-structures fibreuses dans leur portion d'assemblage permet de former une structure fibreuse résultante en une seule pièce apte à former un renfort fibreux unique qui présente une bonne tenue mécanique en tout point. Dans l'exemple qui vient d'être décrit les deux sous-structures fibreuses 100 et 200 permettant de former la structure fibreuse 300 présente la même armure de tissage et des fils de même nature (par exemple en fibre de carbone) ayant un même titre. Toutefois, selon la présente invention, les sous-structures fibreuses utilisées pour former la structure fibreuse résultante par assemblage peuvent présenter des types d'armure de tissage multicouche différents ainsi que comporter des fils de nature et de titre différents. Par ailleurs, la portion d'assemblage entre deux sous-structures peut présenter une armure de tissage similaire à l'armure de tissage d'une des parties indépendantes des sous-structures fibreuses comme dans l'exemple décrit ci-avant ou présenter une armure de tissage différente de l'armure de tissage des parties indépendantes des sous-structures fibreuses assemblées.

Selon encore une variante de réalisation de l'invention, le nombre de couches de fils de chaîne et/ou le nombre de fils de chaîne par couche de fils de chaîne peuvent être identiques ou différents entre les sous-structures fibreuses assemblées. La forme et les dimensions des pièces en matériau composite réalisées avec la structure fibreuse de l'invention peuvent être variées et ne pas se limiter notamment à des pièces en forme de pontet mais à tout autre type de formes. La figure 8 représente une porte 30 comprenant un panneau 31 muni de deux charnières 32 et 33 et qui est réalisée, conformément à l'invention et comme illustrée sur les figures 9A à 9C, en assemblant une première sous-structure fibreuse 40 destinée à former la partie du renfort fibreux correspondant au panneau 31 de la porte 30 avec une deuxième et une troisième sous-structures 50 et 60 dont les parties indépendantes 53 et 63, tissées respectivement avec des fils de chaîne 51 et 61 et des fils de trame 52 et 62, sont destinées à former la partie du renfort fibreux correspondant respectivement aux charnières 32 et 33. Comme illustrée sur la figure 9A, la première sous-structure 40 comprend une première partie indépendante 43 tissée avec des fils de chaîne 41 et des fils de trame 42 à la suite de laquelle la deuxième sous-structure 50 est assemblée grâce à une sur-longueur des fils de chaîne 51 ménagée après la portion indépendante 53 de la deuxième sous-structure 50. Telle que représentée sur la figure 9B, la réunion des sous-structures 40 et 50 forme une portion d'assemblage 46 dans laquelle les fils de chaîne 41 de la première sous-structure 40 sont tissés avec les fils de chaîne 51 en sur-longueur de la deuxième sous-structure 50. Après la portion d'assemblage 46, on forme dans la première sous-structure 40 une deuxième partie indépendante 44 obtenue par tissage des fils de chaîne 41 avec des fils de trame indépendants 42. A la suite de la deuxième partie indépendante 44, on assemble une troisième sous-structure 60 à la première sous-structure 40 en tissant les fils de chaîne 41 de la première sous-structure 40 avec les fils de chaîne 61 en sur-longueur de la troisième sous-structure 60 de manière à former une deuxième portion d'assemblage 47 (figure 9C). Le reste des fils de chaîne 41 de la première sous-structure 40 sont tissés avec des fils de trame indépendant 42 de manière à former une troisième partie indépendante 45 et obtenir, comme illustrée sur la figure 9C, une structure fibreuse 70 formant un renfort fibreux en une seule pièce qui, après mise en forme et densification comme décrit précédemment, permet de réaliser la porte 30 de la figure 8. La figure 10 illustre un panneau 80 comprenant une plaque 81, deux raidisseurs intégrés saillants 82 et 83 et une patte de fixation 84.

Conformément à l'invention, les fils de chaînes des sous-structures fibreuses respectivement des raidisseurs 82, 83 et de la patte 84 sont substitués aux fils de trame de la sous-structure fibreuse du panneau 80 dans leur portion d'assemblage correspondante. On assure ainsi une bonne reprise des efforts en particulier au niveau des raidisseurs 82 et 83 et de la patte 84 dans l'ensemble du panneau 80.

La figure 11 représente un châssis 90 formé de deux montants longitudinaux parallèles 91 et 92 reliés entre eux par un montant transversal 93 dont les fils de chaîne de sa sous-structure fibreuse sont substitués aux fils de trame des sous-structures fibreuses des montants 91 et 92 dans leur portion d'assemblage respectives avec le montant 93. On assure ainsi une bonne reprise des efforts. Dans les exemples de réalisation de l'invention décrits ci-avant, des couches adjacentes de fils de chaîne d'une première sous-structure fibreuse sont liées entre elles par des fils de chaînes d'une deuxième sous- structure fibreuse dans la portion d'assemblage. Toutefois, l'invention n'est pas limitée à des portions d'assemblage dans lesquelles seuls les fils de chaîne de deux sous structures sont tissés ensemble. L'invention s'applique aussi à des portions d'assemblage dans lesquelles des couches de fils de trame adjacentes d'une première structure fibreuse, telles que les couches adjacentes de fils trame CT1 à CT3 de la sous-structure 100 décrite ci-avant, sont liées entre elles par tout ou partie des fils de chaîne d'une deuxième sous-structure fibreuse, tels que les fils de chaîne ch'11-ch'16, ch'21-ch'26, ch'31-ch'36 et ch'41-ch'46 de la sous-structure fibreuse 200 décrite ci-avant.

L'invention s'applique encore à des portions d'assemblage dans lesquelles des couches de fils de chaîne adjacentes d'une première structure fibreuse, telles que les couches adjacentes de fils chaîne Cu à Cc4 de la sous-structure 100 décrite ci-avant, sont liées entre elles par tout ou partie des fils de trame d'une deuxième sous-structure fibreuse, tels que les fils de trame T'11-T'15, T'21-T'25 et T'31-T'35 de la sous-structure fibreuse 200 décrite ci-avant. L'invention s'applique également à des portions d'assemblage dans lesquelles des couches de fils de trame adjacentes d'une première structure fibreuse, telles que les couches adjacentes de fils trame CT1 à CT3 de la sous-structure 100 décrite ci-avant, sont liées entre elles par tout ou partie des fils de trame d'une deuxième sous-structure fibreuse, tels que les fils de trame T'11-T'15, T'21-T'25 et T'31-T'3s de la sous-structure fibreuse 200 décrite ci-avant.

Claims

REVENDICATIONS1. Structure fibreuse (300) de renfort tissée en une seule pièce pour la fabrication de pièce en matériau composite (10), caractérisée en ce qu'elle comprend au moins: - une première et une deuxième sous-structures fibreuses (100, 200), chaque sous-structure fibreuse comprenant au moins une partie indépendante (113; 213) obtenue par tissage multicouche entre une pluralité de couches de fils de chaîne (111; 211) et une pluralité de couches de fils de trame (112, 212) indépendants vis-à-vis de l'autre sous- structure, et - une portion d'assemblage (320) entre lesdites au moins première et deuxième sous-structures fibreuses dans laquelle au moins plusieurs couches de fils de chaîne adjacentes ou au moins plusieurs couches de fils de trame adjacentes de la première sous-structure fibreuse sont liées entre elles par au moins une partie des fils de chaîne ou au moins une partie des fils de trame de la deuxième sous-structure fibreuse.
2. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que dans la portion d'assemblage (320) au moins plusieurs couches de fils de chaîne adjacentes de la première sous-structure fibreuse sont liées entre elles par au moins une partie des fils de chaîne de la deuxième sous-structure fibreuse.
3. Structure selon la revendication ]. ou 2, caractérisée en ce que la portion d'assemblage (320) présente une armure de tissage similaire à l'armure de tissage d'une des parties indépendantes (113; 213) desdites au moins première et deuxième sous-structures fibreuses (100, 200).
4. Structure selon la revendication 1. ou 2, caractérisée en ce que la portion d'assemblage (320) présente une armure de tissage différente de l'armure de tissage des parties indépendantes (113; 213) desdites au moins première et deuxième sous-structures fibreuses (100, 200).
5. Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que lesdites au moins première et deuxième sous-structures fibreuses (100, 200) comportent le même nombre de couches de fils de chaîne.
6. Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que lesdites au moins première et deuxième sous-structures fibreuses (100, 200) comportent un nombre de couches de fils de chaîne différent.
7. Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que lesdites au moins première et deuxième sous-structures fibreuses (100, 200) comportent le même nombre de fils de chaîne par couche de fils de chaîne.
8. Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que lesdites au moins première et deuxième sous-structures fibreuses (100, 200) comportent un nombre de fils de chaîne par couche de fils de chaîne différent.
9. Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, 20 caractérisée en ce que lesdites au moins première et deuxième sous-structures fibreuses (100, 200) comportent des fils de même titre.
10. Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que lesdites au moins première et deuxième sous-25 structures fibreuses (100, 200) comportent des fils de titre différent.
11. Pièce en matériau composite comprenant une structure fibreuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 densifiée par une matrice.