FR2970897A1

FR2970897A1 - Structure fibreuse formant une bride et une contre-bride

Info

Publication number: FR2970897A1
Application number: FR1150656A
Authority: FR
Inventors: Loic Olivier
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2011-01-28
Filing date: 2011-01-28
Publication date: 2012-08-03
Anticipated expiration: 2031-01-28
Also published as: FR2970897B1

Abstract

Structure fibreuse (10) pour la fabrication d'une pièce composite comprenant une matrice renforcée par ladite structure fibreuse, ladite structure fibreuse étant réalisée par tissage tridimensionnel et présentant une partie principale (12) et une bordure (14) adjacente à la partie principale. Ladite bordure (14) présente une partie d'extrémité (18) et une partie intermédiaire (16) intercalée entre la partie principale (12) et la partie d'extrémité (18), ladite partie intermédiaire (16) étant reliée d'un premier côté (16a) à la partie principale (12) via une première arrête de pliage préformée (20) et d'un second côté (16b), opposé au premier côté (16a), à la partie d'extrémité (18) via une seconde arrête de pliage préformée (22), ladite bordure (14) étant ainsi configurée pour être pliée selon les arrêtes de pliage préformées de sorte que la partie intermédiaire (16) et la partie d'extrémité (18) forment respectivement une bride et une contre-bride pour la fixation de ladite pièce.

Description

DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne une structure fibreuse, communément appelée préforme, pour la fabrication d'une pièce composite, cette pièce composite comportant une bride et une contre- bride toutes les deux formées à partir de la structure fibreuse. Une telle pièce composite peut en particulier faire partie d'une turbomachine et, notamment, d'un turboréacteur d'avion. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE Dans les structures mécaniques classiques, des pièces sont souvent reliées entre elles à l'aide de brides et de contre-brides. D'une manière générale, une bride est une partie coudée à l'extrémité d'une pièce, qui s'étend sur tout ou partie de sa circonférence, et qui sert à joindre ladite pièce à une autre, par exemple par boulonnage, les boulons traversant la bride de part en part. Une contre-bride est une pièce de renfort, qui présente la même forme générale que la bride, et qui est disposée contre celle-ci. Généralement, la contre-bride est disposée entre les têtes des boulons et la bride. La contre-bride a alors pour fonction de répartir les efforts de maintien de la pièce sur l'ensemble de la bride. En effet, sans contre-bride ces efforts seraient localisés sur la bride au voisinage des têtes des boulons, ce qui fragiliserait la bride. Pour assurer correctement sa fonction, la contre-bride doit épouser parfaitement la surface de la bride. Dans les pièces connues réalisées en matériau composite (cette pièce étant communément appelée « pièce composite »), la bride faisant partie de la pièce est également réalisée dans le même matériau composite. La contre-bride est quant à elle fabriquée dans un matériau différent. Les pièces composites les plus récentes sont réalisées à partir d'une structure fibreuse tissée en trois dimensions à partir de fibres (en carbone, kevlar, verre ou autre). La structure fibreuse est ensuite densifiée avec un polymère, c'est-à-dire noyée au sein d'une matrice polymère solide, cette matrice solide étant alors renforcée par la structure fibreuse. Une technique connue pour réaliser une telle densification est par exemple l'imprégnation par voie liquide : on distingue l'infusion et l'injection, ces deux techniques étant connues par ailleurs.

Ainsi, à partir d'une pièce composite fabriquée selon les techniques ci-dessus, pour que les formes de la bride et de la contre-bride s'épousent parfaitement, plusieurs solutions sont envisageables. La solution consistant à usiner les régions de la bride qui sont en contact avec la contre-bride, pour que la bride s'adapte parfaitement à la surface de la contre-bride, n'est toutefois pas admissible car cet usinage coupe des fibres de la structure fibreuse, ce qui compromet l'intégrité mécanique de la bride, les fibres assurant la tenue mécanique de celle-ci. La solution consistant à usiner les régions de la contre-bride qui sont en contact avec la bride n'est également pas admissible pour des raisons de coût. La solution utilisée jusqu'à présent consiste à fabriquer une contre-bride en métal, par exemple du titane, parfaitement adaptée à la surface de la bride composite, les brides et contre-brides étant fabriquées en séries séparées. Or chaque pièce composite est unique et présente en particulier une surface extérieure qui est souvent différente des autres pièces fabriquées à partir du même moule et par la même technique. Ces variations d'une pièce composite à l'autre risquent de créer des défauts de contact entre la bride et la contre-bride, et par conséquent de générer des dommages ultérieurs. En outre, des contacts ponctuels éventuels entre les fibres de la bride et la contre-bride métallique risquent de générer des endommagements ultérieurs. De même, les éventuelles zones résiduelles formant des poches de résine entre la bride et la contre-bride risquent également de générer des endommagements ultérieurs. Par ailleurs, le métal est un matériau lourd par rapport aux matériaux composites, sa densité étant trois fois plus grande, ce qui présente également un inconvénient dans le cadre de l'optimisation de la masse des turboréacteurs et turbomoteurs. PRESENTATION DE L'INVENTION Le but de la présente invention est de remédier substantiellement aux inconvénients énoncés ci-dessus. L'invention atteint ce but en proposant un structure fibreuse pour la fabrication d'une pièce composite comprenant une matrice renforcée par ladite structure fibreuse, ladite structure fibreuse étant réalisée par tissage tridimensionnel et présentant une partie principale et une bordure adjacente à la partie principale, dans laquelle ladite bordure présente une partie d'extrémité et une partie intermédiaire intercalée entre la partie principale et la partie d'extrémité, ladite partie intermédiaire étant reliée d'un premier côté à la partie principale via une première arrête de pliage préformée et d'un second côté, opposé au premier côté, à la partie d'extrémité via une seconde arrête de pliage préformée, ladite bordure étant ainsi configurée pour être pliée selon les arrêtes de pliage préformées de sorte que la partie intermédiaire et la partie d'extrémité forment respectivement une bride et une contre-bride pour la fixation de ladite pièce.

La partie intermédiaire de la structure fibreuse est intercalée entre la partie principale et la partie d'extrémité et relie ces parties principale et d'extrémité l'une à l'autre. La partie intermédiaire présente deux côtés opposés, un premier côté qui est reliée à la partie principale et un second côté qui est relié à la partie d'extrémité. Les arrêtes de pliage préformées sont disposées au voisinage de ces côtés. En particulier, la première arrête de pliage préformée est disposée au voisinage du premier côté tandis que la seconde arrête de pliage préformée est disposée au voisinage du second côté. Par ailleurs, on comprend que les arrêtes de pliage préformées peuvent être formées de diverses manières. Par exemple, ces arrêtes de pliage préformées sont des zones de tissage localement renforcées et/ou affaiblies formant une charnière. Par exemple, cette zone est moins dense en fibres de trame pour permettre un pliage aisé mais plus dense en fibres de chaine pour assurer la résistance mécanique, la densité des fibres étant, par exemple, comparée à la densité des fibres de la partie principale. Selon une autre variante, les arrêtes de pliage préformées sont des zones préalablement déformées, c'est-à-dire que l'on déforme ces zones après le tissage mais avant la mise en oeuvre de la structure fibreuse pour la fabrication de la pièce composite. Par exemple, on plie et on déplie successivement cette zone de manière à former une empreinte, cette empreinte formant une arrête de pliage préformée. On comprend que dans ces deux variantes, la structure fibreuse ne présente pas nécessairement une forme anguleuse. En particulier, les zones formant une charnière ou les zones préalablement déformées peuvent être « plates », c'est-à-dire former un angle plat, de sorte que la partie principale et/ou la partie intermédiaire et/ou la partie d'extrémité sont disposées, vues en coupe transversale, dans un même plan. Selon encore une autre variante, les arrêtes de pliage préformées sont formées par une zone où un angle de pliage est préformé, par exemple lors du tissage. Dans ce cas, la structure fibreuse présente naturellement une forme anguleuse. On comprend que lorsque la pièce composite est fabriquée à partir de la structure fibreuse, la partie principale de la structure fibreuse forme le corps de la pièce composite tandis que la bordure forme un ensemble bride et contre-bride faisant partie intégrante de la pièce composite. La bride est formée à partir de la partie intermédiaire tandis que la contre-bride est formée à partir de la partie d'extrémité. On comprend en outre que lorsque la pièce composite est fabriquée, la bride et la contre-bride forment une seule entité, cette entité étant directement jointe au corps de la pièce composite. Le corps de la pièce composite, la bride et la contre-bride sont ainsi réalisés dans un même matériau, et en une seule pièce. Ainsi, grâce à la structure fibreuse selon l'invention, la contre-bride est directement fabriquée et positionnée par rapport à la bride lors de la fabrication de la pièce composite sans générer entre elles des contacts ponctuels ou des poches de résine tels que rencontrés dans les ensembles bride/contre-bride de l'art antérieur. On réalise par ailleurs un gain de temps lors de la fabrication de la pièce composite et de la contre-bride. On réalise en outre une économie substantielle car il n'est plus nécessaire de fournir une contre-bride distincte de la pièce composite. Par ailleurs, l'assemblage de la pièce composite dans son contexte, par exemple au sein d'une turbomachine, est facilité car il n'est plus nécessaire d'amener une contre-bride distincte de la pièce composite. Enfin, on réalise un gain de masse en réalisant la contre-bride en matériau composite. En effet, les matériaux composites généralement utilisés présentent une densité plus faible et un module de Young comparable au titane, matériau dans lequel la contre-bride de l'art antérieur est réalisée, de sorte que pour un encombrement comparable, la contre-bride en matériau composite est plus légère tout en présentant des caractéristiques mécaniques comparables, notamment du point de vue de la raideur. On comprend ainsi que grâce à la structure fibreuse selon l'invention, on peut fabriquer une pièce composite pour le remplacement d'une pièce fabriquée selon les techniques de l'art antérieur, dont l'ensemble bride et contre-bride présente la même épaisseur et les mêmes caractéristiques mécaniques. Par exemple, la structure fibreuse peut être réalisée à partir de fibres de carbone tandis que la résine est une résine époxy. Avantageusement, la première arrête de pliage préformée est formée par un premier angle de pliage préformé tandis que la seconde arrête de pliage préformée est formée par un second angle de pliage préformé. Ce type d'arrête de pliage préformée est aisé à fabriquer, et le pliage d'une telle arrête est facile à mettre en oeuvre. Préférentiellement, le premier angle de pliage préformé est préformé à une valeur d'angle comprise entre 90° et 180° tandis que le second angle de pliage préformé est préformé à une valeur d'angle comprise entre 0° et 180°. On comprend que les angles sont mesurés de leur plus petit côté, c'est-à-dire du côté saillant là où leur valeur d'angle (ou mesure) est inférieure à 180°. On notera que par la suite les angles sont considérés de leurs côté saillant, sauf précision contraire. Ainsi, le premier angle de pliage préformé ayant une valeur d'angle comprise entre 90° (angle droit) et 180° (angle plat), la partie intermédiaire destinée à former la bride prend une position proche de sa position finale lors de la formation la pièce composite, par rapport à la partie principale. Le pliage s'en trouve facilité. Par ailleurs, le second angle de pliage préformé ayant une valeur comprise entre 0° (angle complètement fermé) et 180° (angle plat) le pliage de la partie d'extrémité pour former la contre bride est également facilité. Plus préférentiellement, la valeur d'angle du premier angle de pliage préformé est comprise entre 120° et 175°. Plus préférentiellement, la valeur d'angle du second angle de pliage préformé est comprise entre 10° et 70°. On notera que plus la valeur de l'angle préformé est proche de la valeur finale après pliage, moins la structure fibreuse sera déformée lors de la mise en forme finale. Cependant, les angles ayant une valeur voisine de 90° ou de 0° sont difficiles à fabriquer directement lors du tissage.

Ainsi, les plages préférentielles de valeurs d'angle mentionnées ci-dessus constituent un compromis avantageux. L'invention concerne également une pièce composite comprenant une matrice renforcée par une structure fibreuse pour la fabrication d'une pièce composite selon l'invention, ladite pièce composite présentant une bride et une contre-bride de fixation formées respectivement par la partie intermédiaire de la bordure et par la partie d'extrémité de la bordure de ladite structure fibreuse. Selon un mode de réalisation, la pièce composite, forme une aube de redressement, la bride et la contre-bride étant disposées au voisinage du pied de cette aube de redressement. On notera qu'une aube de redressement, en particulier une aube de redressement d'entrée ou de sortie de turboréacteur ou de turbomoteur (également connue sous l'acronyme IGV ou OGV pour « inlet/outlet guide vane »), s'étend selon une direction axiale et que le pied d'aube est disposé au voisinage d'une extrémité axiale de l'aube. L'aube est fixée à un support d'aube, généralement une roue d'aubes, au voisinage du pied d'aube. Selon un autre mode de réalisation, la pièce composite forme une pièce cylindrique de section circulaire, cette pièce cylindrique s'étendant selon une direction axiale, la bride et la contre-bride étant annulaires et disposées au voisinage d'une extrémité axiale de la pièce cylindrique. Selon un mode de réalisation, la pièce cylindrique forme une virole ou un carter composite.

L'invention concerne en outre un procédé de fabrication d'une pièce composite comprenant une matrice renforcée par une structure fibreuse dans lequel on fournit une structure fibreuse selon l'invention ; on plie la partie d'extrémité de la bordure selon la seconde arrête de pliage préformée en amenant la partie d'extrémité vers la partie intermédiaire de la bordure ; on plie la partie intermédiaire de la bordure selon la première arrête de pliage préformée en ramenant la partie intermédiaire vers la partie principale à une position prédéterminée ; et on densifie ladite structure fibreuse avec un polymère. On comprend que les étapes de pliage peuvent être inversées, c'est-à-dire que le pliage de la partie d'extrémité peut-être réalisé avant le pliage de la partie intermédiaire et vice-versa. On notera que ces pliages sont réalisés dans le sens de la diminution de la valeur de la première et de la seconde arrêtes de pliage préformées. Avantageusement, lors du pliage de la partie d'extrémité de la bordure selon la seconde arrête de pliage préformée, on amène la partie d'extrémité vers la partie intermédiaire de manière à ce que la partie d'extrémité soit en contact avec la partie intermédiaire. En outre, la position prédéterminée de la partie principale est par exemple une position où la partie intermédiaire forme un angle droit (90°) avec la partie principale. On notera que par les termes « plier » ou « pliage » on entend qu'une partie est rabattue vers une autre selon une arrête de pliage préformée. Ainsi, on comprend que ces termes « plier » ou « pliage » ne signifient pas qu'une partie est repliée, en tout ou partie, sur elle-même. Bien entendu, comme indiqué précédemment, lorsque la structure fibreuse est densifiée avec un polymère, les fibres de ladite structure fibreuse sont noyées dans une matrice formée par le polymère. Avantageusement, on fournit une structure fibreuse dans laquelle la première arrête de pliage préformée est formée par un premier angle de pliage préformé tandis que seconde arrête de pliage préformée est formée par un second angle de pliage préformé et, avant de procéder aux pliages selon le premier et le second angle de pliage préformés, on retourne le second angle de pliage préformé de manière à inverser les côtés saillant et rentrant dudit second angle de pliage préformé. Ainsi, au cours de cette étape de retournement le côté saillant du second angle devient rentrant et vice-versa. On notera que dans ce cas particulier, après l'étape de retournement, le premier angle de pliage préformé est considéré de son côté rentrant, l'étape de pliage selon ce premier angle étant alors réalisée dans le sens de la diminution de la valeur de ce premier angle de pliage préformé. Ainsi, lors du pliage selon ce premier angle de pliage préformé, on ramène ce premier angle de pliage préformé d'une valeur supérieure à 180° vers une valeur prédéterminée inférieure à 180°, par exemple 90°. Par conséquent, la position de la contre-bride est inversée par rapport à la bride en comparaison d'une pièce composite fabriquée à partir d'une même structure fibreuse où l'étape de retournement n'a pas été réalisée. Ceci permet une plus grande souplesse d'utilisation de la structure fibreuse selon l'invention, cette dernière pouvant être adaptée à différents sites de montages. Ainsi, quelle que soir la position des têtes de boulon sur le site de montage par rapport au corps de la pièce composite, il est possible d'adapter, lors de la fabrication de la pièce composite, la position de la contre-bride par rapport à la bride en procédant ou non à l'étape de retournement, afin d'assurer le positionnement de la contre-bride entre les têtes de boulon et la bride. Avantageusement, après l'étape de densification de la structure fibreuse, on usine la zone de pliage située au voisinage de la seconde arrête de pliage préformée de manière à créer une face d'extrémité usinée de la partie d'extrémité disposée dans la continuité d'une face d'extrémité usinée de la partie intermédiaire. On comprend que cette étape d'usinage est réalisée sur la pièce composite, c'est-à-dire lorsque la structure fibreuse a déjà été pliée et densifiée. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée qui suit de différents modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs. Cette description fait référence aux planches de dessins annexées, sur lesquelles : - la figure 1 représente un premier mode de réalisation de la structure fibreuse, en vue partielle en coupe transversale, - les figures 2a et 2b représentent un premier mode de pliage de la bordure du premier mode de réalisation de la structure fibreuse, comprenant deux étapes de pliage, les figures 3a, 3b et 3c représentent un second mode de pliage de la bordure du premier mode de réalisation de la structure fibreuse, comprenant une étape de retournement et deux étapes de pliage, la figure 4a représente une pièce composite, en vue partielle en section transversale, obtenue à partir de la structure fibreuse de la figure 2b, la figure 413 représente la pièce composite de la figure 4a dans laquelle la zone de pliage située au voisinage de la seconde arrête de pliage préformée de la structure fibreuse a été usinée, - la figure 5a représente une pièce composite, en vue partielle en section transversale, obtenue à partir de la structure fibreuse de la figure 3c, la figure 5b représente la pièce composite de la figure 5a dans laquelle la zone de pliage située au voisinage de la seconde arrête de pliage préformée de la structure fibreuse a été usinée, la figure 6 représente une aube de redressement composite, la figure 7 représente une virole composite, et - la figure 8 est une vue partielle en section transversale du type de celle de la figure 4b, représentant une variante d'assemblage de la pièce composite avec une autre pièce. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Tout d'abord on notera que la représentation des fibres de la structure fibreuse sur les figures 1 à 4 est très schématique pour la clarté de l'exposé. La figure 1 représente un premier mode de réalisation d'une structure fibreuse 10 présentant une partie principale 12 et une bordure 14 adjacente à la partie principale 12. La structure fibreuse 10 est vue partiellement en coupe transversale. Sur la figure 1, la flèche L représente la direction longitudinale tandis que la flèche E représente la direction de l'épaisseur. La direction transverse s'étend perpendiculairement à la figure 1 (i.e. perpendiculairement à la direction longitudinale et à la direction de l'épaisseur) et est représenté par la flèche T. La bordure 14 présente une partie intermédiaire 16 et une partie d'extrémité 18, la partie intermédiaire 16 étant intercalée entre la partie principale 12 et la partie d'extrémité 18. Dans cet exemple, une première arrête de pliage préformée est formée par un premier angle de pliage préformé 20. Cette première arrête de pliage relie un premier côté 16a de la partie intermédiaire 16 à la partie principale 12. De même, une seconde arrête de pliage préformée est formée par un second angle de pliage préformé 22. Cette seconde arrête de pliage relie un second côté 16b de la partie intermédiaire 16 à la partie d'extrémité 18. Dans cet exemple on comprend que les arrêtes de pliage préformées s'étendent selon la direction transversale T. On comprend en outre que le premier côté 16a est opposé selon la direction longitudinale L au second côté 16b. Par la suite on utilisera le terme « premier angle 20 » pour « premier angle de pliage préformé 20 » et le terme « second angle 22 » pour « second angle de pliage préformé 22 ».

Le premier angle 20 est mesuré de son côté saillant, et sa mesure est notée a sur la figure 1. Dans cet exemple, le premier angle 20 mesure 120°. De même le second angle 22 est mesuré de son côté saillant, et sa mesure est notée 13 sur la figure 1. Dans cet exemple, le second angle 22 mesure 70°. Ainsi, les angles sont mesurés de leur plus petit côté, c'est-à-dire du côté où ils sont inférieurs à 180°. La figure 2a représente la structure fibreuse 10 de la figure 1 lors d'une première étape de pliage selon la flèche A. La partie d'extrémité 18 est représentée en traits discontinus dans sa position initiale, c'est-à-dire lorsque la partie d'extrémité 18 n'est pas pliée, tandis que cette même partie d'extrémité 18 est représentée en traits continus dans sa position finale, c'est-à-dire lorsque la partie d'extrémité est pliée. Dans cette première étape de pliage, la partie d'extrémité 18 de la bordure 14 est pliée selon le second angle 22 en amenant la partie d'extrémité 18 vers la partie intermédiaire 16. En outre, lorsque la partie d'extrémité 18 est pliée, la partie d'extrémité 18 est en contact avec la partie intermédiaire 16. Le mouvement de pliage est symbolisé par la flèche A. En d'autres termes, on rabat la partie d'extrémité 18 vers la partie intermédiaire 16 en fermant le second angle 22, c'est-à-dire en réduisant l'ouverture du second angle 22 vers une valeur nulle (angle nul).

La figure 2b représente une seconde étape de pliage qui fait suite à la première étape de pliage de la figure 2a. La bordure 14 est représentée en traits discontinus dans sa position initiale, c'est-à-dire lorsque la partie intermédiaire 16 n'est pas pliée, tandis que cette même bordure 14 est représentée en traits continus dans sa position finale, c'est- à-dire lorsque la partie intermédiaire 16 est pliée. Cette seconde étape de pliage consiste à plier la partie intermédiaire 16 selon la première arrête 20 en ramenant la partie intermédiaire 16 vers la partie principale 14. Le mouvement de pliage est symbolisé par la flèche B. En d'autres termes, on rabat la partie intermédiaire 16 vers la partie principale 12 en fermant le premier angle 20, c'est-à-dire en réduisant l'ouverture du premier angle 20 vers une mesure a', voisine de 90° (angle droit), inférieure à a. A la suite de ces deux étapes de pliage représentées sur les figures 2a et 2b, la structure fibreuse 10 est densifiée pour fabriquer une pièce composite 24 telle que représentée sur la figure 5a. Bien entendu, on comprend que la seconde étape de pliage (cf. figure 2b) peut être réalisée avant la première étape de pliage (cf. figure 2a). Ces deux étapes de pliage de la bordure 14 constituent un premier mode de pliage. On va maintenant décrire un second mode de pliage de la bordure 14 de la structure fibreuse 10 en référence aux figures 3a, 313 et 3c. La figure 3a représente la structure fibreuse 10 lors d'une étape de retournement selon la flèche R. La bordure 14 est représentée en traits discontinus dans sa position initiale, c'est-à-dire lorsque le second angle 22 n'est pas retourné, tandis que cette même bordure 14 est représentée en traits continus dans sa position finale, c'est-à-dire lorsque le second angle 22 est retourné. Lors de ce retournement, le côté saillant du second angle 22 devient rentrant et vice-versa. Ainsi, le côté saillant du second angle 22 est orienté vers la gauche de la figure 3a avant l'étape retournement tandis qu'il se retrouve orienté vers la droite après l'étape de retournement. En outre sur la figure 3a, la bordure 14 est située essentiellement à droite de la partie principale 12 avant l'étape de retournement tandis qu'elle est située essentiellement à gauche de la partie principale 12 après l'étape de retournement. Ainsi, lors de cette étape de retournement du second angle 22, le premier angle 20 est également retournée, le côté saillant du premier angle 20 devenant rentrant et vice-versa. On notera que la position de la bordure 14 après cette étape de retournement, telle que représentée sur la figure 3a, est très schématique pour la clarté de l'exposé. Après cette étape de retournement, le premier angle 20 est considéré de son côté rentrant tandis que le second angle 22 est considéré de son côté saillant. Par conséquent, l'étape de pliage de la figure 3b consistant à ramener la partie d'extrémité 18 vers la partie intermédiaire 16 consiste à diminuer la valeur 13" du second angle 22 après l'étape de retournement à une valeur nulle. En outre, l'étape de pliage de la figure 3c consistant à ramener la partie intermédiaire 16 vers la partie principale 12 consiste à diminuer la valeur a" supérieure à 180° du premier angle 20 après l'étape de retournement à une valeur a' voisine de 90°. Sur la figure 3b la partie d'extrémité 18 est représentée en traits discontinus dans sa position initiale, c'est-à-dire lorsque la partie d'extrémité 18 n'est pas pliée, tandis que cette même partie d'extrémité 18 est représentée en traits continus dans sa position finale, c'est-à-dire lorsque la partie d'extrémité est pliée. L'étape de pliage de la partie d'extrémité 18 selon le second angle 22 est réalisée en ramenant la partie d'extrémité 18 vers la partie intermédiaire 16 selon la flèche A'.

Sur la figure 3c la bordure 14 est représentée en traits discontinus dans sa position initiale, c'est-à-dire lorsque la partie intermédiaire 16 n'est pas pliée, tandis que cette même bordure 14 est représentée en traits continus dans sa position finale, c'est-à-dire lorsque la partie intermédiaire 16 est pliée. L'étape de pliage de la partie intermédiaire 16 selon le premier angle 20 est réalisée en ramenant la partie intermédiaire 16 vers la partie principale 12 selon la flèche B'. A la suite de ces trois étapes représentées sur les figures 3a, 313 et 3c, la structure fibreuse 10 est densifiée pour fabriquer une pièce composite 24' telle que représentée sur la figure 5a.

L'étape de retournement de la figure 3a et les deux étapes de pliage des figures 313 et 3c constituent le second mode de pliage. On comprend que dans ce second mode de pliage l'étape de retournement (cf. figure 3a) est réalisée avant les étapes de pliage, tandis que les étapes de pliage (cf. figure 3b et 3c) peuvent être permutées entre elles.

Sur les figures 4a, 4b, 5a et 5b, pour la clarté de l'exposé la structure fibreuse 10 est symboliquement représentée par sa fibre neutre. La figure 4a représente une pièce composite 24 vue partiellement en coupe transversale, réalisée à partir de la structure fibreuse 10 pliée selon le premier mode de pliage, c'est-à-dire selon les étapes des figures 2a et 2b. La figure 5a représente une pièce composite 24' vue partiellement en coupe transversale, réalisée à partir de la structure fibreuse 10 pliée selon le second mode de pliage, c'est-à-dire selon les étapes des figures 3a, 313 et 3c.

Dans les pièces 24 et 24', la structure fibreuse 10 est noyée dans une matrice en polymère 26. En particulier, la partie intermédiaire 16 et la partie d'extrémité 18 sont toutes les deux noyées dans la matrice 26 et forment une seule entité (i.e. un seul bloc). Ainsi, dans les pièces 24 et 24', la partie intermédiaire 16 forme une bride 28 tandis que la partie d'extrémité 18 forme une contre-bride 30. La partie principale 12 forme quand à elle le corps 32 de la pièce. La bride 28 et la contre-bride 30 sont symboliquement séparées par une ligne discontinue S. Le plan P représente un plan d'usinage suivant lequel les pièces composites 24 et 24' sont usinées, par exemple par fraisage ou découpe. Ainsi, la zone de pliage voisine du second angle 22 de la structure fibreuse 10 est usinée selon le plan P de manière à créer une face d'extrémité usinée 18e de la partie d'extrémité 18 et une face d'extrémité usinée 16e de la partie intermédiaire 16, ces faces d'extrémité usinée 16e et 18e étant disposées dans la continuité l'une de l'autre dans le plan P. Les figures 413 et 513 représentent en outre en traits discontinus un boulon 34 et un support 36 sur lequel les pièces 24 et 24' sont fixées. La bride 28 est disposée du côté du support 36 tandis que la contre-bride 30 est disposée du côté de la tête 34a du boulon 34. Ainsi la contre-bride 30 reprend les efforts locaux générés par la tête 34a du boulon 34 et les repartit dans l'ensemble de la bride 28. Par ailleurs, selon une variante, afin de garantir une qualité géométrique optimum de l'assemblage, la face de liaison 28a de la bride 28 en contact avec le support 36 peut-être usinée, en prenant garde de ne pas couper les fibres de la structure fibreuse. Bien sûr cet usinage est réalisé avant l'assemblage de la pièce composite avec le support.

On constate, que grâce à l'étape de retournement, on peut fabriquer à partir d'une seule et même structure fibreuse 10, soit pièce composite 24, soit une pièce composite 24' dans lesquelles la position de la bride et la position de la contre-bride sont inversées d'une pièce par rapport à l'autre. En effet, dans la pièce 24 la contre-bride 30 est située du côté opposé au corps 32 de la pièce par rapport à la bride 28 tandis que dans la pièce 24' la contre-bride 30 est située du côté du corps 32 de la pièce par rapport à la bride 28. Ainsi, il est possible d'adapter la structure fibreuse 10 soit pour la fabrication d'une pièce composite où les têtes de boulon sont destinées à être disposées, par rapport à la bride, du côté où est situé corps de la pièce (cf. pièce 24', figure 5b), soit pour la fabrication d'une pièce composite où les têtes de boulon sont destinées à être disposées, par rapport à la bride, du côté opposé au côté où est situé le corps de la pièce (cf. pièce 24, figure 413 et 8). La figure 6 représente une aube de redressement 40 formée à partir d'une structure fibreuse similaire à la structure fibreuse 10. La section dans la matière hachurée représente la section de la figure 5b. Bien sûr, selon une variante, la section hachurée correspond à la section de la figure 4b. L'aube 40 s'étend selon une direction axiale X. Le pied d'aube 42 présente un ensemble bride 28 et contre-bride 30 tel que décrit précédemment en référence aux figures 5a et 5b. Bien entendu, selon une variante, l'aube présente en outre, au voisinage de la tête de l'aube 44, un ensemble bride et contre-bride similaire à celui du pied d'aube 42. La figure 7 représente une virole 50 s'étendant selon une direction axiale X, formée à partir d'une structure fibreuse similaire à la structure fibreuse 10. La section dans la matière hachurée représente la section de la figure 5b. Bien sûr, selon une variante, la section hachurée correspond à la section de la figure 4b. L'extrémité axiale 52 de la virole 50 présente une ensemble bride 28 et contre-bride 30 tel que décrit précédemment en référence aux figures 5a et 5b. Bien entendu, selon une variante, la virole 50 présente en outre, au voisinage de sa seconde extrémité axiale 54, un ensemble bride et contre-bride similaire à celui de la première extrémité axiale 52. La virole 50 forme une pièce cylindrique de section circulaire. La figure 8 représente une pièce composite 24 vue partiellement en coupe transversale, cette pièce ayant été usinée sur son bord libre selon le plan P et assemblée avec un support 36. L'assemblage de la pièce 24 sur le support 36 diffère de celui de la figure 413 en ce que la contre-bride 30, au lieu d'être disposée entre la bride 28 et la tête du boulon 34a, est disposée entre la bride 28 et le support 36. Ladite pièce composite 24 peut-être, par exemple, un carter, c'est-à-dire une pièce de forme généralement cylindrique dont la section est variable. Il peut s'agir, notamment d'un carter composite de turbomachine. Dans cet exemple d'assemblage, on cherche à obtenir une face de liaison 30a de la contre-bride 30 parfaitement plane et perpendiculaire par rapport à l'axe du carter. On comprend alors qu'un usinage de la face de liaison 30a peut être alors nécessaire afin de garantir une qualité géométrique optimum pour l'assemblage. En particulier, les fibres de la contre-bride 30 étant indépendantes des fibres de la bride 28 grâce à l'usinage de la pièce 24 sur son bord libre selon le plan P, même si l'usinage de la face de contact 30a de la contre-bride 30 altère les fibres de cette dernière, l'intégrité des fibres de la bride 28 et du corps du carter est préservée.

Claims

REVENDICATIONS1. Structure fibreuse (10) pour la fabrication d'une pièce composite (24, 24') comprenant une matrice (26) renforcée par ladite structure fibreuse (10), ladite structure fibreuse (10) étant réalisée par tissage tridimensionnel et présentant une partie principale (12) et une bordure (14) adjacente à la partie principale (12), caractérisée en ce que ladite bordure (14) présente une partie d'extrémité (18) et une partie intermédiaire (16) intercalée entre la partie principale (12) et la partie d'extrémité (18), ladite partie intermédiaire (16) étant reliée d'un premier côté (16a) à la partie principale (12) via une première arrête de pliage préformée (20) et d'un second côté (16b), opposé au premier côté (16a), à la partie d'extrémité (18) via une seconde arrête de pliage préformée (22), ladite bordure (14) étant ainsi configurée pour être pliée selon les arrêtes de pliage préformées (20, 22) de sorte que la partie intermédiaire (16) et la partie d'extrémité (18) forment respectivement une bride (28) et une contre-bride (30) pour la fixation de ladite pièce (24, 24').
2. Structure fibreuse (10) selon la revendication 1, dans laquelle la première arrête de pliage préformée est formée par un premier angle de pliage préformé (20) tandis que la seconde arrête de pliage préformée est formée par un second angle de pliage préformé (22).
3. Structure fibreuse selon la revendication 2, dans laquelle le premier angle de pliage préformé (20) est préformé à une valeur d'angle comprise entre 90° et 180° tandis que le second angle de pliage préformé (22) est préformé à une valeur d'angle comprise entre 0° et 180°.
4. Pièce composite (24, 24') comprenant une matrice (26) renforcée par une structure fibreuse (10) pour la fabrication d'une pièce composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ladite pièce composite (24, 24') présente une bride (28) et une contre-bride (30) de fixation formées respectivement par la partie intermédiaire (16) de la bordure (14)
5. 5
6. 10
7. 15 20 25
8. 30et par la partie d'extrémité (18) de la bordure (14) de ladite structure fibreuse (10). Pièce composite (24, 24') selon la revendication 4, formant une aube de redressement (40), la bride (28) et la contre-bride (30) étant disposées au voisinage du pied (42) de cette aube de redressement (40). Pièce composite (24, 24') selon la revendication 4, formant une pièce cylindrique (50) de section circulaire, cette pièce cylindrique s'étendant selon une direction axiale (X), la bride (28) et la contre-bride (30) étant annulaires et disposées au voisinage d'une extrémité axiale (52) de la pièce cylindrique (50). Procédé de fabrication d'une pièce composite (24, 24') comprenant une matrice (26) renforcée par une structure fibreuse (10) dans lequel : - on fournit une structure fibreuse (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, - on plie la partie d'extrémité (18) de la bordure (14) selon la seconde arrête de pliage préformée (22) en amenant la partie d'extrémité (18) vers la partie intermédiaire (16) de la bordure (14), - on plie la partie intermédiaire (16) de la bordure (14) selon la première arrête de pliage préformée (20) en ramenant la partie intermédiaire (16) vers la partie principale (12) à une position prédéterminée, et - on densifie ladite structure fibreuse (10) avec un polymère. Procédé de fabrication d'une pièce composite (24, 24') selon la revendication 7, dans lequel on fournit une structure fibreuse (10) selon la revendication 2 ou 3 et dans laquelle, avant de procéder aux pliages selon le premier et le second angle de pliage préformés (20, 22), on retourne le second angle de pliage préformé (22) de manière à inverser les côtés saillant et rentrant dudit second angle de pliage préformé (22).
9. Procédé de fabrication d'une pièce composite (24, 24') selon la revendication 7 ou 8, dans lequel, après l'étape de densificationde la structure fibreuse, on usine la zone de pliage située au voisinage de la seconde arrête de pliage préformée (22) de manière à créer une face d'extrémité usinée (18e) de la partie d'extrémité (18) disposée dans la continuité d'une face d'extrémité usinée (16e) de la partie intermédiaire (16).