FR3128896A1 - Frame for structure made of composite material, and structure made of composite material comprising such a frame - Google Patents

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Benoît Matte
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Abstract

TITRE : Armature pour structure en matériau composite, et structure en matériau composite comprenant une telle armature La présente invention concerne un élément d’armature (1) pour structure en matériau composite, comprenant des nappes de fibres (11) formant une pluralité de poches juxtaposées, et séparées les unes des autres par des portions latérales des nappes de fibres, chaque poche comprenant au moins une vessie gonflable, et étant ouverte. Selon l’invention, les portions latérales entourant chaque poche se prolongent par une portion d’extrémité mobile entre une position de recouvrement dans laquelle elle recouvre au moins partiellement l’ouverture de la poche, et une pluralité de positions dans lesquelles une partie de la portion d’extrémité recouvre au moins partiellement l’ouverture de la poche et une autre partie de la portion d’extrémité s’étend dans le prolongement de la portion latérale et contribue à séparer la poche d’une poche voisine. L’invention concerne également une structure en matériau composite comprenant un tel élément d’armature (1), et un procédé d’obtention d’une telle structure. Figure d’abrégé : Figure 1TITLE: Reinforcement for structure made of composite material, and structure made of composite material comprising such a reinforcement , and separated from each other by lateral portions of the sheets of fibers, each pocket comprising at least one inflatable bladder, and being open. According to the invention, the side portions surrounding each pocket are extended by a movable end portion between a covering position in which it at least partially covers the opening of the pocket, and a plurality of positions in which part of the end portion at least partially covers the opening of the pocket and another part of the end portion extends in the extension of the side portion and contributes to separating the pocket from a neighboring pocket. The invention also relates to a structure made of composite material comprising such a reinforcement element (1), and to a method for obtaining such a structure. Abstract Figure: Figure 1

Description

Armature pour structure en matériau composite, et structure en matériau composite comprenant une telle armatureFrame for structure made of composite material, and structure made of composite material comprising such a frame

Domaine de l'inventionField of the invention

La présente invention concerne le domaine des structures en matériaux composites, constituées d'une matrice et de renforts.The present invention relates to the field of structures made of composite materials, consisting of a matrix and reinforcements.

L'invention concerne en particulier les structures en matériaux composites multicouches, constituées de plusieurs couches distinctes de renfort, qui sont assemblées entre elles par la matrice.The invention relates in particular to structures made of multilayer composite materials, consisting of several distinct layers of reinforcement, which are assembled together by the matrix.

En particulier, l'invention concerne de telles structures en matériaux composites définissant des espaces creux internes à la structure.In particular, the invention relates to such structures made of composite materials defining hollow spaces internal to the structure.

Art antérieurPrior art

Les structures en matériaux composites sont composées de renforts, qui constituent l'armature du matériau et qui sont entourés d’une matrice, qui solidarise les renforts entre eux et leur transmet les efforts mécaniques. Dans de très nombreuses structures en matériaux composites, les renforts sont constitués de fibres, telles que par exemple les fibres de verre, les fibres de carbone, etc. La présente invention s'applique particulièrement à de telles structures en matériaux composites à renfort fibreux.Structures made of composite materials are made up of reinforcements, which constitute the reinforcement of the material and which are surrounded by a matrix, which secures the reinforcements together and transmits the mechanical forces to them. In very many structures made of composite materials, the reinforcements consist of fibers, such as for example glass fibers, carbon fibers, etc. The present invention applies particularly to such structures made of composite materials with fibrous reinforcement.

La matrice entourant ces renforts est, le plus souvent, une matrice organique, qui peut être, selon les cas, thermodurcissable ou thermoplastique.The matrix surrounding these reinforcements is, most often, an organic matrix, which can be, depending on the case, thermosetting or thermoplastic.

Dans le cas des structures en matériaux composites multicouches, les renforts d’une structure en matériaux composites sont répartis en plusieurs couches superposées les unes sur les autres et solidarisées entre elles par la matrice. Il est connu, dans certaines structures en matériaux composites multicouches, que des couches internes de la structure présentent une pluralité d'espaces vides, pour définir des espaces creux internes à la structure. De tels espaces creux présentent l'avantage d'alléger une structure en matériau composite présentant une épaisseur relativement importante.In the case of structures made of multilayer composite materials, the reinforcements of a structure made of composite materials are distributed in several layers superimposed on each other and secured together by the matrix. It is known, in certain structures made of multilayer composite materials, that internal layers of the structure have a plurality of empty spaces, to define hollow spaces internal to the structure. Such hollow spaces have the advantage of lightening a composite material structure having a relatively large thickness.

Il est notamment courant d'utiliser une structure en matériau dit « en nid-d'abeilles » pour constituer de telles couches internes comprenant des espaces creux. Un tel matériau en nid-d'abeilles est formé d'une pluralité d'alvéoles creuses juxtaposées les unes aux autres et séparées par des parois fines. Ces alvéoles ont souvent une section de forme hexagonale. Pour réaliser une structure en matériau composite multicouche comprenant une couche constituée d'un tel matériau en nid-d'abeilles, on réalise généralement une découpe d'un matériau en nid-d'abeilles qui a été formé et durci préalablement, et on place ce matériau entre des couches de fibres. Ces couches de fibres sont ensuite rigidifiées par le durcissement d'une matrice, qui colle également les couches de fibres au matériau en nid-d'abeilles avec lequel elles sont en contact.It is particularly common to use a so-called “honeycomb” material structure to form such internal layers comprising hollow spaces. Such a honeycomb material is formed of a plurality of hollow cells juxtaposed to each other and separated by thin walls. These cells often have a hexagonal cross-section. To produce a multilayer composite material structure comprising a layer made of such a honeycomb material, a cutout is generally made of a honeycomb material which has been formed and hardened beforehand, and this material between layers of fibers. These fiber layers are then stiffened by the hardening of a matrix, which also bonds the fiber layers to the honeycomb material with which they are in contact.

La structure en matériau composite obtenue, parfois appelée structure en matériau « sandwich », présente souvent de bonnes caractéristiques mécaniques et un poids relativement faible. Sa fabrication, nécessitant une découpe ou un usinage de la structure en matériau en nid-d'abeilles, est cependant longue et délicate. Par ailleurs, l'utilisation de telles couches de matériaux en nid-d'abeilles interdit l'utilisation de certains procédés de fabrication courants pour les structures en matériaux composites. Ainsi, si de telles structures en matériaux multicouches peuvent être formées en utilisant des couches de fibres pré-imprégnées par une matrice organique thermodurcissable, il est difficile de les fabriquer en utilisant les procédés classiques d'injection de matrice dans les renforts. En effet, de telles injections risqueraient de remplir de matrice les alvéoles du matériau en nid-d'abeilles.The composite material structure obtained, sometimes called a “sandwich” material structure, often has good mechanical characteristics and a relatively low weight. Its manufacture, requiring cutting or machining of the honeycomb material structure, is however long and delicate. Furthermore, the use of such layers of honeycomb materials prohibits the use of certain common manufacturing methods for structures made of composite materials. Thus, if such structures in multilayer materials can be formed using layers of fibers pre-impregnated with a thermosetting organic matrix, it is difficult to manufacture them using the conventional methods of injecting the matrix into the reinforcements. Indeed, such injections would run the risk of filling the cells of the honeycomb material with matrix.

On connaît d'autres procédés permettant de ménager des espaces creux à l'intérieur de structures en matériau composite. Il est ainsi connu de placer dans les renforts d'une structure en matériau composite une vessie dont la pression est contrôlée afin qu'elle occupe un volume souhaité, jusqu'au durcissement de la matrice enrobant les renforts. Après ce durcissement, le volume occupé par la vessie constitue un espace vide dans la structure en matériau composite. L'utilisation de telles vessies est compatible avec les matériaux composites à matrice organique thermoplastique ou thermodurcissable. La mise en œuvre de ces vessies complique cependant fortement la fabrication de la structure en matériau composite. En effet, chaque vessie doit être mise en place au moment du drapage de la structure de fibres et doit être connectée à un dispositif externe permettant le contrôle de la pression interne dans la vessie. Cette pression doit être contrôlée pendant toute la phase d'injection de matrice, ou la phase de durcissement de cette matrice par cuisson.
Objectifs de l’invention
Other methods are known which make it possible to provide hollow spaces inside structures made of composite material. It is thus known to place in the reinforcements of a composite material structure a bladder whose pressure is controlled so that it occupies a desired volume, until the hardening of the matrix coating the reinforcements. After this hardening, the volume occupied by the bladder constitutes an empty space in the composite material structure. The use of such bladders is compatible with composite materials with a thermoplastic or thermosetting organic matrix. The implementation of these bladders, however, greatly complicates the manufacture of the composite material structure. Indeed, each bladder must be put in place at the time of draping the fiber structure and must be connected to an external device allowing control of the internal pressure in the bladder. This pressure must be controlled throughout the matrix injection phase, or the phase of hardening of this matrix by firing.
Objectives of the invention

La présente invention a pour objectif de pallier ces inconvénients de l’art antérieur.The present invention aims to overcome these drawbacks of the prior art.

En particulier, la présente invention a pour objectif de fournir une armature d'une structure en matériau composite, notamment d’une structure en matériau composite multicouche, qui permette d'obtenir, plus facilement et de façon moins contraignante qu'avec les procédés de l'art antérieur, des espaces creux à l'intérieur de la structure en matériau composite.In particular, the object of the present invention is to provide a reinforcement of a structure made of composite material, in particular a structure made of multilayer composite material, which makes it possible to obtain, more easily and in a less constraining manner than with the methods of the prior art, hollow spaces inside the composite material structure.

L’invention a également pour objectif de fournir une armature permettant la fabrication d’une structure en matériau composite présentant une forme, des caractéristiques mécaniques et des dimensions variées plus facilement qu’avec les solutions de l’art antérieur.The invention also aims to provide a framework allowing the manufacture of a composite material structure having a shape, mechanical characteristics and varied dimensions more easily than with the solutions of the prior art.

Un objectif particulier de l’invention est de fournir une armature permettant la réalisation facile d’une telle structure incluant des inserts.A particular objective of the invention is to provide a frame allowing easy production of such a structure including inserts.

Un autre objectif de l’invention est de proposer un procédé d’obtention d’une structure en matériau composite définissant des espaces creux internes à la structure, qui puisse être plus facilement mis en œuvre que les procédés de l’art antérieur.Another object of the invention is to propose a process for obtaining a composite material structure defining hollow spaces internal to the structure, which can be more easily implemented than the processes of the prior art.

Ces objectifs, ainsi que d’autres qui apparaîtront plus clairement par la suite, sont atteints à l’aide d’un élément d’armature pour structure en matériau composite qui comporte des nappes de fibres formant une pluralité de poches juxtaposées les unes aux autres dans un plan d’alignement et séparées les unes des autres par des portions latérales de nappes de fibres, qui entourent les poches, chacune des poches comprenant au moins une vessie gonflable et étant ouverte dans une direction sensiblement perpendiculaire au plan d’alignement.These objectives, as well as others which will appear more clearly subsequently, are achieved with the aid of a reinforcing element for a composite material structure which comprises sheets of fibers forming a plurality of pockets juxtaposed to each other. in an alignment plane and separated from each other by lateral portions of sheets of fibers, which surround the pockets, each of the pockets comprising at least one inflatable bladder and being open in a direction substantially perpendicular to the alignment plane.

Selon l’invention, cet élément d’armature pour structure en matériau composite est caractérisé en ce que au moins une des portions latérales entourant la poche se prolongeant par au moins une portion d’extrémité de nappes de fibre, chacune des portions d’extrémité étant mobile entre une position de recouvrement dans laquelle cette portion d’extrémité recouvre au moins partiellement l’ouverture de la poche et une pluralité de positions dans lesquelles une partie de la portion d’extrémité recouvre au moins partiellement l’ouverture de la poche et une autre partie de la portion d’extrémité s’étend dans le prolongement de la portion latérale et contribue à séparer la poche d’une poche voisine.According to the invention, this reinforcing element for a composite material structure is characterized in that at least one of the side portions surrounding the pocket is extended by at least one end portion of fiber plies, each of the end portions being movable between a covering position in which this end portion at least partially covers the opening of the pocket and a plurality of positions in which a part of the end portion at least partially covers the opening of the pocket and another part of the end portion extends in the extension of the side portion and contributes to separating the pocket from a neighboring pocket.

Le fait qu’une direction soit « sensiblement perpendiculaire » à un plan signifie dans la présente demande que cette direction forme un angle inférieur à 20 degrés avec la perpendiculaire au plan.The fact that a direction is "substantially perpendicular" to a plane means in the present application that this direction forms an angle of less than 20 degrees with the perpendicular to the plane.

Ces portions latérales qui entourent la poche et ces portions d’extrémité de nappes de fibres mobiles permettent d’obtenir des poches dont la hauteur peut varier selon le niveau de gonflement des poches. Cette hauteur dépend des portions d’extrémité qui prolongent les portions latérales et forment une cloison rectiligne entre deux poches juxtaposées jusqu’à une hauteur maximale.These lateral portions which surround the pocket and these end portions of sheets of mobile fibers make it possible to obtain pockets whose height can vary according to the level of inflation of the pockets. This height depends on the end portions which extend the side portions and form a straight partition between two juxtaposed pockets up to a maximum height.

Selon un mode de réalisation avantageux, l’une des nappes de fibres est une nappe d’enveloppement longitudinal qui enveloppe au moins une nappe de cloisonnement.According to an advantageous embodiment, one of the sheets of fibers is a longitudinal wrapping sheet which wraps at least one partitioning sheet.

De préférence, la nappe de cloisonnement est reliée à la nappe d’enveloppement longitudinal par des coutures. Ces coutures permettent de maintenir ces différentes nappes de fibres entre elles.Preferably, the partitioning ply is connected to the longitudinal enveloping ply by seams. These seams make it possible to maintain these different layers of fibers together.

Selon un autre mode de réalisation, les portions latérales des poches juxtaposées sont reliées entre elles par des coutures. Ces coutures permettent de maintenir les portions latérales entre elles.According to another embodiment, the side portions of the juxtaposed pockets are interconnected by seams. These seams make it possible to hold the side portions together.

Avantageusement, les vessies sont fermées et contiennent un matériau solide ou liquide apte à se vaporiser à la température de cuisson d’une matrice organique thermodurcissable.Advantageously, the bladders are closed and contain a solid or liquid material capable of vaporizing at the firing temperature of a thermosetting organic matrix.

L’utilisation de ce solide ou liquide permet, sous l’effet de la chaleur, de transformer ce solide ou liquide en gaz. Ainsi, ce gaz exerce une pression sur les parois internes des poches de la structure, permettant à ces poches d’être étendues et de changer de forme.The use of this solid or liquid makes it possible, under the effect of heat, to transform this solid or liquid into gas. Thus, this gas exerts pressure on the internal walls of the pockets of the structure, allowing these pockets to expand and change shape.

Préférentiellement, les poches sont alignées selon une seule direction.Preferably, the pockets are aligned in a single direction.

Selon un autre mode de réalisation, les vessies sont connectées avec l’extérieur de l’armature par des moyens de remplissage. Ces moyens de remplissage permettent à l’utilisateur de contrôler le gonflage des vessies et la rigidité de la structure associée.According to another embodiment, the bladders are connected with the outside of the frame by filling means. These filling means allow the user to control the inflation of the bladders and the rigidity of the associated structure.

L’invention porte également sur une structure en matériau composite constituée d’une pluralité de couches de fibres solidifiées par une matrice, au moins l’une des couches de fibres comprenant une armature, solidifiée de façon à ce que chacune des poches forme une alvéole vide.The invention also relates to a composite material structure consisting of a plurality of layers of fibers solidified by a matrix, at least one of the layers of fibers comprising a reinforcement, solidified so that each of the pockets forms a cell empty.

La présence de poches contenues dans l’armature permet d’obtenir des alvéoles vides dont la taille peut être choisie grâce au gonflage des vessies avant durcissement. Un gonflage plus important permet d’obtenir des alvéoles de formes plus allongées. Cet allongement des alvéoles entraine ainsi une augmentation de la hauteur du matériau composite. La distance entre la couche supérieure et inférieure de ce matériau composite est alors augmentée. Le durcissement par la matrice permet de maintenir et de solidifier l’ensemble des fibres à une hauteur voulue afin de former la structure en matériau composite.The presence of pockets contained in the framework makes it possible to obtain empty cells whose size can be chosen by inflating the bladders before hardening. Greater inflation results in more elongated cells. This elongation of the cells thus leads to an increase in the height of the composite material. The distance between the upper and lower layer of this composite material is then increased. The hardening by the matrix makes it possible to maintain and solidify all the fibers at a desired height in order to form the composite material structure.

De préférence, le procédé d’obtention de la structure en matériau composite comporte les étapes suivantes : placement de l’armature dans un moule, mise en place du moule dans des conditions de température dans lesquelles les vessies sont aptes à se gonfler pour meubler tout l’espace disponible, solidification de la structure par durcissement de la matrice entourant la structure.Preferably, the process for obtaining the composite material structure comprises the following steps: placing the reinforcement in a mould, placing the mold under temperature conditions in which the bladders are capable of inflating to furnish any available space, solidification of the structure by hardening of the matrix surrounding the structure.

Selon un autre mode de réalisation, l’une des étapes consiste à créer le vide dans le moule pour gonfler les vessies.According to another embodiment, one of the steps consists in creating the vacuum in the mold to inflate the bladders.

Selon un autre mode de réalisation avantageux, l’étape consistant à créer le vide dans le moule est suivie d’une injection sous vide d’une matrice à l’état liquide. Cette matrice peut être une matrice thermoplastique injectée à une température à laquelle elle est liquide, ou une matrice thermodurcissable non polymérisée.
Liste des figures
According to another advantageous embodiment, the step consisting in creating a vacuum in the mold is followed by vacuum injection of a matrix in the liquid state. This matrix can be a thermoplastic matrix injected at a temperature at which it is liquid, or an unpolymerized thermosetting matrix.
List of Figures

L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante de modes de réalisation préférentiels, donnée à titre de simple exemple figuratif et non limitatif, et accompagnée des figures parmi lesquelles :

  • La est une vue en perspective d’un élément d’armature de structure en matériau composite selon un mode de réalisation de l'invention.
  • La est une vue en perspective de l’élément d’armature de la , dont la nappe d’enveloppement longitudinal est dépliée et dont les poches internes sont vides.
  • La est une vue de dessus de la nappe d’enveloppement longitudinal de l’élément d’armature de la dépliée.
  • La est une vue de détails de l’élément d’armature tel que représenté par la .
  • La est une vue de détails de l’élément d’armature de la , dans une autre configuration.
  • La est une vue en perspective de l’élément d’armature de la , dans une autre configuration.
  • La est une vue en perspective d’un moule comprenant des éléments d’armature destinés à former l’armature d’une structure en matériau composite.
  • La est une représentation, en vue de coupe, d’un moule semblable à celui de la comprenant une armature destinée à former une structure en matériau composite, constituée notamment de plusieurs éléments d’armatures tels que celui représenté par la .
  • La est une représentation du moule de la , en vue de coupe, dans laquelle les vessies placées dans les poches des éléments d’armature sont gonflées.
  • La est une représentation, en vue de coupe, d’un autre moule présentant une forme différente, comprenant une armature destinée à former une structure en matériau composite, constituée notamment de plusieurs éléments d’armatures tels que celui représenté par la .
  • La est une représentation du moule de la , en vue de coupe, dans laquelle les vessies placées dans les poches des éléments d’armature sont gonflées.
  • La est une représentation, en vue de coupe, d’un autre moule présentant une forme différente, comprenant une armature destinée à former une structure en matériau composite, constituée notamment de plusieurs éléments d’armatures tels que celui représenté par la .
  • La est une représentation du moule de la , en vue de coupe, dans laquelle les vessies placées dans les poches des éléments d’armature sont gonflées.
Description détaillée de modes de réalisation de l’inventionThe invention will be better understood on reading the following description of preferred embodiments, given by way of a simple figurative and non-limiting example, and accompanied by the figures among which:
  • There is a perspective view of a structural reinforcement element made of composite material according to one embodiment of the invention.
  • There is a perspective view of the reinforcing member of the , whose longitudinal wrapping ply is unfolded and whose internal pockets are empty.
  • There is a top view of the longitudinal wrapping ply of the reinforcement element of the unfolded.
  • There is a detail view of the reinforcement element as represented by the .
  • There is a detail view of the reinforcement element of the , in another configuration.
  • There is a perspective view of the reinforcing member of the , in another configuration.
  • There is a perspective view of a mold comprising reinforcement elements intended to form the reinforcement of a structure made of composite material.
  • There is a representation, in sectional view, of a mold similar to that of the comprising a reinforcement intended to form a structure of composite material, consisting in particular of several reinforcement elements such as that represented by the .
  • There is a representation of the mold of the , in sectional view, in which the bladders placed in the pockets of the frame elements are inflated.
  • There is a representation, in sectional view, of another mold having a different shape, comprising an armature intended to form a structure in composite material, consisting in particular of several armature elements such as that represented by the .
  • There is a representation of the mold of the , in sectional view, in which the bladders placed in the pockets of the frame elements are inflated.
  • There is a representation, in sectional view, of another mold having a different shape, comprising an armature intended to form a structure in composite material, consisting in particular of several armature elements such as that represented by the .
  • There is a representation of the mold of the , in sectional view, in which the bladders placed in the pockets of the frame elements are inflated.
Detailed Description of Embodiments of the Invention

La représente en perspective un élément d’armature 1, composé de couches de renfort fibreux et destiné à former l'armature d'une couche interne d'une structure en matériau composite multicouche, cette couche interne définissant une pluralité d’alvéoles dans la structure.There shows in perspective a reinforcement element 1, composed of layers of fibrous reinforcement and intended to form the reinforcement of an internal layer of a structure made of multilayer composite material, this internal layer defining a plurality of cells in the structure.

Cet élément d’armature est constitué par des nappes de fibres, qui peuvent être tissées ou constituées en nappes de fibres en vrac non-tissé, appelées « mat ». De telles nappes de fibres, très couramment utilisées pour la fabrication de matériaux composites, peuvent être sèches, c'est-à-dire dépourvues de matrice, ou pré-imprégnées de matrice non durcie. Quand ces fibres sont sèches, elles sont ultérieurement imprégnées de matrice qui durcit pour former le matériau composite. Quand ces fibres sont pré-imprégnées, la matrice qui les imprègne est ultérieurement durcie, par exemple par cuisson, afin de constituer le matériau composite. Dans tous les cas, ces nappes de fibres sont souples lors de la préparation du matériau composite, et sont durcies ultérieurement par la matrice, pour constituer le matériau composite.This reinforcing element is made up of layers of fibers, which can be woven or made up of loose layers of non-woven fibers, called "mat". Such sheets of fibers, very commonly used for the manufacture of composite materials, can be dry, that is to say devoid of matrix, or pre-impregnated with an uncured matrix. When these fibers are dry, they are subsequently impregnated with the matrix which hardens to form the composite material. When these fibers are pre-impregnated, the matrix which impregnates them is subsequently hardened, for example by firing, in order to constitute the composite material. In all cases, these sheets of fibers are flexible during the preparation of the composite material, and are subsequently hardened by the matrix, to form the composite material.

L’élément d’armature 1 représenté par la est constitué par des nappes de fibres, qui définissent des poches internes destinées à former les alvéoles de la structure en matériau composite. Ces alvéoles sont obtenues après durcissement d’une matrice enrobant les poches contenues dans l’armature.The reinforcement element 1 represented by the is made up of layers of fibers, which define internal pockets intended to form the cells of the composite material structure. These cells are obtained after hardening of a matrix coating the pockets contained in the framework.

Cet élément d’armature 1 présente une forme allongée selon une direction principale suivant l’axe x, qui est appelée par la suite la « direction d’alignement des alvéoles ». La longueur de l’élément d’armature 1 dans cette direction d’alignement des alvéoles peut être ajustée en coupant cet élément d’armature, de préférence de façon à lui maintenir un nombre entier d’alvéoles.This reinforcement element 1 has an elongated shape in a main direction along the x axis, which is subsequently called the “cell alignment direction”. The length of the reinforcing element 1 in this direction of alignment of the cells can be adjusted by cutting this reinforcing element, preferably so as to maintain a whole number of cells therein.

Les parois externes de cet élément d’armature 1 qui s’étendent selon la direction d’alignement des alvéoles x sont fermées par une nappe de fibre extérieure appelée par la suite nappe d’enveloppement longitudinal 11. Cette nappe d’enveloppement longitudinal 11 présente deux bandes d’extrémité 114 et 115 dont les bords s’étendent dans la direction d’alignement des alvéoles x et se chevauchent pour former la surface supérieure de l’élément d’armature 1The outer walls of this reinforcement element 1 which extend in the direction of alignment of the cells x are closed by an outer fiber ply called hereinafter the longitudinal wrapping ply 11. This longitudinal wrapping ply 11 has two end strips 114 and 115 whose edges extend in the direction of alignment of the cells x and overlap to form the upper surface of the reinforcement element 1

La est une vue en perspective de l’élément d’armature 1 de la , dont la nappe d’enveloppement longitudinal 11 est dépliée et disposée à plat. Cette figure montre ainsi l’intérieur de l’élément d’armature 1, qui contient plusieurs nappes de fibres appelées « nappes de cloisonnement 2 » qui séparent les poches internes les unes des autres. Sur cette figure, les poches internes sont vides. Chacune des nappes de cloisonnement 2 présente deux bords s’étendant dans la direction transversale, selon l’axe z, au-dessus de chacune des poches internes, qui se chevauchent pour former la surface supérieure de chacune des poches internes.There is a perspective view of the frame member 1 of the , whose longitudinal wrapping ply 11 is unfolded and placed flat. This figure thus shows the inside of the reinforcement element 1, which contains several layers of fibers called “partitioning layers 2” which separate the internal pockets from each other. In this figure, the internal pockets are empty. Each of the partition layers 2 has two edges extending in the transverse direction, along the z axis, above each of the internal pockets, which overlap to form the upper surface of each of the internal pockets.

Pour constituer l’élément d’armature 1 représenté par la , des portions de nappe de fibres sont cousues entre elles. Ainsi, l’élément d’armature 1 représenté sur la présente une nappe d'enveloppement longitudinal 11, de forme sensiblement rectangulaire, sur laquelle sont cousues une pluralité de nappes de cloisonnement 2, dont la forme est également sensiblement rectangulaire, de dimensions inférieures à celles de la nappe d’enveloppement longitudinal 11.To constitute the reinforcement element 1 represented by the , portions of the sheet of fibers are sewn together. Thus, the reinforcement element 1 represented on the has a longitudinal wrapping sheet 11, of substantially rectangular shape, on which are sewn a plurality of partitioning sheets 2, the shape of which is also substantially rectangular, of dimensions smaller than those of the longitudinal wrapping sheet 11.

Bien évidemment, l’homme du métier pourra sans difficulté imaginer d’autres modes de réalisation de cette invention. A titre d’exemple, les nappes d’enveloppement longitudinal 11 et de cloisonnement 2 peuvent être de forme différentes, par exemple sensiblement carrée ou sensiblement triangulaire. Ces formes pourront par exemple être choisies par l’homme du métier pour répondre à des besoins spécifiques de forme ou de résistance mécanique de l’élément d’armature 1. Par ailleurs, l’homme du métier pourra également mettre en œuvre d’autres moyens d’assemblage des nappes de fibres entre elles, par exemple par collage.Of course, those skilled in the art can easily imagine other embodiments of this invention. By way of example, the longitudinal wrapping 11 and partitioning 2 layers can be of different shapes, for example substantially square or substantially triangular. These shapes could for example be chosen by the person skilled in the art to meet specific shape or mechanical strength needs of the reinforcement element 1. Furthermore, the person skilled in the art could also implement other means for assembling the layers of fibers together, for example by gluing.

La représente, en vue de dessus, la nappe d’enveloppement longitudinal 11 utilisée pour l’élément d’armature 1 de la .There shows, in top view, the longitudinal wrapping ply 11 used for the reinforcement element 1 of the .

Cette nappe d’enveloppement longitudinal 11 présente une forme sensiblement rectangulaire et allongée selon la direction d’alignement des alvéoles, suivant l’axe x.This longitudinal wrapping ply 11 has a substantially rectangular and elongated shape in the direction of alignment of the cells, along the x axis.

Les nappes de cloisonnement 2 sont assemblées à la nappe d’enveloppement longitudinal 11 sur une bande centrale 111 de cette nappe d’enveloppement longitudinal 11. Cette bande centrale 111 est, de préférence, de forme rectangulaire et s’étend sur toute la longueur de la nappe d’enveloppement longitudinal 11, selon la direction d’alignement des alvéoles, suivant l’axe x. Cette bande centrale 111 est destinée à former la surface inférieure de l’élément d’armature 1.The partitioning sheets 2 are assembled to the longitudinal wrapping sheet 11 on a central strip 111 of this longitudinal wrapping sheet 11. This central strip 111 is preferably rectangular in shape and extends over the entire length of the longitudinal wrapping ply 11, in the direction of alignment of the cells, along the x axis. This central strip 111 is intended to form the lower surface of the reinforcement element 1.

La bande centrale 111 représente, de préférence, approximativement 25 % de la largeur de la nappe d’enveloppement longitudinal 11. Dans le mode de réalisation représenté, cette bande centrale 111 présente une largeur d’environ 30 mm.The central strip 111 preferably represents approximately 25% of the width of the longitudinal wrapping ply 11. In the embodiment shown, this central strip 111 has a width of approximately 30 mm.

Des bandes latérales 112 et 113 de la nappe d’enveloppement longitudinal 11 s’étendent, sur toute la longueur de la nappe d’enveloppement longitudinal 11, de part et d’autre de la bande centrale 111. Ces bandes latérales 112 et 113 ont, de préférence, une forme sensiblement rectangulaire. Elles sont destinées à former les parois latérales de l’élément d’armature 1 en étant repliées selon des directions sensiblement perpendiculaires à la surface inférieure de l’armature 1 constituée par la bande centrale 111, qui s’étend dans un plan appelé par la suite « plan d’alignement des alvéoles ». Le fait que ces directions soient « sensiblement perpendiculaires » à cette surface inférieure de l’armature 1 signifie dans la présente demande que ces directions forment un angle inférieur à 20 degrés avec la perpendiculaire au plan d’alignement des alvéoles, suivant l’axe x.Dans le mode de réalisation représenté, ces bandes latérales 112 et 113 présentent une largeur d’environ 10 mm.Lateral bands 112 and 113 of the longitudinal wrapping ply 11 extend, over the entire length of the longitudinal wrapping ply 11, on either side of the central band 111. These lateral bands 112 and 113 have , preferably a substantially rectangular shape. They are intended to form the side walls of the reinforcement element 1 by being folded in directions substantially perpendicular to the lower surface of the reinforcement 1 formed by the central strip 111, which extends in a plane called by the continued “alveoli alignment plan”. The fact that these directions are "substantially perpendicular" to this lower surface of the armature 1 means in the present application that these directions form an angle of less than 20 degrees with the perpendicular to the plane of alignment of the cells, along the axis x . In the embodiment shown, these side strips 112 and 113 have a width of approximately 10 mm.

Les bandes d’extrémité 114 et 115 prolongent respectivement les bandes latérales 112 et 113 de la nappe d’enveloppement longitudinal 11 et entourent de part et d’autre ces bandes latérales 112 et 113. Ces bandes d’extrémité 114 et 115 s’étendent sur toute la longueur de cette nappe d’enveloppement longitudinal 11. Ces bandes d’extrémité 114 et 115 ont, de préférence, une forme sensiblement rectangulaire, et leurs bords libres s’étendent sensiblement selon la direction d’alignement des alvéoles, suivant l’axe x. Elles sont destinées à former la surface supérieure de l’élément d’armature 1 en étant repliées sensiblement perpendiculairement aux bandes latérales 112 et 113 de l’armature 1.The end strips 114 and 115 respectively extend the side strips 112 and 113 of the longitudinal wrapping ply 11 and surround these side strips 112 and 113 on either side. These end strips 114 and 115 extend over the entire length of this longitudinal wrapping ply 11. These end bands 114 and 115 preferably have a substantially rectangular shape, and their free edges extend substantially along the direction of alignment of the cells, along the x-axis. They are intended to form the upper surface of the frame element 1 by being folded substantially perpendicular to the side strips 112 and 113 of the frame 1.

Dans le mode de réalisation représenté, ces bandes d’extrémité 114 et 115 présentent une largeur d’environ 20 mm et se chevauchent partiellement pour former la surface supérieure de l’élément d’armature 1. Il est possible, dans d’autres modes de réalisation, que ces bandes d’extrémité 114 et 115 présentent une largeur plus grande, pour se chevaucher plus, ou au contraire qu’elles soient plus étroites. Dans certains modes de réalisation possibles, ces bandes d’extrémité 114 et 115 peuvent ne pas se chevaucher, mais couvrir chacune une partie de la surface supérieure de l’élément d’armature.In the embodiment shown, these end strips 114 and 115 have a width of approximately 20 mm and partially overlap to form the upper surface of the reinforcement element 1. It is possible, in other embodiments embodiment, that these end strips 114 and 115 have a greater width, to overlap more, or on the contrary that they are narrower. In some possible embodiments, these end strips 114 and 115 may not overlap, but each cover a portion of the top surface of the frame member.

Les nappes de cloisonnement 2 sont destinées à séparer des poches juxtaposées les unes aux autres le long de la bande centrale 111 et peuvent être réalisées de différentes façons.The partition layers 2 are intended to separate pockets juxtaposed to each other along the central strip 111 and can be made in different ways.

Dans le mode de réalisation représenté, chacune des nappes de cloisonnement 2 présente une forme rectangulaire. A titre d’illustration, la montre une nappe de cloisonnement 202 juxtaposée à deux autres nappes de cloisonnement 201 et 203 qui sont partiellement représentées. La portion centrale 211 de la nappe de cloisonnement 202 est plaquée contre la bande centrale 111 de la nappe d’enveloppement longitudinal 11, et y est assemblée, de préférence par des coutures 222 et 223. Cette portion centrale 211 de chacune des nappes cloisonnement 2 est avantageusement de forme sensiblement carrée, d’environ 30 mm de côté.In the embodiment shown, each of the partition layers 2 has a rectangular shape. By way of illustration, the shows a partitioning layer 202 juxtaposed with two other partitioning layers 201 and 203 which are partially represented. The central portion 211 of the partitioning ply 202 is pressed against the central strip 111 of the longitudinal wrapping ply 11, and is assembled there, preferably by seams 222 and 223. This central portion 211 of each of the partitioning layers 2 is advantageously substantially square in shape, with a side of approximately 30 mm.

La nappe de cloisonnement 202 présente des portions latérales 212 et 213 entourant, de chaque côté, la portion centrale 211. Selon un mode de réalisation préférentiel, représenté par la , ces portions latérales 212 et 213 sont plaquées contre les portions latérales des nappes de cloisonnement 201 et 203 voisines. Dans le mode de réalisation représenté, ces portions latérales 212 et 213 sont solidarisées aux portions latérales des nappes de cloisonnement 201 et 203 voisines. A titre d’exemple, la portion latérale 212 de la nappe de cloisonnement 202 est liée à la portion latérale de la nappe de cloisonnement 201 voisine par les coutures 220 et 221. Les portions latérales de deux nappes de cloisonnement 2 voisines, ainsi assemblées, s’étendent sensiblement perpendiculairement à la direction d’alignement des alvéoles x, parallèlement aux axes y et z, et forment des cloisons entre les surfaces définies par les portions centrales 211 de chacune de ces nappes, comme le représente la . De façon préférentielle, ces portions latérales présentent des dimensions permettant que ces cloisons présentent une hauteur d’environ 10 mm.The partitioning sheet 202 has lateral portions 212 and 213 surrounding, on each side, the central portion 211. According to a preferred embodiment, represented by the , these side portions 212 and 213 are pressed against the side portions of the adjacent partitioning layers 201 and 203. In the embodiment shown, these lateral portions 212 and 213 are secured to the lateral portions of the neighboring partition layers 201 and 203. By way of example, the lateral portion 212 of the partitioning ply 202 is linked to the lateral portion of the neighboring partitioning ply 201 by the seams 220 and 221. The lateral portions of two neighboring partitioning plies 2, thus assembled, extend substantially perpendicular to the direction of alignment of the x cells, parallel to the y and z axes, and form partitions between the surfaces defined by the central portions 211 of each of these layers, as represented by the . Preferably, these side portions have dimensions allowing these partitions to have a height of about 10 mm.

Chacune des nappes de cloisonnement 2 se prolonge, et se replie à nouveau des deux côtés des portions latérales 212 et 213, par des portions d'extrémité 214 et 215 qui se font face. Dans le mode de réalisation représenté, ces portions d’extrémité 214 et 215 présentent une largeur d’environ 20 mm, et se chevauchent partiellement pour former la surface supérieure d’une poche entourée par la nappe de cloisonnement 2. Il est possible, dans d’autres mode de réalisation, que ces portions d’extrémité 214 et 215 présentent une largeur plus grande, pour se chevaucher plus, ou au contraire qu’elles soient plus étroites. Dans certains modes de réalisation possibles, ces portions d’extrémité 214 et 215 peuvent ne pas se chevaucher, mais couvrir chacune une partie de la surface supérieure de la poche.Each of the partition layers 2 extends, and folds back again on both sides of the side portions 212 and 213, by end portions 214 and 215 which face each other. In the embodiment shown, these end portions 214 and 215 have a width of approximately 20 mm, and partially overlap to form the upper surface of a pocket surrounded by the partitioning ply 2. It is possible, in other embodiments, that these end portions 214 and 215 have a greater width, to overlap more, or on the contrary that they are narrower. In certain possible embodiments, these end portions 214 and 215 may not overlap, but each cover part of the upper surface of the pocket.

Pour former l’armature de la structure en matériau composite selon l'invention, la nappe d’enveloppement longitudinal 11 et les différentes nappes de cloisonnement 2 délimitent donc ensemble des poches 21 à 26, comme le représente la . Ces poches sont juxtaposées les unes aux autres dans un plan appelé plan d’alignement des alvéoles. Plus précisément, dans le mode de réalisation représenté, les poches 21 à 26 sont alignées dans un plan parallèle aux axes x et z. Il est cependant possible, dans d’autres modes de réalisation, que des poches juxtaposées dans deux dimensions, dans le plan d’alignement des alvéoles, forment un même élément d’armature.To form the frame of the composite material structure according to the invention, the longitudinal enveloping ply 11 and the various partitioning ply 2 therefore together delimit pockets 21 to 26, as shown in . These pockets are juxtaposed to each other in a plane called the cell alignment plane. More precisely, in the embodiment represented, the pockets 21 to 26 are aligned in a plane parallel to the x and z axes. It is however possible, in other embodiments, for pockets juxtaposed in two dimensions, in the plane of alignment of the cells, to form the same reinforcement element.

Dans le mode de réalisation représenté, les bandes latérales 112 et 113 de la nappe d’enveloppement longitudinal 11 sont repliées pour s'étendre parallèlement aux axes z et y et venir en appui contre le bord des portions latérales 212 et 213 des nappes de cloisonnement 2 juxtaposées. Par ailleurs, les bandes d'extrémité 114 et 115 de la nappe d’enveloppement longitudinal 11 sont repliées par-dessus les nappes de cloisonnement 2 et s'étendent sensiblement parallèlement aux axes x et z. Quand les nappes constituant l’armature 1 sont ainsi repliées, elles définissent une pluralité d'alvéoles vides, juxtaposées les unes aux autres et présentant chacune, de préférence, une forme de parallélépipède rectangle. Les poches juxtaposées sont séparées par des cloisons intermédiaires qui s'étendent préférentiellement sensiblement perpendiculairement au plan d’alignement des alvéoles.In the embodiment shown, the lateral bands 112 and 113 of the longitudinal enveloping ply 11 are folded over to extend parallel to the z and y axes and bear against the edge of the lateral portions 212 and 213 of the partitioning ply 2 juxtaposed. Furthermore, the end bands 114 and 115 of the longitudinal wrapping ply 11 are folded over the partitioning ply 2 and extend substantially parallel to the x and z axes. When the layers constituting the frame 1 are thus folded, they define a plurality of empty cells, juxtaposed to each other and each preferably having the shape of a rectangular parallelepiped. The juxtaposed pockets are separated by intermediate partitions which preferably extend substantially perpendicular to the plane of alignment of the cells.

Dans la configuration représentée par la , ces portions d’extrémité 214 et 215 sont dans une position dite « de recouvrement », dans laquelle elles s’étendent intégralement au-dessus de la portion centrale 211 de la nappe de cloisonnement 202.In the configuration represented by the , these end portions 214 and 215 are in a so-called "covering" position, in which they extend entirely above the central portion 211 of the partitioning ply 202.

Dans d’autres configurations, ces portions d’extrémité 214 et 215 peuvent prendre une pluralité de positions dans lesquelles une partie de chaque portion d’extrémité 214 et 215 s’étend dans le prolongement des cloisons formées par les portions latérales 212 et 213, sensiblement parallèlement aux axes y et z, et une autre partie s’étend au-dessus de la portion centrale 211 de la nappe de cloisonnement 202, sensiblement parallèlement aux axes x et z.In other configurations, these end portions 214 and 215 can take a plurality of positions in which a part of each end portion 214 and 215 extends in the extension of the partitions formed by the side portions 212 and 213, substantially parallel to the y and z axes, and another part extends above the central portion 211 of the partitioning sheet 202, substantially parallel to the x and z axes.

Ainsi, la représente une configuration dans laquelle

  • une partie 2141 de la portion d’extrémité 214 s’étend dans le prolongement de la portion latérale 212,
  • une autre partie 2142 de la portion d’extrémité 214 s’étend au-dessus de la portion centrale 211,
  • une partie 2151 de la portion d’extrémité 215 s’étend dans le prolongement de la portion latérale 213,
  • une autre partie 2152 de la portion d’extrémité 215 s’étend au-dessus de la portion centrale 211.
Thus, the represents a configuration in which
  • a part 2141 of the end portion 214 extends in the extension of the side portion 212,
  • another part 2142 of the end portion 214 extends above the central portion 211,
  • a part 2151 of the end portion 215 extends in the extension of the side portion 213,
  • another part 2152 of the end portion 215 extends above the central portion 211.

Dans une telle configuration, la hauteur, dans la direction de l’axe y, de la poche définie par la nappe de cloisonnement 202 est augmentée, ce qui augmente le volume de cette poche. Il est à noter que, les portions d’extrémité 214 et 215 n’étant pas liées l’une à l’autre, elles ne ferment pas la poche, qui reste ouverte dans la direction de l’axe y. Cette ouverture est uniquement recouverte, partiellement ou totalement, par les portions d’extrémité 214 et 215.In such a configuration, the height, in the direction of the y axis, of the pocket defined by the partitioning layer 202 is increased, which increases the volume of this pocket. It should be noted that, the end portions 214 and 215 not being linked to each other, they do not close the pocket, which remains open in the direction of the y axis. This opening is only covered, partially or totally, by the end portions 214 and 215.

Dans la configuration représentée par la , les bandes d’extrémité 114 et 115 de la nappe d’enveloppement longitudinal 11 sont dans une position dite « de recouvrement », dans laquelle elles s’étendent intégralement au-dessus des nappes de cloisonnement.In the configuration represented by the , the end strips 114 and 115 of the longitudinal enveloping ply 11 are in a so-called “covering” position, in which they extend entirely above the partitioning ply.

Dans d’autres configurations, ces bandes d’extrémité 114 et 115 peuvent prendre une pluralité de positions dans lesquelles une partie de chaque bande d’extrémité s’étend dans le prolongement des bandes latérales 112 et 113, sensiblement parallèlement aux axes x et y, et une autre partie s’étend au-dessus des nappes de cloisonnement, sensiblement parallèlement aux axes x et z.In other configurations, these end strips 114 and 115 can take a plurality of positions in which a part of each end strip extends in the extension of the side strips 112 and 113, substantially parallel to the x and y axes. , and another part extends above the partition layers, substantially parallel to the x and z axes.

Ainsi, la représente une configuration dans laquelle

  • une partie 1141 de la bande d’extrémité 114 s’étend dans le prolongement de la bande latérale 112,
  • une autre partie 1142 de la bande d’extrémité 114 s’étend au-dessus de la bande centrale 111,
  • une partie 1151 de la bande d’extrémité 115 s’étend dans le prolongement de la bande latérale 113,
  • une autre partie 1152 de la bande d’extrémité 115 s’étend au-dessus de la bande centrale 111.
Thus, the represents a configuration in which
  • a part 1141 of the end band 114 extends in the extension of the side band 112,
  • another part 1142 of the end strip 114 extends above the central strip 111,
  • a part 1151 of the end band 115 extends in the extension of the side band 113,
  • another part 1152 of the end strip 115 extends above the central strip 111.

Dans une telle configuration, la hauteur, dans la direction de l’axe y, de l’élément de structure défini par la nappe d’enveloppement longitudinal 11 est augmentée, ce qui permet à cette structure de contenir des poches dont la hauteur est elle-même augmentée, comme la poche représentée par la . Il est à noter que, les bandes d’extrémité 114 et 115 n’étant pas liées l’une à l’autre, elles ne ferment pas les poches de l’élément d’armature 1, qui restent ouvertes dans la direction de l’axe y. Les nappes de cloisonnement 2, qui délimitent les poches, sont uniquement recouvertes, partiellement ou totalement, par les bandes d’extrémité 114 et 115 de la nappe d’enveloppement longitudinal 11.In such a configuration, the height, in the direction of the axis y, of the structural element defined by the longitudinal wrapping ply 11 is increased, which allows this structure to contain pockets whose height is itself - even augmented, like the pocket represented by the . It should be noted that, the end strips 114 and 115 not being linked to each other, they do not close the pockets of the reinforcement element 1, which remain open in the direction of the y-axis. The partitioning layers 2, which delimit the pockets, are only covered, partially or totally, by the end bands 114 and 115 of the longitudinal wrapping layer 11.

Il est à noter que l’élément d’armature 1 représenté par les figures ne constitue qu’un exemple d'assemblage de nappes de fibres pour former une pluralité de poches 21 à 26 juxtaposées les unes aux autres. L’homme du métier pourra sans difficulté imaginer des variantes d'un tel mode de réalisation.It should be noted that the reinforcing element 1 shown in the figures is only one example of assembling layers of fibers to form a plurality of pockets 21 to 26 juxtaposed to each other. A person skilled in the art will be able without difficulty to imagine variants of such an embodiment.

La montre, en vue de coupe schématique, un moule dans lequel est disposé un élément d’armature 1, semblable à celui représenté par la . Sur la , cet élément d’armature définit quatre poches successives, s’étendant selon la direction de l’axe x. Chacune de ces poches 21 à 24 contient une vessie, respectivement 31 à 34, qui est gonflable et apte à se dilater. De telles vessies 31 à 34 gonflables sont bien connues de l'homme du métier des composites et sont couramment utilisées pour ménager des espaces creux dans une pièce composite.There shows, in schematic cross-sectional view, a mold in which is arranged a reinforcement element 1, similar to that represented by the . On the , this reinforcement element defines four successive pockets, extending in the direction of the x axis. Each of these pockets 21 to 24 contains a bladder, respectively 31 to 34, which is inflatable and able to expand. Such inflatable bladders 31 to 34 are well known to those skilled in the composites art and are commonly used to provide hollow spaces in a composite part.

Les vessies 31 à 34 sont initialement dans une configuration dégonflée. Selon leur taux de remplissage, les vessies 31 à 34 grossissent et exercent une pression plus ou moins forte contre les parois des poches 21 à 24 dans lesquelles elles se situent. Ainsi, les formes des poches 21 à 24 se modifient et celles-ci s’étendent en hauteur, dans la direction de l’axe y et, de façon moindre, les poches s’étendent parallèlement à l’axe x.Bladders 31-34 are initially in a deflated configuration. Depending on their degree of filling, the bladders 31 to 34 grow and exert more or less strong pressure against the walls of the pockets 21 to 24 in which they are located. Thus, the shapes of the pockets 21 to 24 change and these extend in height, in the direction of the y axis and, to a lesser extent, the pockets extend parallel to the x axis.

Lorsque les vessies 31 à 34 grossissent, elles permettent de régler la hauteur de l’élément d’armature 1 formé par le repliement des nappes d’enveloppement longitudinal 11 et de cloisonnement 2, tel que représenté selon un mode de réalisation sur la .When the bladders 31 to 34 grow, they make it possible to adjust the height of the reinforcement element 1 formed by the folding of the longitudinal enveloping plies 11 and the partitioning 2, as shown according to one embodiment on the .

Dans le mode de réalisation représenté, qui constitue une solution préférentielle, les différentes vessies 31 à 34 gonflables sont des vessies fermées. Celles-ci ne sont pas connectées à l'extérieur de la pièce. Chacune de ces vessies 31 à 34 est gonflée, avant sa fermeture, par un volume d'air prédéterminé.In the embodiment shown, which constitutes a preferred solution, the various inflatable bladders 31 to 34 are closed bladders. These are not connected outside the room. Each of these bladders 31 to 34 is inflated, before it is closed, by a predetermined volume of air.

Ces vessies 31 à 34 fermées peuvent être gonflées en jouant sur différents paramètres. Notamment, ces vessies 31 à 34 peuvent être placées sous vide. En réponse à ce vide, ces vessies 31 à 34 se gonflent pour occuper l’espace dans lequel elles sont contenues. Durant ce gonflage, les vessies 31 à 34 poussent des nappes de fibres qui les entourent, jusqu’à les plaquer contre la surface interne d’un moule ou contre une autre vessie. Le gonflage des vessies 31 à 34 a alors pour effet d’étendre le volume des vessies, et des poches qui les contiennent, dans une direction sensiblement perpendiculaire à la direction d’alignement des alvéoles et parallèle aux axes y et z.These closed bladders 31 to 34 can be inflated by varying different parameters. In particular, these bladders 31 to 34 can be placed under vacuum. In response to this vacuum, these bladders 31 to 34 expand to fill the space in which they are contained. During this inflation, the bladders 31 to 34 push layers of fibers which surround them, until they are pressed against the internal surface of a mold or against another bladder. The inflation of the bladders 31 to 34 then has the effect of extending the volume of the bladders, and of the pockets which contain them, in a direction substantially perpendicular to the direction of alignment of the cells and parallel to the axes y and z.

Il est également possible, selon d'autres modes de réalisation, que ces différentes vessies 31 à 34 soient connectées, par des moyens de connexion adaptés, tels que des tuyaux, à un système de contrôle de pression situé à l'extérieur de l’élément d’armature 1. La pression que les vessies 31 à 34 exercent sur les nappes d’enveloppement longitudinal 11 et de cloisonnement 2 est contrôlée par le niveau de gonflage. Ainsi, l’utilisateur peut régler la hauteur de l’élément d’armature 1 formée par le repliement des nappes d’enveloppement longitudinal 11 et de cloisonnement 2 en augmentant ou en diminuant le gonflage.It is also possible, according to other embodiments, for these different bladders 31 to 34 to be connected, by suitable connection means, such as pipes, to a pressure control system located outside the reinforcing element 1. The pressure that the bladders 31 to 34 exert on the longitudinal enveloping 11 and partitioning 2 plies is controlled by the level of inflation. Thus, the user can adjust the height of the reinforcement element 1 formed by the folding of the longitudinal wrapping 11 and partitioning 2 layers by increasing or decreasing the inflation.

Il est également possible, selon des variantes, que les vessies 31 à 34 soient fermées et remplies par d'autres composants que l’air.It is also possible, according to variants, for the bladders 31 to 34 to be closed and filled with components other than air.

A titre d’exemple, ces vessies 31 à 34 peuvent être remplies par un autre gaz, ou par un matériau solide ou liquide susceptible de se vaporiser sous l'effet de la chaleur. La pression que les vessies 31 à 34 exercent sur les différentes nappes d’enveloppement est contrôlée par le niveau de gonflage, qui est lui-même contrôlé par la température et/ou par la pression de l’atmosphère entourant les vessies. Quand la vessie est remplie par un liquide, le chauffage de la structure à une température supérieure à la température d’ébullition du liquide permet de transformer ce liquide en gaz, et de gonfler les vessies 31 à 34.By way of example, these bladders 31 to 34 can be filled with another gas, or with a solid or liquid material capable of vaporizing under the effect of heat. The pressure that the bladders 31 to 34 exert on the various wrapping layers is controlled by the level of inflation, which is itself controlled by the temperature and/or by the pressure of the atmosphere surrounding the bladders. When the bladder is filled with a liquid, heating the structure to a temperature above the boiling point of the liquid transforms this liquid into gas, and inflates the bladders 31 to 34.

Selon un autre mode de réalisation possible, les vessies 31 à 34 peuvent contenir des capsules capables de libérer un gaz. Dans ce mode de réalisation, la libération de ce gaz permet l’expansion et le gonflement des vessies 31 à 34.According to another possible embodiment, the bladders 31 to 34 can contain capsules capable of releasing a gas. In this embodiment, the release of this gas allows the expansion and inflation of the bladders 31 to 34.

Pour former une structure en matériau composite multicouche, un élément d’armature 1 tel que décrit ci-dessus peut être placé dans un moule, entre d'autres couches de renfort. La structure en matériau composite peut également contenir plusieurs éléments d’armatures 1 juxtaposés qui peuvent, ensemble, constituer une couche d’une structure en matériau composite multicouche.To form a multilayer composite material structure, a reinforcement element 1 as described above can be placed in a mold, between other reinforcing layers. The composite material structure can also contain several juxtaposed reinforcement elements 1 which can, together, constitute a layer of a multilayer composite material structure.

La représente un moule formé de deux coques 402 et 403, au fond duquel est placée au minimum une nappe de fibres inférieure 302 destinée à former une paroi d'une pièce composite. Cette nappe de fibres inférieure 302 est recouverte par une pluralité d’éléments d’armatures 1 tels que décrits dans les figures 1 et 6. De tels éléments d’armatures 1 sont avantageusement juxtaposés les uns aux autres sur toute la surface de la nappe de fibres inférieure 302. Ainsi, dans le mode de réalisation représenté, quatre éléments d’armatures 1 sont placés les uns à côté des autres, par-dessus la nappe de fibres inférieure 302.There represents a mold formed of two shells 402 and 403, at the bottom of which is placed at least one lower layer of fibers 302 intended to form a wall of a composite part. This lower ply of fibers 302 is covered by a plurality of reinforcement elements 1 as described in FIGS. 1 and 6. Such reinforcement elements 1 are advantageously juxtaposed to each other over the entire surface of the ply of lower fibers 302. Thus, in the embodiment shown, four reinforcing elements 1 are placed next to each other, above the lower layer of fibers 302.

Ces éléments d’armatures 1 peuvent avoir des longueurs différentes et être raccourcis dans la direction d’alignement des alvéoles. L'ensemble de ces éléments d’armatures 1 est alors recouvert par une seconde nappe de fibres supérieure 303 destinée à former la paroi externe de la pièce en matériau composite.These reinforcement elements 1 can have different lengths and be shortened in the direction of alignment of the cells. All of these reinforcement elements 1 are then covered by a second layer of upper fibers 303 intended to form the outer wall of the part made of composite material.

Dans les modes de réalisation représentés ci-après par les figures 8 à 13, les différentes poches représentées sur chaque figure peuvent indifféremment appartenir à un même élément d’armature selon l’invention, comme par exemple celui représenté par la , ou à des éléments d’armature juxtaposés les uns aux autres.In the embodiments represented below by FIGS. 8 to 13, the various pockets represented in each figure may belong indiscriminately to the same reinforcement element according to the invention, such as for example that represented by the , or to reinforcement elements juxtaposed to each other.

Bien évidemment, l’homme du métier pourra sans difficulté imaginer d’autres modes de réalisation de moule et de couches de renfort englobant les éléments d’armature. A titre d’exemple, les couches de renfort peuvent être d’épaisseurs différentes. Ces épaisseurs pourront par exemple être choisies par l’homme du métier pour répondre à des besoins spécifiques de forme ou de résistance mécanique de la structure en matériau composite multicouche.Of course, those skilled in the art will be able without difficulty to imagine other embodiments of the mold and of the reinforcing layers encompassing the reinforcement elements. By way of example, the reinforcing layers can be of different thicknesses. These thicknesses could, for example, be chosen by those skilled in the art to meet specific needs in terms of shape or mechanical strength of the structure made of multilayer composite material.

Il est à noter qu’il est possible de placer dans un moule plusieurs couches superposées constituées chacune par des éléments d’armatures 1 juxtaposés les uns aux autres. Dans ce cas, avantageusement, les différentes couches d’éléments d’armature selon l’invention peuvent être séparées par une nappe de fibres intermédiaire. Il est ainsi possible d’utiliser les éléments d’armature selon l’invention pour constituer des pièces de matériau composite ayant une épaisseur importante.It should be noted that it is possible to place in a mold several superposed layers each consisting of reinforcement elements 1 juxtaposed to each other. In this case, advantageously, the different layers of reinforcement elements according to the invention can be separated by an intermediate layer of fibers. It is thus possible to use the reinforcement elements according to the invention to form parts of composite material having a significant thickness.

La coque supérieure 403 du moule présente une surface interne, non représentée sur la , qui peut être plane ou présenter des irrégularités telles que des cavités.The upper shell 403 of the mold has an internal surface, not shown on the , which may be flat or have irregularities such as cavities.

Selon un mode de réalisation préférentiel, la pièce en matériau composite peut être formée selon un procédé connu d'injection de résine sous vide. Selon ce procédé, un équipement d'aspiration peut réaliser le vide dans le moule, en aspirant l'air qui y est présent. Une fois ce vide réalisé, de la résine à l’état liquide peut être injectée. Cette résine peut être une résine thermodurcissable, qui est durcie par cuisson après son injection. Cette résine peut également être une résine thermoplastique injectée chaude, qui est ainsi rendue malléable à la chaleur, apte à épouser la forme d’un moule, et qui se refroidit et durcit ultérieurement. Une résine thermoplastique est considérée comme chaude si sa température lui permet d’être sous une forme totalement fluide et homogène. Le vide produit dans les renforts fibreux aide la résine à pénétrer dans tous les interstices situés entre ces renforts fibreux et de façon sensiblement homogène.According to a preferred embodiment, the part made of composite material can be formed according to a known vacuum resin injection process. According to this method, suction equipment can create a vacuum in the mold, by sucking the air present there. Once this vacuum has been created, liquid resin can be injected. This resin can be a thermosetting resin, which is hardened by baking after it is injected. This resin can also be a hot injected thermoplastic resin, which is thus made malleable by heat, able to take the shape of a mould, and which subsequently cools and hardens. A thermoplastic resin is considered hot if its temperature allows it to be in a completely fluid and homogeneous form. The vacuum produced in the fibrous reinforcements helps the resin to penetrate into all the interstices located between these fibrous reinforcements and in a substantially homogeneous manner.

Quand le vide est effectué dans le moule contenant l’élément d’armature 1 selon l'invention, les vessies 31 à 34 qui sont partiellement gonflées à température et à pression ambiante, gonflent pour occuper tout l'espace disponible dans le moule. Ce gonflage n'entraîne pas de déplacement sensible des cloisons formées par les portions latérales 212 et 213 séparant deux poches 21 à 24 juxtaposées. En effet, les vessies situées dans deux poches voisines gonflent de manière identique, en se plaquant contre ces cloisons formées par les portions latérales 212 et 213. Les vessies 31 à 34 se gonflant tendent à repousser les bandes d’extrémité 114 et 115 de la nappe d’enveloppement longitudinal 11 ainsi que les portions d'extrémité 214 et 215 des nappes de cloisonnement 2 constituant la paroi supérieure sous forme repliée.When the vacuum is created in the mold containing the reinforcement element 1 according to the invention, the bladders 31 to 34 which are partially inflated at temperature and at ambient pressure, inflate to occupy all the space available in the mold. This inflation does not cause any significant displacement of the partitions formed by the side portions 212 and 213 separating two juxtaposed pockets 21 to 24. In fact, the bladders located in two neighboring pockets inflate in the same way, pressing against these partitions formed by the side portions 212 and 213. The inflating bladders 31 to 34 tend to push the end bands 114 and 115 of the longitudinal enveloping sheet 11 as well as the end portions 214 and 215 of the partitioning sheets 2 constituting the upper wall in folded form.

Ces nappes d’enveloppement longitudinal 11 et de cloisonnement 2 peuvent être maintenues par des rubans adhésifs présentant une faible résistance, qui se décrochent pour permettre aux nappes de s’étendre avec facilité lorsque les vessies 31 à 34 se gonflent. Les bandes d’extrémité 114 et 115 de la nappe d’enveloppement longitudinal et les portions d'extrémité 214 et 215 des nappes de cloisonnement 2 sont alors poussées jusqu'à venir en contact avec la nappe de fibres supérieure 303 qui est elle-même en contact avec la coque supérieure 403.These longitudinal enveloping 11 and partitioning 2 layers can be held together by adhesive tapes having low resistance, which unhook to allow the layers to extend with ease when the bladders 31 to 34 inflate. The end strips 114 and 115 of the longitudinal wrapping ply and the end portions 214 and 215 of the partitioning ply 2 are then pushed until they come into contact with the upper fiber ply 303 which is itself in contact with the upper shell 403.

Chacune des vessies 31 à 34, en occupant toute la place qui est disponible tend à déformer l'alvéole dans une direction unique, parallèlement à l’axe y, la conduisant à occuper toute la hauteur disponible. Ce gonflage permet de remplir le vide entre la nappe de fibres supérieure 303 et la coque 403 du moule, quelle que soit la forme de la surface interne de la coque 403 et les irrégularités présentes sur cette surface interne.Each of the bladders 31 to 34, by occupying all the space that is available, tends to deform the cell in a single direction, parallel to the y axis, causing it to occupy all the available height. This inflation makes it possible to fill the void between the upper layer of fibers 303 and the shell 403 of the mould, whatever the shape of the internal surface of the shell 403 and the irregularities present on this internal surface.

Selon un mode de réalisation représenté sur les figures 8 et 9, la surface interne de la coque 403 a une surface relativement plane. La montre l’état initial dans lequel les vessies 31 à 34 sont partiellement gonflées et les poches 21 à 24 ont, de préférence, une forme rectangulaire similaire entre elles.According to an embodiment shown in Figures 8 and 9, the inner surface of the shell 403 has a relatively flat surface. There shows the initial state in which the bladders 31 to 34 are partially inflated and the pockets 21 to 24 preferably have a similar rectangular shape between them.

Dans ce mode de réalisation, lors du gonflage, les vessies 31 à 34 se gonflent d’une façon équivalente. Ce gonflage provoque l’extension de chaque poche 21 à 24 selon une direction sensiblement perpendiculaire à la direction d’alignement des alvéoles, parallèlement à l’axe y. Néanmoins, la juxtaposition des poches 21 à 24, contenues dans les nappes de cloisonnement 2, ne permet pas l’extension de ces poches 21 à 24 dans une direction parallèle à la direction d’alignement des alvéoles.In this embodiment, during inflation, the bladders 31 to 34 inflate in an equivalent manner. This inflation causes the extension of each pocket 21 to 24 in a direction substantially perpendicular to the direction of alignment of the cells, parallel to the y axis. Nevertheless, the juxtaposition of the pockets 21 to 24, contained in the partition layers 2, does not allow the extension of these pockets 21 to 24 in a direction parallel to the direction of alignment of the cells.

Ainsi, quand les vessies 31 à 34 sont gonflées comme le montre la , les poches 21 à 24 sont plaquées contre la nappe de fibres supérieure 303 tout en conservant des formes rectangulaires similaires entre elles. De cette façon, la nappe de fibres supérieure 303 épouse l’entièreté de la coque 403, et l’espace vide 501 entre la coque 403 et la nappe de fibre supérieure 303 est comblé.Thus, when the bladders 31 to 34 are inflated as shown in the , the pockets 21 to 24 are pressed against the upper layer of fibers 303 while maintaining similar rectangular shapes between them. In this way, the upper layer of fibers 303 matches the entire shell 403, and the empty space 501 between the shell 403 and the upper layer of fibers 303 is filled.

La montre qu’après gonflement, les cloisons intermédiaires entre les couples d’alvéoles conservent une hauteur similaire et restent orientées selon des directions sensiblement perpendiculaires au plan d’alignement des alvéoles et parallèles avec les axes y et z.There shows that after inflation, the intermediate partitions between the pairs of cells retain a similar height and remain oriented in directions substantially perpendicular to the plane of alignment of the cells and parallel with the axes y and z.

Selon un autre mode de réalisation représenté sur les figures 10 et 11, la coque 403 peut présenter une surface non plane. La montre l’état initial dans lequel les vessies 31 à 34 sont partiellement gonflées et les poches 21 à 24 présentent des formes rectangulaires similaires entre elles.According to another embodiment shown in Figures 10 and 11, the shell 403 may have a non-planar surface. There shows the initial state in which the bladders 31 to 34 are partially inflated and the pockets 21 to 24 have rectangular shapes similar to each other.

Dans ce mode de réalisation, le gonflage des vessies 31 à 34 permet aux poches 21 à 24 de combler l’espace vide 501 entre la coque 403 et la nappe de fibres supérieure 303. La montre l’état des alvéoles après ce gonflage.In this embodiment, the inflation of the bladders 31 to 34 allows the pockets 21 to 24 to fill the empty space 501 between the shell 403 and the upper layer of fibers 303. The shows the state of the cells after this inflation.

Ce gonflage provoque l’extension de chaque poche 21 à 24 selon une seule direction parallèle à l’axe y, perpendiculaire à la direction d’alignement des alvéoles x. Après gonflage, les poches 21 à 24 présentent une forme plus ou moins allongée, en fonction de la hauteur disponible entre les coques 402 et 403 du moule.This inflation causes the extension of each pocket 21 to 24 in a single direction parallel to the axis y, perpendicular to the direction of alignment of the cells x. After inflation, the pockets 21 to 24 have a more or less elongated shape, depending on the height available between the shells 402 and 403 of the mould.

Le haut des poches 21 à 24 épouse ainsi la surface de la coque 403, ce qui permet à la nappe de fibres supérieure 303 de s’accoler à cette coque 403 malgré sa forme non plane. Ainsi, cette nappe de fibres supérieure 303 est accolée à la coque 403 quelle que soit la forme de la coque 403 du moule et l’espace vide 501 entre la coque 403 et la nappe de fibres 303 est comblé.The top of the pockets 21 to 24 thus hugs the surface of the shell 403, which allows the upper layer of fibers 303 to stick to this shell 403 despite its non-planar shape. Thus, this upper layer of fibers 303 is attached to the shell 403 regardless of the shape of the shell 403 of the mold and the empty space 501 between the shell 403 and the layer of fibers 303 is filled.

La montre qu’après gonflement les cloisons intermédiaires entre les couples d’alvéoles juxtaposées restent orientées selon des directions perpendiculaires à la direction d’alignement des alvéoles, parallèlement aux axes y et z. En revanche, l’ensemble de ces cloisons possède des hauteurs différentes. La montre qu’après gonflement la cloison intermédiaire entre les poches 22 et 23 possède une plus grande hauteur, suivant l’axe y, que les cloisons séparant les autres poches voisines. Cette plus grande déformation des poches 22 et 23 permet de plaquer la nappe de fibres supérieure 303 contre la coque 403 malgré la présence d’une cavité plus importante sur la surface interne de cette coque.There shows that after swelling the intermediate partitions between the pairs of juxtaposed cells remain oriented in directions perpendicular to the direction of alignment of the cells, parallel to the y and z axes. On the other hand, all of these partitions have different heights. There shows that after swelling the intermediate partition between the pockets 22 and 23 has a greater height, along the y axis, than the partitions separating the other neighboring pockets. This greater deformation of the pockets 22 and 23 makes it possible to press the upper sheet of fibers 303 against the shell 403 despite the presence of a larger cavity on the internal surface of this shell.

Les figures 12 et 13, montrent une variante du mode de réalisation représenté par les figures 10 et 11, dans laquelle les coques 402 et 403 se rapprochent l’une de l’autre, près de l’une de leurs extrémités, pour former une portion fine de la structure composite, sans espace vide. Au niveau de la zone de transition entre la portion épaisse de la structure composite et sa portion fine de trouve une poche 25, présentant une forme triangulaire et un volume plus faible que les poches 21 à 24. Cette poche 25 peut appartenir à un élément d’armature selon l’invention, adapté pour présenter cette forme particulière, et contient une vessie 35, qui présente avantageusement un volume initial inférieur à celui des vessies 31 à 34.Figures 12 and 13 show a variant of the embodiment represented by Figures 10 and 11, in which the shells 402 and 403 approach each other, near one of their ends, to form a fine portion of the composite structure, without empty space. At the level of the transition zone between the thick portion of the composite structure and its thin portion there is a pocket 25, having a triangular shape and a smaller volume than the pockets 21 to 24. This pocket 25 can belong to an element of armature according to the invention, adapted to have this particular shape, and contains a bladder 35, which advantageously has an initial volume smaller than that of the bladders 31 to 34.

La forme et la disposition de cette poche 25 lui permet avantageusement de combler parfaitement l’espace de transition entre la portion épaisse et la portion fine de la structure composite, quand les vessies 31 à 35 sont gonflées.The shape and arrangement of this pocket 25 advantageously allows it to perfectly fill the transition space between the thick portion and the thin portion of the composite structure, when the bladders 31 to 35 are inflated.

Quand les vessies 31 à 35 sont gonflées, de la résine est injectée dans les armatures représentées par les figures 9, 11 ou 13. Si cette résine est thermoplastique, elle est injectée à une température à laquelle elle est liquide. Son refroidissement ultérieur conduit à son durcissement. Si cette résine est thermodurcissable, l’ensemble du moule contenant la résine peut être ultérieurement soumis à la chaleur permettant le durcissement de la résine. Le durcissement de cette résine permet de former la pièce composite rigide, dans laquelle les poches de l’armature forment des alvéoles.When the bladders 31 to 35 are inflated, resin is injected into the reinforcements represented by FIGS. 9, 11 or 13. If this resin is thermoplastic, it is injected at a temperature at which it is liquid. Its subsequent cooling leads to its hardening. If this resin is thermosetting, the entire mold containing the resin can subsequently be subjected to heat allowing the resin to harden. The hardening of this resin makes it possible to form the rigid composite part, in which the pockets of the reinforcement form cells.

Plus précisément, ce durcissement de résine permet d’obtenir des cloisons intermédiaires formées de couches de fibres solidifiées dont la hauteur dépend de la hauteur du moule. Ainsi, ces couches de fibres solidifiées après le gonflage des vessies 31 à 34 permettent aux poches 21 à 24 de former des alvéoles vides.More specifically, this resin hardening makes it possible to obtain intermediate partitions formed of layers of solidified fibers whose height depends on the height of the mould. Thus, these layers of fibers solidified after the inflation of the bladders 31 to 34 allow the pockets 21 to 24 to form empty cells.

Dans le mode de réalisation préférentiel, le moule est placé sous vide avant l’injection de la résine, et ce vide entraine le gonflement des vessies 31 à 34.In the preferred embodiment, the mold is placed under vacuum before injecting the resin, and this vacuum causes the bladders 31 to 34 to swell.

Selon un autre mode de réalisation, le gonflage de ces vessies 31 à 34 peut être déclenché par leur chauffage. Cette régulation du niveau de gonflage est par exemple possible en remplissant les vessies d’un matériau non gazeux, qui se vaporise sous l’effet de la chaleur.According to another embodiment, the inflation of these bladders 31 to 34 can be triggered by heating them. This regulation of the level of inflation is possible, for example, by filling the bladders with a non-gaseous material, which vaporizes under the effect of heat.

Selon un autre mode de réalisation, les vessies 31 à 34 peuvent être connectées à des moyens de gonflage extérieurs au moule, ce qui permet de contrôler le gonflage des vessies 31 à 34 après leur mise en place dans les poches 21 à 24 de l’élément d’armature 1. A titre d’exemple, les vessies 31 à 34 peuvent être équipées de tuyaux permettant d’apporter un fluide extérieur à l’élément d’armature 1.According to another embodiment, the bladders 31 to 34 can be connected to inflation means outside the mould, which makes it possible to control the inflation of the bladders 31 to 34 after they have been placed in the pockets 21 to 24 of the reinforcement element 1. By way of example, the bladders 31 to 34 can be equipped with pipes making it possible to bring an external fluid to the reinforcement element 1.

Selon un autre mode de réalisation de l’invention, les poches formées dans l’élément d’armature 1 sont ouvertes à leurs deux extrémités, dans une même direction sensiblement perpendiculaire au plan ou à la direction d’alignement des poches. Chacune des ouvertures peut, dans ce cas, être au moins partiellement recouverte par des portions d’extrémité des portions latérales de nappes de fibres entourant les poches.According to another embodiment of the invention, the pockets formed in the reinforcement element 1 are open at their two ends, in the same direction substantially perpendicular to the plane or to the direction of alignment of the pockets. Each of the openings can, in this case, be at least partially covered by end portions of the side portions of sheets of fibers surrounding the pockets.

Ainsi, quand les vessies gonflables contenues dans les poches sont gonflées, chaque poche peut s’étendre dans deux sens opposés, afin d’augmenter sa longueur dans une direction sensiblement perpendiculaire au plan ou à la direction d’alignement des poches.Thus, when the inflatable bladders contained in the pockets are inflated, each pocket can extend in two opposite directions, in order to increase its length in a direction substantially perpendicular to the plane or to the direction of alignment of the pockets.

Dans le mode de réalisation représenté par la , l’élément d’armature 1 forme des poches qui sont alignées les unes aux autres selon une unique direction d’alignement. Il est cependant possible, selon une variante de l’invention, qu’un élément d’armature forme des poches alignées les unes à côté des autres dans deux directions, pour former une plaque. Le plan formé par une telle plaque, quand celle-ci est disposée à plat, est alors le plan d’alignement des poches de l’élément d’armature.In the embodiment represented by the , the reinforcement element 1 forms pockets which are aligned with each other in a single alignment direction. It is however possible, according to a variant of the invention, for a reinforcement element to form pockets aligned one beside the other in two directions, to form a plate. The plane formed by such a plate, when the latter is placed flat, is then the plane of alignment of the pockets of the reinforcement element.

Claims (11)

Elément d’armature (1) pour structure en matériau composite,
ladite armature comprenant des nappes de fibres (11, 2) formant une pluralité de poches (21, 22, 23, 24)
  • juxtaposées les unes aux autres dans un plan d’alignement, et
  • séparées les unes des autres par des portions latérales (212, 213) desdites nappes de fibres (11, 2), qui entourent lesdites poches (21, 22, 23, 24),
chacune desdites poches (21, 22, 23, 24) comprenant au moins une vessie gonflable (31, 32, 33, 34), et étant ouverte dans une direction sensiblement perpendiculaire audit plan d’alignement,
caractérisée en ce que
au moins une des portions latérales (212, 213) entourant ladite poche (21, 22, 23, 24) se prolongeant par au moins une portion d’extrémité (214, 215) desdites nappes de fibre (11, 2),
chacune desdites portions d’extrémité (214, 215) étant mobile entre :
  • une position de recouvrement dans laquelle cette portion d’extrémité (214, 215) recouvre au moins partiellement l’ouverture de ladite poche (21, 22, 23, 24), et
  • une pluralité de positions dans lesquelles une partie de ladite portion d’extrémité (214, 215) recouvre au moins partiellement l’ouverture de ladite poche (21, 22, 23, 24), et une autre partie de ladite portion d’extrémité (214, 215) s’étend dans le prolongement de ladite portion latérale (212, 213) et contribue à séparer ladite poche (21, 22, 23, 24) d’une poche voisine.
Reinforcement element (1) for composite material structure,
said reinforcement comprising sheets of fibers (11, 2) forming a plurality of pockets (21, 22, 23, 24)
  • juxtaposed to each other in an alignment plane, and
  • separated from each other by lateral portions (212, 213) of said layers of fibers (11, 2), which surround said pockets (21, 22, 23, 24),
each of said pockets (21, 22, 23, 24) comprising at least one inflatable bladder (31, 32, 33, 34), and being open in a direction substantially perpendicular to said plane of alignment,
characterized in that
at least one of the side portions (212, 213) surrounding said pocket (21, 22, 23, 24) extending by at least one end portion (214, 215) of said fiber layers (11, 2),
each of said end portions (214, 215) being movable between:
  • a covering position in which this end portion (214, 215) at least partially covers the opening of said pocket (21, 22, 23, 24), and
  • a plurality of positions in which a part of said end portion (214, 215) at least partially covers the opening of said pocket (21, 22, 23, 24), and another part of said end portion ( 214, 215) extends in the extension of said lateral portion (212, 213) and contributes to separating said pocket (21, 22, 23, 24) from an adjacent pocket.
Elément d’armature (1) pour structure en matériau composite selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’une desdites nappes de fibres (11, 2) est une nappe d’enveloppement longitudinal (11) qui enveloppe au moins une nappe de cloisonnement (2).Reinforcing element (1) for a composite material structure according to Claim 1, characterized in that one of the said layers of fibers (11, 2) is a longitudinal wrapping layer (11) which wraps at least one partitioning layer (2). Elément d’armature (1) pour structure en matériau composite selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite nappe de cloisonnement (2) est reliée à ladite nappe d’enveloppement longitudinal (11) par des coutures (222, 223).Reinforcing element (1) for a composite material structure according to the preceding claim, characterized in that said partitioning ply (2) is connected to said longitudinal enveloping ply (11) by seams (222, 223). Elément d’armature (1) pour structure en matériau composite selon la revendication 1, caractérisé en ce que les portions latérales (212, 213) desdites poches (21, 22, 23, 24) juxtaposées sont reliées entre elles par des coutures (220, 221).Reinforcing element (1) for a composite material structure according to claim 1, characterized in that the lateral portions (212, 213) of the said juxtaposed pockets (21, 22, 23, 24) are interconnected by seams (220 , 221). Elément d’armature (1) pour structure en matériau composite selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites poches (21, 22, 23, 24) sont alignées selon une seule direction.Reinforcing element (1) for a composite material structure according to any one of the preceding claims, characterized in that the said pockets (21, 22, 23, 24) are aligned in a single direction. Elément d’armature (1) pour structure en matériau composite selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites vessies (31, 32, 33, 34) sont fermées et contiennent un matériau solide ou liquide apte à se vaporiser à la température de cuisson d’une matrice organique thermodurcissable.Reinforcing element (1) for a structure made of composite material according to any one of the preceding claims, characterized in that the said bladders (31, 32, 33, 34) are closed and contain a solid or liquid material capable of vaporizing at the curing temperature of a thermosetting organic matrix. Elément d’armature (1) pour structure en matériau composite selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdites vessies (31, 32, 33, 34) sont connectées avec l’extérieur de ladite armature par des moyens de remplissage.Reinforcing element (1) for a composite material structure according to any one of Claims 1 to 5, characterized in that the said bladders (31, 32, 33, 34) are connected with the exterior of the said reinforcement by means filling. Structure en matériau composite constituée d’une pluralité de couches de fibres solidifiées par une matrice, au moins l’une desdites couches de fibres comprenant un élément d’armature (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, solidifié de façon à ce que chacune desdites poches (21, 22, 23, 24) forme une alvéole vide.A composite material structure consisting of a plurality of layers of fibers solidified by a matrix, at least one of the said layers of fibers comprising a reinforcement element (1) according to any one of the preceding claims, solidified so as to that each of said pockets (21, 22, 23, 24) forms an empty cell. Procédé d’obtention d’une structure en matériau composite selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes :
  • placement de l’élément d’armature (1) dans un moule,
  • gonflement desdites vessies (31, 32, 33, 34),
  • solidification de la structure par durcissement de la matrice entourant ladite structure.
Process for obtaining a composite material structure according to the preceding claim, characterized in that it comprises the following steps:
  • placement of the reinforcement element (1) in a mould,
  • swelling of said bladders (31, 32, 33, 34),
  • solidification of the structure by hardening of the matrix surrounding said structure.
Procédé d’obtention d’une structure en matériau composite selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite étape de gonflement consiste à créer le vide dans le moule pour gonfler les vessies (31, 32, 33, 34).Process for obtaining a composite material structure according to the preceding claim, characterized in that the said inflation step consists in creating a vacuum in the mold to inflate the bladders (31, 32, 33, 34). Procédé d’obtention d’une structure en matériau composite selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite étape de gonflement est suivie d’une injection sous vide d’une matrice à l’état liquide.Process for obtaining a composite material structure according to the preceding claim, characterized in that the said swelling step is followed by vacuum injection of a matrix in the liquid state.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1303210A (en) * 1961-05-03 1962-09-07 Haldemann S A Process for manufacturing a hollow honeycomb object and object such as a ski obtained by this process
CH603332A5 (en) * 1975-04-29 1978-08-15 Jean Leclerc Sleeve for locating stiffening tubes within foamed structures
EP0572248A1 (en) * 1992-05-28 1993-12-01 British Aerospace Public Limited Company Manufacture of articles from composite material
EP1070661A2 (en) * 1999-07-19 2001-01-24 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Wing of composite material and method of fabricating the same
EP1459873A2 (en) * 2003-03-20 2004-09-22 The Boeing Company Molding process and apparatus for producing unified composite structures
GB2583941A (en) * 2019-05-14 2020-11-18 Airbus Operations Ltd Stiffened panel assembly

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10843416B2 (en) * 2015-05-11 2020-11-24 Gulfstream Aerospace Corporation Composite reinforcement structures and aircraft assemblies comprising composite reinforcement structures

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1303210A (en) * 1961-05-03 1962-09-07 Haldemann S A Process for manufacturing a hollow honeycomb object and object such as a ski obtained by this process
CH603332A5 (en) * 1975-04-29 1978-08-15 Jean Leclerc Sleeve for locating stiffening tubes within foamed structures
EP0572248A1 (en) * 1992-05-28 1993-12-01 British Aerospace Public Limited Company Manufacture of articles from composite material
EP1070661A2 (en) * 1999-07-19 2001-01-24 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Wing of composite material and method of fabricating the same
EP1459873A2 (en) * 2003-03-20 2004-09-22 The Boeing Company Molding process and apparatus for producing unified composite structures
GB2583941A (en) * 2019-05-14 2020-11-18 Airbus Operations Ltd Stiffened panel assembly

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