Brevet FR2379376A1 — publié le 19780901

La présente invention concerne un nouveau matériau, a base de matière textile, pour le renforcement d'articles stratifiés. Les matériaux stratifi815 sont des articles bien connus. schématiquement, ces matériaux sont constitués par une pluralité de couches superposées de nappes textiles de renforcement, lesdites nappes étant imprégnées à l'aide d'une résine appropriée qui après traitement, notamment de polymérisation, permet de lier les différentes couches entre elles et d'obtenir un ensemble rigide et résistant. De tels articles stratifiés ont trouvé de nombreuses applications notamment sous la forme de plaques ou panneaux, ainsi que pour la réalisation d'articles en forme tels que bateaux de plaisance, carrosserie, articles divers. Par ailleurs, il a également été proposé d'utiliser des mate- riaux stratifiés pour réaliser des profilés, tubes, tuyaux, conduites, citernes ou réservoirs. Cependant, pour ces dernières applications, et notamment dans le cas de citernes ou réservoirs enterrés, un problème très difficile résoudre se pose, problème qui à ce jour n'a pas encore été résolu avec satisfaction et qui est celui de la résistance de I'élément,tant l'éclatement qui est la conséquence des forces qui s'exercent depuis 1 'intérieur de l'élément lorsque celui-ci est plein, qu'à la compression sous l'action des forces externes qui s'exercent, notamment, lorsque l'élément est vide ou en dépression. Par ailleurs, dans le cas de stratifiés de grande longueur, tels que tubes, citernes, profilés, il est nécessaire d'avoir une tres bonne resistance la torsion. La solution la plus simple pour résoudre ce problème consiste réaliser des stratifiés comportant un nombre important de couches superposées, les différentes couches étant croisées les une par rapport aux autres, de manière avoir une bonne résis- tance dans toutes les directions. Si une telles solution donne techniquement satisfaction, elle présente cependant l'inconvE- nient d'être coûteuse et elle conduit des articles dont le poids est relativement élevé et qui sont donc difficiles à transporter et à manipuler. Pour diminuer les coûts de production et le poids de 1 'arti- cle, il est avantageux de réaliser des structures dont l'épais- seur est la plus faible possible, mais alors il est nécessaire de prévoir des éléments de renforcement localement sur la structure. Par exemple, dans le cas de structures creuses, telles que tubes ou réservoirs, on peut prévoir des éléments de renforcement qui forment un cerclage comparable au cerclage réalisé sur les tonneaux en bois. Dans le cas de coque de bateaux, on réalise des éléments de renfort dénommés courai#r.ent omégas, éléments qui sont soitprêfabri- qués, soit formés autour d'une âme qui est à base d'une mousse plastique, de bois, d'un tuyau de plastique... Dans le cas de structures profilées de grande longueur, on crée un caisson poutre interne au moyen d'éléments creux ou d'éléments stratifiés réalisés autour d'une Sme en bois ou en mousse plastique. Or, on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention un nouveau matériau-pour le renforcement dtarticles stratifiés, notamment d'articles stratifiés tels que tuyaux, réservoirs, citernes, coques de bateaux, ou carrosseries de voitures, d'avions, profilés résistants de grande longueur, qui surmonte ces inconvénients-. Le nouveau matériau de renforcement conforme à l'invention comporte - une gaine tubulaire textile, formée par deux séries de fils entrecroisés; disposés en biais par rapport à la génératrice de la gaine et d'une série de fils disposés parallèlement à la génératrice de la gaine, série maintenue par les fils disposés en biais, - ladite gaine tubulaire textile recouvrant un élément interne continu, dont la section transversale a une surface qui correspond sensiblement à la surface de la partie interne de la gaine tubulaire, et dont la forme définie la forme externe du matériau de renforcment, cet élément interne étant souple et à base d'une matière compatible avec les résines normalement utilisées pour la fabrication d'articles stratifiés. Par "matière compatible avec les résines", on désigne une ma tière qui, une part,ne nuit pas à la polymérisation de la résine et, d'autre part, n'est pas détruite par la résine, cette matière pouvant être ou non imprégnée par la résine tout en conservant sa forme. Avantageusement, dans un mode de rEalisation préférentiel, la gaine tubulaire textile est constituée par une gaine tressée, comportant d'une part deux séries de fils entrecroisés disposés en biais et, d'autre part, des fils longitudinaux maintenus par les fils disposés en biais. Comme matière permettant de réaliser la tresse, on utilisera toute matière textile convenant à la réalisation d'articles stratifiés, mais avantageusement on utilisera des fils-de verre, de carbone, de silice, de polyamide aromatique. Par ailleurs, l'inclinaison des fils disposés en biais est avantageusement voisine de quarante cinq (450) degrés. Bien entendu, ceci n'est pas limitatifçet le nombre, l'inclinaison des fils peut varier dans de grande proportion suivant le degré des efforts auquel#il faut résister et les directions selon lesquelles s' exer- cent ces efforts. L'élément continu souple, disposé à l'intérieur de la# gaine textile est de préférence un élément non-tissé, par exemple un non-tissé comportant inclus des microbilles synthétiques tel que celui fabriqué par la société FIRET sous la dénomination de "feutre expansé. D'autres types de matériau peuvent également convenir comme élément interne, le point important étant que ce matériau présente une section transversale de forme stable de manière à définir la forme externe du matériau de renforcement, et qu'il soit compatible avec la résine utilisée pour former le stratifié. Ainsi, on pourrait utiliser comme élément interne des matériaux à base de mousse synthétique expansée, par exemple à base de polyuréthane. Bien entendu, au lieu d'avoir comme gaine tubulaire textile une tresse, on peut éventuellement utiliser tous autrestypesde matériaux équivalents. L'invention sera cependant mieux comprise grace à l'exemple de réalisation donné ci-après et illustre par les schémas annexés dans lesquels - le figure 1 montre en perspective, de manière ~schématique, un élément de renforcement conforme à l'invention, une partie seulement des fils constituant la gaine textile extérieure étant représentée par mesure de clarté, - la figure 2 et la figure 3 illustrent respectivement en vue de dessus et en coupe transversale un élément de renforcement conforme à l'invention, - les figures 4 et 5 montrent schématiquement en coupe transversale d'autres formes de réalisation d'éléments de renforcement conforme à l'invention. Ainsi qu'on peut le voir sur les figures 1, 2 et 3, le matériau selon l'invention pour le renforcement d'un article stratifié se compose - d'une gaine textile tubulaire, constituée par au moins deux séries de fils 1, 2, entrecroisés disposés en biais par rapport à la génératrice de la gaine et par une série de fils longitudinaux 3 maintenus par l'entrecroisement des fils 1 et 2 disposés en biais. Par ailleurs, conformément à l'invention, cette gaine tubulaire textile entoure un élément continu souple 4 qui dans le cas présent, présente une section transversale sensiblement rectangulaire. Cet élément 4 a une section transversale dont la surface correspond sensiblement à la surface de la section interne de la bande tubulaire textile. Les figures 4 et 5 illustrent schématiquement en coupe transversale, d'autres formes de matériau de renforcement conformes à l'invention. Dans le mode de réalisation illustré par la figure 4, l'élé- ment continu souple interne a une section transversale sensiblement rectangulaire et est constitué par deux couches 5-6 superposées à Hase d'une matie#re souple compatible avec les résines utilisées pour la fabrication de l'article stratifié. La figure 5 illustre un autre mode de réalisation selon lequel l'élément interne est constitué également de eux couches superposées 7-8 permettant d'obtenir un élément de renforcement dont les côtés sont arrondis. Le matériau de renforcement conforme à l'invention peut être réalisé de manière simple en utilisant une tresseuse classique par exemple. une tresseuse du type HERZOG > dans laquelle on alimente la bande continue-interne sensiblement selon l'axe de tressage. Le matériau conforme à l'invention permet de renforcer de manière efficace touS types d'articles stratifiés. En général, lors de la fabrication de l'article stratifié, le matériau de renforcement conforme à l'invention est disposé à la surface de l'article à réaliser, sus la forme de bandes qui peuvent être soit espacees les une des autres, soit éventuellement être jointives. On a constaté, qu'un tel matériau permettait d'améliorer de manière considérable la résistance tant à l'écrasement qu'à I'écla- tement d'un matériau stratifié. Par ailleurs, la résistance aux efforts de torsion est également fortement améliorée. L'exemple suivant donné à titre indicatif mais non limitatif illustre un matériau de renforcement conforme à l'invention. EXEMPLE Sur une tresseuse classique, du type HERZOG comportant quarante huit (48) fuseaux, on > realise un article conforme à l'invention. La matière utilisée pour réaliser la tresse est constituée par des fils de verre, comportant un ensimage plastique, compatible avec la résine d'imprégnation, de mille trois cent soixante (1 360) décitex. La tresse comporte vingt quatre (24) fils disposés en biais dans les deux sens~ et constitués chacun de trois bouts de mille trois cent-soixante (1360) décitex. Par ailleurs, vingt quatre (24) fils longitudinaux constitués chacun par l'assemblage de sept bouts de fils de mille trois cent soixante (1360) décitex sont emprisonnés entre les fils disposés en biais. La matière de remplissage est constituée par un feutre non-tisse de trois (3) millimètres d'épaisseur et de trente cinq (35) millimètres de largeurtel que celui fabriqué par la société FIRET sous la dénomination "feutre expansé. t'article fini pèse environ cinquante (50) grammes au mètre linéaire et comporte environ quarante six (46) grammes de fils de verre et quatre (4) grammes de matière non-tissée. Un tel matériau peut être utilisé pour renforcer tous types d'articles stratifiés et permet d'améliorer de manière considérable la résistance à l'éclatement, à l'écrasement, et à la torsion du matériau stratifié. Il est évident, que l'invention ne couvre pas seulement les articles dans lesquels les fils de la gaine tubulaire textile sont des fils de verre. -En effet, suivant les résultats recherchés, les fils disposés en biais et les fils longitudinaux peuvent être soit de même nature, soit de natures différentes. Ainsi, par exemple, les fils disposés longitudinalement pourraient être à base de fils de verre et les fils en biais à base de fils de carbone et/ou de matières synthétiques div#erses comme par exemple ceux commercialisés sous Ira marque Kevlar ou similaires REVENDICATIONS 1/ Matériau pour le renforcement d'articles stratifiés, cons titué au moins partiellement de matière textile, caractérisé par le fait qu'il comporte une gaine tubulaire textile, formée par deux séries de fils entrecroisés disposés en biais par rapport à la génératrice de la gaine et une série de fils disposés parallèlement à la génératrice de la gaine maintenue par les fils disposes en biais, ladite gaine tubulaire textile recouvrant un élé- ment interne continu, dont 1a section transversale à une surface qui correspond sensiblement à-a surface de la partie interne de la gaine tubulaire, et dont la forme définie la forme interne du matériau, ltélément interne étant souple et à base d'une matière compatible avec les résines normalement utilisées pour la fabrication d'articles stratifiés. 2/ Matériau selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément tubulaire textile est constitué par une tresse comportant d'une part deux séries de fils entrecroisés disposés en biais et d'autre part, une série de fils longitudinaux maintenus par les fils disposés en biais. 3/ Matériau selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la matière textile est formée de fils de verre. 4/ Matériau selon l'une. des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'inclinaison des fils disposés en biais est voisine de quarante cinq (45 ) degrés. 5/ Matériau selon l'une des revendications I à 4, caractérisé par le fait que l'élément continu souple disposé à l'intérieur de la gaine -textile est de préférence un élément non tissé. 6/ Matériau selon l'une des revendications 1 à 5, caractérise par le fait que les fils constituant la gaine textile sont des fils de verre. 7/ Matériau selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les fils constituant la gaine tubulaire textile sont à base de matières différentes. 8/ Matériau selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les fils en biais de la gaine tubulaire textile sont des fils de verre et que les fils disposés longitudianelement sont des fils à haut module d'élasticité çomme des tilts de carbone. 9/ Articles stratifiés renforces par un eemen revendications 1 à- S.