Brevet FR2609179A1 — publié le 19880701

L'invention concerne la fabrication d'un miroir ultra-léger. Il est connu de fabriquer un miroir allégé en constituant l'âme du miroir par une structure alvéolaire et en réalisant sur cette structure une face réfléchissante, mais on ne connaît pas jusqu'à présent de procédé satisfaisant pour réaliser cette face réfléchissante de façon que le miroir reste ultra-léger. Selon l'invention, on réalise cette face par un procédé qui comprend les opérations consistant à préparer un empilage de plis constitués chacun de fibres unidirectionnelles imprégnées d'une résine polymérisable, polymériser l'empilage, appliquer et coller l'empilage polymérisé sur ladite structure alvéolaire, réaliser sur la face externe de l'empilage un revêtement métallique d'épaisseur suffisante pour pouvoir être poli, polir la face externe de ce revêtement jusqu'à obtenir le degré de planéité désiré et réaliser un dépôt réfléchissant sur la face polie en tant que de besoin pour obtenir le facteur de réflexion souhaité. Dans une réalisation préférée, on utilise des fibres métallisées dans le dernier pli de l'empilage et on utilise ces fibres comme électrodes pour réaliser par voie électrolytique sur le pli externe de l'empilage un revêtement métallique d'épaisseur suffisante pour pouvoir être poli ou d'épaisseur à compléter pour pouvoir être poli. Si nécessaire, on complète l'épaisseur du revêtement métallique par dépôts électrolytiques successifs. En variante, on métallise la face externe de l'empilage par un traitement chimique suivi d'un ou de dépôts électrolytiques. De préférence, on détermine les orientations des fibres dans les différents plis de façon à augmenter le module de cisaillement et d'élasticité de l'empilage et/ou on détermine les orientations des fibres dans les différents plis de façon à diminuer le coefficient de dilatation de l'empilage. On décrira ci-après un exemple de mise en oeuvre du procédé, en référence aux figures du dessin joint sur lequel: - la figure I est une perspective schématique d'un substrat alvéolaire pour constituer l'âme du miroir 2609 1 79 - la figure 2 est un schéma de principe montrant les orientations des fibres dans les plis successifs - la figure 3 est un schéma d'un dispositif utilisé pour polymériser l'empilage des plis - la figure 4 est un schéma d'un dispositif utilisé pour coller l'empilage sur le substrat alvéolaire; - la figure 5 est une perspective schématique d'un substrat modifié, et - la figure 6 montre des formes de miroir que l'on peut fabriquer en suivant le procédé de l'invention. La figure 1 montre une structure alvéolaire 1 (de préférence à alvéoles hexagonales communément appelée nid d'abeille) métallique ou en tout autre matériau apte à assurer la rigidité du miroir. On fixe sur chacune des deux grandes faces opposées de cette structure un empilage 2,2' que l'on a constitué en empilant des plis de fibres à haut module d'élasticité (ou tout autre matériau filamentaire) préimprégnés de résine. Les fibres de chaque pli sont orientées suivant une même direction et on choisit les orientations des fibres des différents plis en sorte que le coefficient de dilatation dans le plan soit minimal et son module d'élasticité maximal. De préférence, les orientations des fibres des différents plis varient comme K iT, K prenant toutes les valeurs de O à n - 1 une fois et une n fois seulement, et n étant le nombre de plis (figure 2). Dans une réalisation préférée, la face externe de l'empilage est constituée de fibres unidirectionnelles métallisées destinées à jouer le rôle d'électrode. Les deux empilages sont polymérisés entre deux plaques d'acier parallèles, polies optiquement et traitées antiadhérentes, sous une presse à plateaux chauffants (3) rigoureusement parallèles (figure 3). Après polymérisation complète des deux empilages, ceux-ci sont contre collés sur le substrat allégé par un film adhésif 4 (type REDUX de chez CIBA GEIGY) polymérisable sous presse à plateaux chauffants 3 (figure 4). La métallisation peut s'effectuer par voie électrolytique, les faces externes 2a,2'a (fibres métallisées) jouant le rôle d'électrode; le dépôt d'un métal d'épaisseur suffisante nécessaire pour subir un polissage selon tout procédé communément utilisé en optique, la face est ensuite polie jusqu'à la planéité désirée. En variante, on peut réaliser la métallisation par voie chimique suivi -d'un dépôt électrolytique d'épaisseur suffisante pour subir un polissage selon tout procédé communément utilisé en optique, la face est ensuite polie jusqu'à la planéité désirée. On peut également réaliser la métallisation par une technique de dépôt sous vide (exemple: pulvérisation cathodique à magnétron) d'une épaisseur suffisante pour effectuer ensuite un polissage optique de planéité souhaitée ou d'une épaisseur suffisante pour réaliser directement la face réfléchissante si la planéité obtenue est suffisante. Enfin, un dépôt de protection tel qu'habituellement utilisé sur des surfaces optiques (du genre SiO, MgF2, etc...) Toutes les opérations de métallisation sont menées de telle sorte que la température du miroir ne dépasse pas les caractéristiques mécaniques limites des matériaux contre-collés. Pour des applications avec des variations de pression, l'utilisation de structure alvéolaire avec alvéoles communicantes par perçage de trous 5 peut être nécessaire (tel qu'existant sur le marché) -figure 5- qui seront bouchés temporairement pendant les traitements de métallisation. L'invention n'est pas limitée à l'utilisation de fibres particulières aptes à constituer une électrode: on utilise de préférence des fibres en carbone mais, dans des variantes, on utilise d'autres fibres comme les fibres de Kevlar, de Verre, de céramique, de silice pure, de bore. La face réfléchissante peut subir un traitement multi-couches. REVENDICATIONS 1. Procédé pour réaliser une face réfléchissarte sur une structure alvéolaire afin d'obtenir un miroir ultra-léger, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations consistant à: préparer un empilage de plis (2) constitués chacun de fibres unidirectionnelles imprégnées d'une résine polymérisable, polymériser l'empilage, appliquer et coller l'empilage polymérisé sur ladite structure alvéolaire (1) et réaliser sur la face externe (2a) de l'empilage un dépôt réfléchissant. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour obtenir ledit dépôt réfléchissant, on réalise sur ladite face externe (2a) de l'empilage, par une technique de dépôt sous vide, un revêtement métallique d'épaisseur suffisante pour pouvoir être poli, on polit la face externe de ce revêtement jusqu'à obtenir le degré de planéité optique désiré et on réalise un dépôt réfléchissant sur la face polie en tant que de besoin pour obtenir le facteur de réflexion souhaité. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour obtenir ledit dépôt réfléchissant, on effectue sur ladite face externe (2a) de l'empilage, par une technique de dépôt sous vide, une métallisation d'une épaisseur suffisante pour réaliser directement la face réfléchissante. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise des fibres métallisées dans le dernier pli de l'empilage (2) et en ce qu'on utilise ces fibres comme électrodes pour réaliser par voie électrolytique sur le pli externe de l'empilage un revêtement métallique d'épaisseur suffisante pour pouvoir être poli ou d'épaisseur à compléter pour pouvoir être poli. 5. Procédé selon la revendication 2, 3 ou 4, caractérisé en ce qu'on complète l'épaisseur du revêtement métallique par dépôts électrolytiques successifs. 6. Procédé selon la revendication 2, 3 ou 4, caractérisé en ce qu'on métallise la face externe (2a) de l'empilage par un traitement chimiquje suivi d'un ou de dépôts électrolytiques. 7. Procédé selon l'une des revendications I à 6, caractérisé en ce qu'on détermine les orientations des fibres dans les différents plis de façon à augmenter le module de cisaillement et d'élasticité de l'empilage. 8. Procédé selon l'une des revendications I à 6, caractérisé en ce qu'on détermine les orientations des fibres dans les différents plis de façon à diminuer le coefficient de dilatation de l'empilage. 9. Procédé selon l'une des revendications I à 8, caractérisé en ce que les orientations des fibres des différents plis varient comme K iÈI, K n prenant toutes les valeurs de 0 à n - I une fois et une fois seulement, et n étant le nombre de plis. 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'on choisit les fibres parmi les fibres à haut module d'élasticité, comme les fibres de carbone, de Kevlar, de verre, de céramique, de silice pure, de bore. 11. Procédé selon l'une des revendications I à 10, caractérisé en ce qu'on réalise le dépôt réfléchissant par évaporation sous vide ou dépôt ionique d'un métal. 12. Procédé selon l'une des revendications I à 11, caractérisé en ce qu'on polymérise l'empilage sous une presse à plateaux chauffants (3,3') rigoureusement parallèles. 13. Procédé selon l'une des revendications I à 12, caractérisé en ce qu'on utilise un film adhésif polymérisable pour coller l'empilage polymérisé sur la structure alvéolaire et en ce qu'on réalise ce collage sous une presse à plateaux chauffants. 14. Procédé selon l'une des revendications I à 13, caractérisé en ce qu'on utilise une structure alvéolaire (1) en nid d'abeilles. 15. Procédé selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'on le met en oeuvre simultanément sur deux faces opposées de la structure alvéolaire.