Brevet FR2600615A1 — publié le 19871231

La prdsente invention est du domaine des techniques de fabrication de structuresdu genre coque au moyen de matériaux composites tel5 que résiner arméeS On connaît les techniques de fabrication de coques en stratifié mettant en oeuvre des résines telles que polyesters et époxy et des armatures du genre fibres de verre ou fibres de carbone réunies sous forme de tissu (roving), ou encore des fibres hachées et projetées en même temps que la résine (stratification par projection). On sait en outre associer des matériaux alvéolaires, ou mousses, avec les stratifiés précédents. -On connaît par ailleurs, l'utilisation, soit par moulage, soit par revêtement, des polyuréthanes élastomères haute densité dits "duromères" ainsi que des polyuréthanes alvéolaires à faible densité. La présente invention se donne pour but de proposer un procédé de réalisation de coques permettant d'allier la rigidité des stratifiés précités à la résistance des polyuréthanes duromères. Selon la présente invention, un procédé de fabrication de coque, du genre procédant par application d'un matériau composite sur une surface de moulage est caractérisé d'une manière générale en ce qu'il consiste à:déposer contre la surface de moulage une première couche de polyuréthane à haute densité (comprise entre 500 et 900 kg/m3) dit "duromère", ou encore "rigime're", appliquer sur la précédente couche avant polymérisation complète, mais après léger refroidissement, une première armature de fibres, déposer sur ladite première armature une seconde couche de po ] yuréthane semblable à la première éventuellement déposer à nouveau une armature sur la nouvelle couche du duromère, et reproduire ces opérations autant de fois que souhaité, pour terminer par une dernière couche du duromère.Le procédé consiste en outre à déposer sur ladite dernière couche de duromère avant polymérisation complète, mais après léger refroidissement une première couche de polyuréthane alvéolaire rigide (densité comprise entre 45 et 70 kg par m3). Puis à déposer encore, sur la couche précédente de polyuréthane alvéolaire rigide, successivement plusieurs couches de ce même matériau. Enfin et avantageusement, le procédé consiste encore à déposer sur la dernière couche de polyuréthane alvéolaire rigide une couche de polyuréthane duromère. Il résulte de la façon de faire sus-décrite que l'on a allié la rigidité structurelle des mousses de polyuréthane alvéolaire rigide à l'excellente résistance mécanique superficielle du polyuréthane duromère, d'autant plus résistant qu'il est armé. Suivant une caractéristique secondaire de mise en oeuvre, les dépôts desdites couches de polyuréthane duromère ou alvéolaire sont effectués par projection. Suivant une autre caractéristique secondaire de mise en oeuvre, chaque couche du duromère, d'une épaisseur comprise entre 3 et 10 mm est elle-même composée de plusieurs couches d'environ 1 mm d'épaisseur. Avantageusement, la fibre de l'armature est la fibre de verre ; elle pourrait être encore, de façon plus coûteuse, la fibre de carbone ; les armatures utilisées sont de préférence des armatures du type rowing à mailles assez larges ; l'armature pourrait être encore réalisée par la technique connue de "hâchage et projection" de --la fibre simultanément à la projection du duromère. La présente invention sera mieux comprise à l'aide d'un exemple de mise en oeuvre d'un procédé appliqué à la fabrication d'une coque de bateau tel qu' illustré sur la planche unique annexée, dans laquelle - la fig.1 représente en coupe une telle coque, et - la fig.2 illustre grossie une partie de la coque de la figure précédente. Sur les fig. 1 et/ou Z, une coque 1 de bateau comprend, de l'extérieur vers l'intérieur, une première couche 2 de polyuréthane duromère, une première armature 3 de fibre de verre, une deuxième couche 4 de polyuréthane duromère, une deuxième armature 5 de fibre de verre, une troisième couche de polyuréthane duromère puis une pluralité de couches 7,8, etc... de polyuréthane alvéolaire rigide, puis, formant la face intérieure de la coque, une dernière couche 10 de polyuréthane duromère. De préférence le matériau utilisé pour les première, deuxième et troisième couches est un "duromère" ou rigimere de polyuréthane faiblement expansé (microexpansé) constitué de polyols à bas indice d'hydroxyle, de catalyseurs organo-métalliques et aminés, d'agents de réticulation, de pigments et charges, et enfin d'isocyanate en proportion correspondante à celle des polyols. La première couche 2 a été apr pliquée contre une surface lisse ayant en creux la forme de la coque à obtenir, et les autres couches ou armatures ont été appliquées successivement les unes sur les autres. L'expérience a montré qu'une coque de bateau ainsi constituée de façon monobloc était suffisamment rigide pour qu'il ne soit pas utile de lui adjoindre des arceaux ou autres éléments de rigidification cependant si ces éléments (puits de quille, puits de mât, cale de moteur), étaient utiles par ailleurs, ils ne pourraient que contribuer à la rigidité ; de même la technique de l'invention se prête tout à fait bien à la mise en place d'inserts de bois ou de métal destinés à la fixation ultérieure d'éléments de finition (parois de cabines, meubles, etc...) ou d'éléments fonctionnels (paliers d'arbres, éléments d'accastillage, etc...). Bien que l'on ait décrit et représenté l'application du procédé de l'invention à la fabrication d'une coque de bateau, on doit comprendre que celui-ci pourrait être appliqué à la fabrication de structu res analogues c'est à dire de n'importe quelle surface assez importante devant présenter une bonne résistance mécanique à la déformation aussi bien, qu'aux chocs ; ce pourrait être le cas de carénages de certains véhicules terrestres ou aériens. La portée de la présente invention ne doit donc pas être limitée aux formes ci-dessus décrites ou représentées mais s'étendre à tout procédé ou produit relevant des définitions énoncées plus haut. R E V E N D I C A a S 1.- Procédé de fabrication de coque, du genre procédant par application d'un matériau composite sur une surface de moulage, caractérisé : en ce qu'il consiste à - déposer contre la surface de moulage une première couche de polyuréthane à haute densité (comprise entre 500 et 900 kg/m3) dit "duromère", - appliquer sur la précédente couche avant polymérisa tion complète, mais après léger refroidissement, une première armature de fibres, - déposer sur ladite première armature une seconde couche de polyuréthane semblable à la première, - éventuellement déposer à nouveau une armature sur la nouvelle couche de duromère, et reproduire ces opéra tions autant de fois que souhaité, pour terminer par une dernière couche de duromère 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que sur ladite dernière couche de duromère avant polymérisation complète, mais après léger refroidissement, on dépose une première couche de polyuréthane alvéolaire rigide (densité com prise entre 45 et 70 kg/m3) 3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, sur la couche de polyuréthane alvéolaire, on dépose successivement plu sieurs couches du même matériau 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé :: en ce que sur la dernière couche de polyuréthane alvéolaire, on dépose une couche de polyuréthane duromère o.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précé dentes, caractérisé en ce que les dépôts desdites couches de polyuréthane duromère ou alvéolaire sont effectués par projection 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications-précé dentes, caractérisé en ce que la fibre de l'armature est la fibre de verre 7.- Procédé selon la revendication 1, caractérise' en ce que chaque couche de duro mère, d'une épaisseur comprise entre 3 et 10 mm est elle-même composée de plusieurs couches d'environ 1 mm d'épaisseur 8.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé : : en ce que le polyuréthane duro mère utilisé est un duromère, dit "rigimère" constitué de polyols -à bas indice d'hydroxyle, de catalyseurs organo-métalliques et aminés, d'agents de réticulation, de pigments et charges. et enfin d'isocyanate en propor tion correspondante à celle des polyols 9.- Elément de structure de bateau en matériau composite, caractérisé en ce que, résultant de la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, c'est, de l'extérieur de la structure (1) vers l'intérieur, que# l'on rencontre successivement les couches (2 > 4,6) de polyuréthane duro mère alternant avec les armatures (3,), les armatures, puis les couches de polyuréthane alvéolaire (7,8) puis une couche (10) de polyuréthane duromère.