Brevet FR2652826A1 — publié le 19910412

L'invention concerne un fil composite, destiné par exemple à la réalisation de bas de lignes de pêche, et comprenant une âme multifilamentaire torse, ceinturée d'une gaine constituée par l'enroulement d'un fil fin à spires jointives, tel que notamment de l'acier inoxydable. Le domaine de l'invention est plus particulièrement celui de la pêche aux carnassiers. Pour ce type de pêche, il est usuel d'employer un fil très souple et très résistant à la traction ; la souplesse du fil permet au leurre de se comporter de la façon la plus naturelle possible ; en revanche, lorsque le carnassier mord à l'hameçon, la traction longitudinale s'exercant sur le fil devient très importante, et l'on utilise couramment des fils en acier ou en nylon, dont le diamètre est important pour résister longitudinalement à la traction exercée par le carnassier, ce qui nuit particulièrement à la souplesse desdits fils. En outre, lors de la pêche, il arrive que les carnassiers, et notamment les brochets, mordent le fil, provoquant son usure, voire sa rupture ; il convenait donc de renforcer les qualités de résistance au cisaillement transversal des fils de pêche, ce qui a conduit à développer une technique visant à utiliser une âme filamentaire présentant de bonne qualité de résistance à la traction pour les raisons précédemment évoquées, ceinturée au moyen d'une gaine réalisée par enroulement autour de l'âme d'un fil métallique, par exemple en laiton ou en acier inoxydable. On connait déjà deux types de fils réalisés selon cette technique - l'un possède une âme textile sur laquelle sont tressés plusieurs tréfilés d'acier, ce qui permet d'obtenir un fil très souple ; mais, à chaque frottement sur une surface, ce fil vrille à la manière d'un ruban, et il doit, en conséquence, être souvent redressé. En outre, ce fil, à cause de la structure tressée de sa gaine, s'effiloche lorsqu'on le coupe, ce qui rend son utilisation peu pratique. - l'autre fil connu possède une âme en nylon ceinturée par l'enroulement d'un fil à spires jointives en laiton. Ce fil, pour les mêmes raisons déjà exprimées, présente l'inconvénient d'être très rigide. I1 est néanmoins à noter que le ceinturage à spires jointives lui permet de ne pas vriller, sa structure complexe n'étant plus essentiellement de nature longitudinale. L'invention vise à remédier aux inconvénients de tels fils en proposant un fil composite, destiné particulièrement à la réalisation de bas de lignes de pêche, caractérisé en ce qu'il comprend une âme multifilamentaire torse, ceinturée par une gaine constituée par l'enroulement autour de l'âme d'au moins un fil fin à spires jointives, tel que notamment de l'acier inoxydable ou du laiton. Suivant une caractéristique complémentaire de l'invention, l'âme multifilamentaire torse du fil composite est constituée par un matériau caractérisé en ce que le rapport de sa résistance mécanique à la rupture en traction par sa densité est au moins égale à une valeur proche de 0,7 GPa. Le fil conforme à l'invention est en conséquence très souple, il ne vrille pas, il est très résistant à la traction, son diamètre est nettement plus petit que celui d'un fil à âme en nylon, et enfin, il ne s'effiloche pas lorsqu'on le coupe. Le mélange de filaments continus, avantageusement torsadés, présente des propriétés synergiques importantes. En effet, la résistance d'une fibre n'est pas uniforme sur toute sa longueur mais dépend de la distribution des défauts dans sa structure l'utilisation de filaments fins permet, d'une part, de limiter le nombre de défauts présents dans l'âme et, d'autre part, d'isoler les ruptures éventuelles des filaments les unes des autres. De cette façon, la résistance à la traction d'une structure filamentaire est très supérieure à celle d'une fibre unique de même diamètre. Par ailleurs, la résistance spécifique d'un filament, qui est égale au rapport de sa résistance mécanique R par sa densité d, est un paramètre permettant d'apprécier assez fidèlement le compromis entre la résistance R et la souplesse, qui est reliée, bien entendu, à la densité d. Par exemple, un fil textile est léger, très souple, mais peu tenace à la rupture ; sa résistance spécifique est donc faible. De même, un fil d'acier est très résistant, mais sa densité importante réduit considérablement sa résistance spécifique (pour un fil en acier d'utilisation courante, de densité égale à 7,8 et de résistance mécanique égale à 3,5 GPa, la résistance spécifique vaut 0,45 GPa). On verra par la suite que l'utilisation de fibres synthétiques légères et de faible diamètre permet d'atteindre des valeurs aussi grandes que 0,7 GPa - et couramment 1 GPa ou 2 GPa - pour la résistance spécifique. D'autres caractéristiques et avantages du fil composite selon l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre d'un mode préféré et non limitatif de réalisation de ce fil, en référence au dessin annexé sur lequel: - la figure unique est une vue en perspective du fil selon l'invention, muni sur une partie seulement de son ceinturage métallique. Conformément à cette figure, le fil composite 1 comporte une âme 2 composée de plusieurs brins 3 légèrement torsadés. Un ceinturage métallique 4 maintient les brins 3 entre eux, et les protègent transversalement contre le cisaillement dû aux morsures des carnassiers. Ledit ceinturage 4 est réalisé par l'enroulement à spires jointives de fils de ceinturage 5 en acier inoxydable ou en laiton. Ces fils de ceinturage 5 possèdent typiquement un diamètre égal à environ 5 centièmes de millimètre, et ils sont enroulés autour de l'âme 2 pour former une couche d'épaisseur constante. Suivant une caractéristique complémentaire de l'invention, il est prévu d'utiliser essentiellement des fibres synthétiques pour réaliser l'âme multifilamentaire 2 des fils composites 1. A cet effet, on peut avantageusement et indifféremment utiliser l'un des matériaux suivants a) Un polyamide aromatique, dite "fibre aramide", telle que notamment celle connue sous le nom commercial de "Nomex", ou du type connu commercialement sous le nom de "Kevlar". Ces fibres possèdent les caractéristiques des fibres textiles, elles sont souples et tenaces, mais ont un module d'Young dix fois supérieur à celui des fibres textiles : leur diamètre est d'environ 13 micromètres et elles sont disponibles couramment sous une forme multifilamentaire dont le diamètre total n'excède pas quelques centièmes de millimètres.La densité du "Kevlar-49" est de 1,45, sa résistance mécanique à la rupture en traction vaut 3 GPa, ce qui conduit à une résistance spécifique égale à 2,07 GPa. b) Des fibres de verre, produites par exemple par étirage de verre fondu à travers une filière. Ces fibres possèdent des diamètres compris entre 5 et 25 micromètres, leur densité vaut 2,54, leur résistance mécanique à la rupture en traction s'échelonne régulièrement de 1,7 GPa à environ 3 GPa, ce qui conduit à une résistance spécifique comprise entre 0,67 et 1,18 GPa. c) Des fibres de carbone, réalisées à partir de fibres de polyacrylonitrile ou à partir d'un résidu du raffinage du pétrole dénommé brai. Ces fibres possèdent un diamètre typiquement égal à 7 micromètres. La résistance spécifique dépend du type de la fibre de carbone ; la fibre de carbone dite "HM" ou à "Haut Module" possède une densité de 1,9 et une résistance mécanique à la rupture en traction de 1,8 GPa, ce qui conduit à une résistance spécifique égale à 0,9 GPa. La fibre de carbone dite "HR" ou à "Haute Résistance" possède quant à elle une densité égale à 1,8 et une résistance à la rupture en traction égale à 4,2 GPa, ce qui conduit à une résistance spécifique égale à 2,3. Cette dernière fibre possède ainsi la résistance spécifique la plus élevée parmi les fibres synthétiques citées. d) Des fibres de bore peuvent également être utilisées pour réaliser l'âme filamentaire 2 du fil composite 1. Les fibres de bore sont réalisées par déposition en phase vapeur de bore sur un fil de tungstène et les fibres obtenues possèdent habituellement un diamètre d'environ 140 micromètres. Leur densité est égale à 2,6, leur résistance à la rupture en traction vaut 2,8 GPa et leur résistance spécifique vaut ainsi 1,1 GPa. Ces fibres de bore, de diamètre relativement important, ne possèdent bien entendu pas la souplesse d'une fibre en Kevlar, en carbone ou en verre, et sont notablement plus chères que ces dernières. Mais il peut s'avérer intéressant de recourir à ces fibres dans des cas très spécifiques pour la réalisation de l'âme filamentaire 2. On notera également que le ceinturage 4 de l'âme filamentaire 2 par l'enroulement à spires jointives de fils de ceinturage 5 en acier inoxydable ou en laiton contribue avantageusement au maintien des filaments entre eux. La légère torsion, qui est donnée aux brins 3 à la fabrication de l'âme 2, serait en effet insuffisante pour que les brins 3 s'imbriquent complètement les uns dans les autres. En outre, il est souhaitable de ne pas trop torsader ces brins 3, de manière à conserver les qualités de souplesse de l'âme 2 ; le ceinturage joue donc un rôle très important.Enfin, malgré leur haute résistance mécanique à la rupture en traction, les fibres synthétiques mentionnées résistent mal en compression, et dans le sens normal à leur axe ; le ceinturage métallique 4 permet avantageusement de réduire les efforts directs pouvant s'exercer sur les fibres dans une direction normale à leur axe. Une caractéristique complémentaire du fil 1 selon l'invention consiste en ce que le ceinturage métallique 4 comporte avantageusement plus d'un fil de ceinturage 5 selon la variante préférée de l'invention, on a choisi de réaliser le ceinturage métallique 4 au moyen de quatre fils de ceinturage 5. Cette caractéristique procure l'avantage de pouvoir fabriquer le fil composite 1 selon l'invention avec un rendement supérieur à celui que l'on obtiendrait en enroulant un seul fil de ceinturage 5. Néanmoins, dans le cas de l'enroulement côte à côte de quatre fils de ceinturage 5, le pas a de chaque spire obtenue autour de l'âme 2 vaut quatre fois le diamètre de chaque fil de ceinturage 5 ;on pourrait alors craindre de réaliser une tresse autour de l'âme 2, ce qui donnerait par conséquent une nature longitudinale au ceinturage 4, de la même façon que si on utilisait un fil de ceinturage 5 de trop grand diamètre, avec l'inconvénient précédemment cité de pouvoir se vriller. On choisit donc avantageusement un diamètre faible, par exemple 5 centièmes de millimètre, pour les fils de ceinturage 5, avec l'avantage complémentaire de maintenir la souplesse du fil composite 1, résultant de la souplesse de l'âme 2 en "kevlar". I1 ressort donc clairement de la description précédente que le choix de fils de ceinturage 5 qui soient fins par rapport au diamètre de l'âme 2, et le choix du nombre de ces fils de ceinturage 5 enroulés côte à côte, sont les deux paramètres à maîtriser pour ne pas entacher les qualités intrinsèques procurées par l'âme en "kevlar". I1 est évident que le fil composite 1 selon l'invention n'est pas limité par les dispositions particulières précédemment décrites, et que tous les équivalents techniques pouvant être mis en jeu dans l'esprit de l'invention ne sortiraient pas de son cadre. Le domaine de l'invention est celui de la fabrication de fils composites souples, résistant à la traction et à l'abrasion. Ces fils sont notamment destinés à la monture de lignes pour la pêche aux carnassiers, mais ils peuvent également servir dans tout domaine où existe le besoin d'un fil souple et résistant. REVENDICATIONS 1 - Fil composite, destiné par exemple à la réalisation de bas de lignes de pêche, caractérisé en ce qu'il comprend une âme (2) multifilamentaire torse, ceinturée par une gaine constituée par l'enroulement autour de l'âme (2) d'au moins un fil de ceinturage (5) à spires jointives, tel que notamment de l'acier inoxydable ou du laiton. 2 - Fil composite selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau constitutif des brins (3), torsadés pour former l'âme (2), possède une résistance spécifique à la rupture en traction au moins égale à 0,7 GPa. 3 - Fil composite selon l'une quelconque des revendications p écêdentes, caractérisé en ce que le matériau constitutif des brins (3), torsadés pour former l'âme (2), est un polyamide aromatique ou aramide, produit en fibres, telles que notamment celles connues commercialement sous le nom de "Kevlar" ou de "Nomex". 4 - Fil composite selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le matériau constitutif des brins (3), torsadés pour former l'âme (2), est du verre produit en fibre, par exemple par étirage de verre fondu à travers une filière. 5 - Fil composite selon l'une que conque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le matériau constitutif des brins (3), torsadés pour former l'âme (2), est du carbone produit en fibre, à partir, par exemple, d'une fibre de polyacrylonitrile, ou à partir d'un résidu du raffinage du pétrole dénommé brai. 6 - Fil composite selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, car ctérisé en ce que le matériau constitutif des brins (3), torsadés pour former l'âme (2), est du bore, produit, par exemple, par dépôt en phase vapeur de bore sur un filament de tungstène. 7 - Fil composite selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le diamètre et le nombre des fils de ceinturage (5) sont adéquatement en rapport avec le diamètre de l'âme (2), de manière à ne pas entacher les qualités de souplesse du fil composite (1).