Brevet FR2707096A1 — publié le 19950106

-1- POTEAUX TELEGRAPHIQUES ET LAMPADAIRES EN MATERIAUX COMPOSITES CENTRIFUGES A POIDS REDUIT. La présente invention concerne la fabrication de poteaux tubulaires en matériaux composites, à savoir par stratification centrifugée de fibre de verre et de résine à épaisseur variable. Ces poteaux sont traditionnellement réalisés en bois, en acier galvanisé, voire en composites verre-résine produits par pultrusion ou centrifugation de verre tissé et de résine. Les poteaux en bois sont traités chimiquement et engendrent des pollutions du sol importantes allant jusqu'à interdire leur incinération. Les poteaux en acier galvanisés sont très sensibles à la corrosion. L'utilisation de tissus ou de fibres de verre simple pour la fabrication de poteaux en composites en interdit jusqu'à présent une réelle commercialisation. Le dispositif constituant l'invention permet de produire économiquement, et conformément aux exigences techniques de l'utilisateur, des poteaux particulièrement résistants à la corrosion et d'implantation aisée. Le poteau est fabriqué par un procédé de centrifugation à vitesse progressive ( 1300 tr/mn à 600 tr/mn à titre d'exemple non limitatif) dans un mandrin creux cylindro-conique servant de moule. On prépare des couches de voile et de "mat" de verre de type émulsion, découpées selon la géométrie du cône projeté, avec une marge supplémentaire de 10 % sur sa largeur, selon les séquences suivantes: Une pré-couche de voile ( 29 gr / m2) sur toute la hauteur du cône; - Deux couches de "mat" 450gr, puis deux couches de "mat" 300gr sur la hauteur totale du cône; - A partir du sommet du cône, réduction de 1 mètre par couche, pour les huit couches suivantes réalisées en "mat" 300gr; - Une treizième couche en "mat" 450gr du niveau 5 au niveau 2; - Une quatorzième couche en "mat" 450gr du niveau 4 au niveau 2; -2- - Une quinzième couche en "mat" 450gr du niveau 3 au niveau 2. Le poids total de "mat" et de voile ainsi pré-découpé est d'environ 44 ú % du poids final du poteau. L'ensemble des couches de "mat" ainsi prédécoupées et couchées à plat selon la séquence indiquée ci-dessus, est enroulé sur une tige métallique de 8 mètres de longueur, et introduit dans le moule de la centrifugeuse. Le moule est mis en rotation afin d'appliquer les couches de "mat" et le voile contre sa paroi, à une vitesse de 1300tr/mn environ. AIS, En maintenant la vitesse de 1300tr/mn, on injecte à partir du sommet du moule cônique la résine catalysée, en réduisant par un variateur sous contrôle numérique jusqu' à 600 tr/mn la vitesse de rotation, et en arrêtant l'injection de résine, dés qu'apparait la résine sur la partie basse du cône. L'ensemble ainsi chargé reste en rotation pendant tout le temps de la polymérisation. Ce procédé de fabrication par centrifugation avec prédimensionnement des "mat" de structure et épaisseur variable permet de réduire considérablement le poids du poteau à résistance mécanique égale. Les performances mécaniques minimales sont données à titre indicatif dans le tableau joint en page 5. Les caractéristiques dimensionnelles sont données, selon les cotes de la figure 1, en page 6. @ La procédure contrôlée d'accélération de la vitesse du moule pendant la phase de chargement du renfort de verre, puis de décélération progressive pendant la phase de charge de la résine, assure une stratification homogène verre-résine résultant dans un aspect de surface parfaitement lisse sur les deux faces ( figure 2), ce qui améliore la résistance aux agression chimiques et éoliennes. La structure réalisée selon l'invention permet un perçage au sommet jusqu'à 20mm de diamètre destiné à la fixation de lignes ou d'accessoires. 14 T Ilressort de l'invention deux avantages importants pour l'utilisateur: le produit final est commercialisable dans des conditions compétitives vis-à-vis des matériaux traditionnels, avec d'importants avantages techniques et une durée de vie double; le faible poids du poteau rend son installation aisée en toutes conditions de relief et d'éloignement des voies de communication. -3- Les poteaux produits selon l'invention sont particulièrement destines à l'installation de lignes télégraphiques. Ils remplacent, selon le dosage de matière utilisée: - soit des poteaux simples par un poteau SVR simple ( exemple: H= 8 m; poids: 32 kg); - soit des poteaux doubles ou jumelés ou haubannés en bois par un poteau SVR simple ( exemple: H = 8 m; poids: 42 kg) avec ou sans haubannage. Les poteaux produits selon l'invention sont aussi destinés à l'éclairage public et aux lignes électriques de basse tension. ANNEXE TECHNIQUE ET DIMENTIONNELLE 1. Caractéristiques de base. C'ARACTERISTIQUES Unités de mesure Conditions Méthodes de tests Finition Niveau 1 ASTM D 2563-70 Dureté 'Barcol 45 50 ASTM D 2583-72 Résistance élastique Kg/cm2 >2000 ASTM D 638-71 Résistance à la compression Kg/cm2 > 1800 ASTM D 695-80 Résistance en flexion Kg/cm2 >1800 ASTM D 790-71 Flexion Kg/cm3 >180000 ASTM D 790-71 Résistance à l'écrasement Kgcm/cm2 >140 ASTM D 256-72 Capacité d'absorbtion % 100 ISO 75 Résistance au feu ASTM G 635-72 Résistance aux UV H 720 ASTM G 23- 59 Résistance aux agents chimiques et météorologiques ASTM G 23-59 Inertie aux micro-organismes ASTM G 21-70 Résistivité superficielle ≥10 ASTM D 257 Résistivité volumique ≥10 ASTM D 257 Rigidité KV/mm ≥ 20 ASTM D 257 S' 2707096 2. Dimensionnel. A. Diamètres et épaisseur des poteaux: Hauteur totale du poteau ( L): 8ml 7ml Diamètre au sommet( d): mm 110 mm Diamètre à la base(D): 225 mmn 196 mm Epaisseur au sommet: 4 mm 4 mm Epaisseur moyenne dans la zone de hauteur + 2 à + 5 ml: 8 mm 8 mm Epaisseur à la base: 6 mm 6 mm B. Poids. Poteau de 8 ml de hauteur: 32 kg Poteau de 7 ml de hauteur: 23 kg b6 2707096 REVENDICATIONS 1. Dispositif de fabrication de poteaux tubulaires en matériaux composites caractérisé par la combinaison de voile de verre et de "mat" de type émulsion servant de renfort mécanique pour la production par centrifugation d'un poteau en stratifié verre-résine. 2. Dispositif de fabrication de poteaux tubulaires en matériaux composites caractérisé par le prédécoupage calibré de couches de "mat" de verre destiné à obtenir une variation de l'épaisseur de la paroi du poteau de manière à lui assurer une résistance mécanique optimale. 3. Dispositif de fabrication de poteaux tubulaires en matériaux composites caractérisé par un variateur à contrôle numérique et programmation, permettant de faire varier la vitesse de rotation du cylindre conique servant de moule, selon que l'on procède à la phase de mise en place des couches de "mat" de verre prédécoupé, puis que l'on injecte la résine de charge afin d'obtenir l'homogénéité du mélange verre- résine, et l'épaisseur finales caractérisant le poteau en stratifié verre- résine.