Brevet FR2720194A1 — publié le 19951124

La présente invention concerne un procédé pour la réalisation de pièces absorbant les ondes radar et protégées contre la foudre, ainsi que les pièces furtives ainsi obtenues. On sait que, afin de rendre furtifs les aéronefs (avions, hélicoptères, engins, etc ...) aux ondes radar, au moins certaines de leurs pièces sont réalisées en une matière d'âme absorbant les ondes radar, par exemple de type alvéolaire, portant un revêtement extérieur électriquement isolant ou très faiblement conducteur de l'électricité. Cependant, de façon générale, de telles pièces furtives résistent mal aux effets directs de la foudre et peuvent être détruites par la foudre. En effet, l'impact de la foudre sur une pièce de matière très faiblement conductrice entraîne la destruction de ladite pièce dans la région dudit impact, cette destruction étant d'autant plus importante (en étendue et en profondeur) que la matière composite est moins bonne conductrice de l'électricité. I1 est donc obligatoire de prévoir une protection anti foudre efficace pour ces pièces furtives, afin que celles-ci puissent être utilisées avec sécurité sur des aéronefs. Or, les protections anti foudre connues pour des pièces d'aéronefs consistent généralement en un revêtement métallique, réalisé par exemple sous la forme d'un dépôt, d'un grillage ou d'une feuille, disposé sur la face externe desdites pièces, susceptible d'être exposée à l'action de la foudre. Non seulement l'efficacité d'un tel revêtement métallique est limitée, mais encore il est évident qu'un tel revêtement de protection antifoudre, externe et métallique, ne peut être utilisé pour des pièces devant présenter des propriétés de furtivité aux ondes radar. I1 apparaît donc que furtivité et protection contre la foudre sont quelque peu incompatibles, puisque l'une nécessite une surface électriquement isolante et l'autre une surface électriquement conductrice. Par ailleurs, notamment par le document EP-A-0 305 234, on connaît, comme protection anti foudre, des peintures ionisables. De telles peintures sont électriquement isolantes en l'absence de champ électrique, mais deviennent électriquement conductrices sous l'action d'un fort champ électrique. Ainsi, lorsqu'une pièce est revêtue extérieurement d'une telle peinture, sa surface est électriquement isolante tant qu'elle n'est pas soumise à un fort champ électrique. En revanche, dès qu'un tel champ électrique apparat, il se forme une couche d'air ionisé à la surface extérieure de ladite pièce, qui évite l'endommagement ou la destruction de la pièce. La libération des ions et la formation de la couche d'air ionisé ont lieu sous l'action de la prédécharge précédant l'impact de la foudre. La couche d'air ionisé étale largement le trajet de la foudre (la section de ce trajet va en s'élargissant en se rapprochant de la pièce foudroyée), de sorte que l'aire de l'impact est fortement agrandie, ce qui évite la destruction de la pièce foudroyée. Cependant, on a constaté que de telles peintures ionisables n'apportaient pas de protection sûre lorsqu'elles étaient appliquées à des pièces de matière absorbant les ondes radar. On a remarqué qu'alors le point d'impact de la foudre était dérivé vers une pièce voisine de ladite pièce revêtue de ladite peinture, ou bien, lorsqu'une masse métallique importante se trouvait à l'intérieur de l'aéronef, derrière ladite pièce, que la foudre traversait cette dernière pour atteindre ladite masse métallique. Tout se passe alors comme si, du fait qu'elle est appliquée à'une pièce absorbant les ondes radar, la peinture ionisable restait isolante, sans émission d'ions. Ainsi, une peinture ionisable appliquée sur une pièce furtive d'un aéronef, ne permet pas d'assurer la protection antifoudre de ce dernier. On remarquera que le document FR-A-2 264 660 prévoit un revêtement complexe multicouche comportant au moins une couche de peinture ionisable pour protéger une pièce composite diélectrique. Tel que représenté sur la figure 1 de ce document, ce revêtement complexe est constitué, depuis la pièce à protéger vers l'extérieur, de la superposition d'une première couche métallique pour l'évacuation de la chaleur et des courants électriques, d'une seconde couche d'isolation électrique et d'une troisième couche à base de peinture ionisable. I1 peut de plus comporter (voir la figure 2 de ce document antérieur) plusieurs couches métalliques conductrices et plusieurs couches à base de peinture ionisable, disposées de façon alternée. On voit donc qu'un tel revêtement complexe est coûteux, long à réaliser, lourd et inutilisable pour une pièce furtive, à cause des couches métalliques superficielles. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients et de permettre la réalisation d'une pièce furtive aux ondes radar et efficacement protégée contre la foudre. A cette fin, selon l'invention, le procédé'pour la réalisation d'une pièce furtive aux ondes radar et protégée contre la foudre, ladite pièce comportant un corps en une matière absorbant les ondes radar ayant une surface externe et une surface interne séparées l'une de l'autre par de la matière dudit corps, ladite surface externe étant directement exposée au foudroiement et aux ondes radar et recouverte d'un revêtement électriquement isolant ou très faiblement conducteur, alors que ladite matière dudit corps se trouvant entre lesdites surfaces externe et interne est interposée sur le trajet de la foudre et des ondes radar en direction de ladite surface interne, est remarquable - en ce qu'on réalise ledit revêtement électriquement isolant ou très faiblement conducteur de ladite surface externe au moins en partie en une peinture ionisable ; et - en ce que, sur ladite surface interne, on dispose une couche d'une matière conductrice de l'électricité. Ainsi, une pièce conforme à la présente invention, furtive aux ondes radar et protégée contre la foudre, ladite pièce comportant un corps en une matière absorbant les ondes radar ayant une surface externe et une surface interne séparées l'une de l'autre par de la matière dudit corps, ladite surface externe étant directement exposée au foudroiement et aux ondes radar et recouverte d'un revêtement électriquement isolant ou très faiblement conducteur, alors que ladite matière dudit corps se trouvant entre lesdites surfaces externe et interne est interposée sur le trajet de la foudre et des ondes radar en direction de ladite surface interne, est remarquable : - en ce que ledit revêtement électriquement isolant ou très faiblement conducteur est formé au moins en partie par de la peinture ionisable ; et - en ce que ladite surface interne porte une couche d'une matière conductrice de l'électricité. L'expérience a en effet montre à la demanderesse que la disposition d'une couche de matière conductrice de l'elec- tricité, du côté de ladite pièce opposé au foudroiement, permettait à un revêtement de peinture ionisable d'assurer, à une pièce absorbant les ondes radar, une excellente protection antifoudre. On suppose que ladite couche de matière conductrice de l'électricité agit comme une électrode permettant d'établir le champ électrique à travers le revêtement de peinture ionisable et la pièce de matière absorbant les ondes radar, pour déclencher le processus d'émission d'ions par ledit revêtement de peinture ionisable et donc protéger la pièce contre le foudroiement. On remarquera que, dans la pièce conforme à la présente invention, le revêtement de peinture ionisable constitue, en tout ou en partie, le revêtement électriquement isolant ou très faiblement conducteur, et, de plus, assure la protection antifoudre en coopération avec ladite couche de matière conductrice de l'électricité. Quant à elle, la couche de matière conductrice de l'électricité participe à la protection antifoudre sans nuire à la furtivité, puisque disposée du côté interne de ladite pièce. La ou les couches de ladite peinture ionisable formant au moins partiellement ledit revêtement sont appliquées de toutes manières connues, telles que pulvérisation au pistolet ou application à la brosse ou au pinceau. Par ailleurs, ladite couche de matière conductrice de l'électricité peut présenter toute forme désirée (feuille, grillage, dépôt, etc ...) et être réalisée en toute matière présentant des propriétés de conduction électrique appropriées, telle que par exemple un métal ou, de préférence, une matière composite fibres-résine. Dans ce dernier cas, cette matière composite peut avantageusement être à base de fibres de carbone. Bien entendu, la matière constitutive dudit corps peut être de toute nature appropriée, telle que élastomère dopé à l'hexaferrite. Lorsque ladite matière présente, de façon connue, une structure alvéolaire, par exemple du type nid d'abeilles, elle peut être réalisée en un papier de fibres aramide, tel que celui connu commercialement sous le nom de NOMEX. Elle peut éventuellement être imprégnée d'une résine, par exemple phénolique, éventuellement chargée de particules, telles que des particules de carbone. Avantageusement, les alvéoles dudit corps sont ouverts et sont obturés à leurs extrémités ouvertes, respectivement par ledit revêtement de peinture ionisable et par ladite couche de matière conductrice. Afin de faciliter l'application dudit revêtement de peinture ionisable sur ledit corps alvéolaire, il est alors avantageux de disposer une peau isolante entre celui-ci et ledit revêtement. Une telle peau isolante est de préférence à base de fibres aramide ou de fibres de quartz et présente avantageusement une structure composite ayant une armature de fibres noyée dans une resine durcissable, par exemple phénolique. On remarquera qu'une telle peau fait partie intégrante dudit revêtement électriquement isolant très faiblement conducteur. La figure unique du dessin annexé fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Elle illustre schématiquement en coupe partielle un mode de réalisation de la pièce conforme à la présente invention. L'exemple de réalisation de la pièce P10, conforme à la présente invention et représenté schématiquement en coupe transversale sur la figure unique, comporte un corps ou âme centrale 10 en une matière absorbant les ondes radar. L'âme 10 de la pièce P10 présente une structure alvéolaire en nid d'abeilles, dont les alvéoles 10A sont séparés les uns des autres par des parois 10B. A une de leurs extrémités 10E, dirigée vers un éventuel foudroiement et d'éventuelles ondes radar, les alvéoles 10A sont obturés par une peau électriquement isolante ou peu conductrice 11, par exemple réalisée en fibres aramide noyées dans une résine époxyde durcie. Sur sa face externe, la peau 11 porte un revêtement 12 de peinture ionisable, constitué d'une ou plusieurs couches de cette peinture. A leur autre extrémité 10I, opposée à la foudre et à l'arrivée des ondes radar, les alvéoles 10A de l'âme 10 sont obturés par une peau électriquement conductrice 13, par exemple réalisée en fibres de carbone liées par une résine durcie et éventuellement chargée de particules de carbone. Les peaux 11 et 13 sont solidarisées de l'âme 10 par collage. Le revêtement 12 est normalement isolant, en l'absence de champ électrique. Si la pièce P10 est foudroyée, un champ électrique intense s'établit entre la foudre et la couche 13, à travers le revêtement 12 et l'âme peu conductrice 10. Par suite, le revêtement 12 est le siège d'une émission d'ions et il se forme une couche d'air ionisé à la surface externe 12E dudit revêtement 12. Il en résulte que, comme expliqué ci-dessus, la section de l'impact de la foudre est élargie au point de ne pouvoir endommager ni le revêtement 12, ni l'âme 10. Au fur et à mesure des foudroiements, la peinture ionisable 12 sé sublime progressivement et il est donc prudent d'appliquer quelques couches d'une telle peinture épisodiquement, par exemple lors d'une période de maintenance dudit ensemble structural (aéronef) auquel appartient la pièce P10. On voit donc que la mise en place initiale du revêtement 12 et l'entretien ultérieur de celui-ci sont particulièrement simples, puisque se limitant à l'application de couches de peinture. De plus, un tel revêtement est extrêmement léger et n'intervient pratiquement pas sur la masse dudit ensemble structural. Enfin, on remarquera que ledit revêtement peut supporter plusieurs foudroiements avant d'être restauré par application de nouvelles couches de peinture ionisable. De plus, si, en dehors de tout foudroiement, des ondes radar sont dirigées sur la pièce P10, du côté de la surface externe 12E du revêtement 12, lesdites ondes radar traversent sans obstacle le revêtement 12 et la peau 11 (tous deux peu conducteurs de l'électricité) et pénètrent à l'intérieur desdits alvéoles 10A. Ils y engendrent des courants induits, circulant et se dissipant dans les parois 10B desdits alvéoles et se fermant par la peau conductrice 13, comme cela est illustré par des flèches. Les ondes radar sont donc absorbées et la pièce P10 est furtive vis-à-vis de ces ondes radar. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la réalisation d'une pièce (P10) furtive aux ondes radar et protégée contre la foudre, ladite pièce comportant un corps (10) en une matière absorbant les ondes radar ayant une surface externe (10E) et une surface interne (10I) séparées l'une de l'autre par de la matière dudit corps (10), ladite surface externe étant directement exposée au foudroiement et aux ondes radar et recouverte d'un revêtement électriquement isolant ou très faiblement conducteur, alors que ladite matière dudit corps se trouvant entre lesdites surfaces externe et interne est interposée sur le trajet de la foudre et des ondes radar en direction de ladite surface interne (10I), caractérisé - en ce qu'on réalise ledit revêtement électriquement isolant ou très faiblement conducteur de ladite surface externe (10E) au moins en partie en une peinture ionisa ble ; et - en ce que, sur ladite surface interne (10I), on dispose une couche (13) d'une matière conductrice de l'électrici- té. 2. Pièce (P10) furtive aux ondes radar et protégée contre la foudre, ladite pièce comportant un corps (10) en une matière absorbant les ondes radar ayant une surface externe (10E) et une surface interne (10I) séparées l'une de l'autre par de la matière dudit corps (10), ladite surface externe étant directement exposée au foudroiement et aux ondes radar et recouverte d'un revêtement électriquement isolant ou très faiblement conducteur, alors que ladite matière dudit corps se trouvant entre lesdites surfaces externe et interne est interposée sur le trajet de la foudre et des ondes radar en direction de ladite surface interne (10I), caractérisée - en ce que ledit revêtement électriquement isolant ou très faiblement conducteur est formé au moins en partie par de la peinture ionisable (12) ; et - en ce que ladite surface interne (10I) porte une couche (13) d'une matière conductrice de l'électricité. 3. Pièce selon la revendication 2, caractérisée en ce que ladite couche (13) de matière conductrice de l'électricité est en matière composite à base de fibres électriquement conductrices. 4. Pièce selon la revendication 3, dans laquelle ladite matière absorbant les ondes radar et constitutive dudit corps (10) présente une structure alvéolaire, caractérisée en ce que les alvéoles (10A) dudit corps (10) sont ouverts, en étant obturés à leurs extrémités ouvertes, respectivement par ledit revêtement (12) de peinture ionisable et par ladite couche (13) de matière conductrice. 5. Pièce selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'une peau isolante (11) est disposée entre ledit corps alvéolaire (10) et ledit revêtement (12) de peinture ionisable. 6. Pièce selon la revendication 5, caractérisée en ce que ladite peau isolante (11) est à base de fibres aramide ou de quartz. 7. Pièce selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que ledit corps alvéolaire (10) est formé par un papier de fibres aramide. 8. Pièce selon la revendication 7, caractérisée en ce que ledit corps alvéolaire (10) en papier de fibres aramide est imprégné d'une résine durcissable.