Brevet FR2745745A1 — publié le 19970912

PROCEDE DE FABRICATION D'UNE PIECE EN MATERIAU COMPOSITE COMPORTANT UNE CAVITE REVETUE D'UNE PROTECTION DE SURFACE L'invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce en matériau composite comportant une cavité revêtue d'une protection de surface. Elle s'applique en particulier à la réalisation de corps creux étanches, tels que par exemple des réservoirs ou des canalisations utilisés notamment dans les industries aéronautique, mécanique ou automobile. Il est connu de réaliser une pièce creuse en matériau composite par drapage de fibres imprégnées de résine autour d'un noyau expansible ayant approximativement la forme et les dimensions de la surface interne du corps creux à fabriquer. Le noyau ainsi drapé est introduit dans un moule démontable dont la surface interne a la forme du corps creux à fabriquer. Le noyau est ensuite mis en pression pendant qu'un traitement thermique est appliqué à l'ensemble pour obtenir la polymérisation de la résine. A la fin du cycle de polymérisation le corps creux en matériau composite est démoulé et le noyau est retiré. Pour obtenir une pièce creuse étanche, il peut être alors nécessaire d'appliquer un produit d'étanchéité sur la surface de la pièce. Cette opération peut se révéler très difficile lorsque la pièce creuse comporte des zones difficilement accessibles. Le but de l'invention est de résoudre ce problème et de réaliser un procédé de dépôt d'une protection de surface dans une cavité de pièce en matériau composite qui soit simple à mettre en oeuvre et qui permette d'obtenir une bonne étanchéité de la cavité. Pour cela, l'invention consiste à élaborer un noyau plein comportant une partie rigide interne et une partie externe constituée par une vessie gonflable, à déposer la protection de surface sur la vessie gonflable, à effectuer une cuisson du dépôt, à draper le noyau plein revêtu de la protection de surface avec des fibres imprégnées de résine, à évacuer la partie rigide interne du noyau et à effectuer la polymérisation de la résine. Après démoulage et enlèvement de la vessie gonflable, la cavité de la pièce creuse en matériau composite ainsi obtenue est revêtue de la protection de surface. Le dépôt de cette protection sur le matériau composite a été réalisé par transfert pendant la polymérisation de la résine. Selon l'invention, le procédé de dépôt d'une protection de surface dans une cavité de pièce en matériau composite est caractérisé en ce qu'il consiste - à élaborer un noyau plein comportant une partie rigide interne disposée à l'intérieur d'une vessie gonflable, - à déposer la protection de surface sur la vessie gonflable, - à effectuer la cuisson du dépôt de protection, - à draper des fibres imprégnées de résine autour du noyau plein recouvert de la protection de surface et à disposer le noyau plein ainsi drapé dans un moule, - à évacuer la partie rigide interne du noyau, - à effectuer la polymérisation de la résine en autoclave, - à démouler le matériau composite obtenu et à enlever la vessie gonflable. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront clairement dans la suite de la description donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en regard des figures annexées qui présentent - la figure 1 : une vue schématique en coupe du principe de réalisation d'un corps creux en matériau composite revêtu d'un dépôt de protection, selon l'invention - La figure 2 : les étapes principales du procédé de dépôt d'une protection de surface dans une cavité de pièce en matériau composite, selon l'invention. L'ensemble représenté sur la figure 1 comporte un moule en deux parties 1,2 dont la face interne a les dimensions et la forme extérieure du corps creux à fabriquer et un noyau plein 3, 7 dont la forme extérieure et les dimensions correspondent au profil interne du corps creux à réaliser. Le noyau plein 3, 7 comporte à l'intérieur d'une vessie gonflable 3 souple et élastique, une partie rigide interne 7 qui peut être constituée de matériaux divers, tels que par exemple du sable, ou une matière fusible, par exemple une cire, qui fond à une température de fusion inférieure à la température de polymérisation de la résine. La vessie gonflable 3 est revêtue d'une couche 4 d'un produit d'étanchéité sur lequel sont drapées des fibres 5 imprégnées de résine. Le noyau plein 3, 7 recouvert de la couche 4 d'étanchéité et drapé est placé à l'intérieur du moule 1,2. Un conduit 6 de dégazage du matériau drapé constitué par les fibres imprégnées de résine est aménagé dans le moule 1,2. Le procédé de dépôt de la protection de surface à l'intérieur d'un corps creux en matériau composite comporte les étapes suivantes décrites en liaison avec la figure 2. Dans une étape préliminaire est élaboré de manière connue un noyau plein comportant une vessie gonflable souple dont l'intérieur est rempli d'un matériau rigide. Dans une première étape 10, le dépôt d'un produit d'étanchéité est effectué sous forme de pellicule sur la surface de la vessie gonflable 3. Le produit d'étanchéité doit être souple de façon à pouvoir se déformer lors de la polymérisation de la résine et épouser le profil interne du corps creux à réaliser. Avantageusement le produit d'étanchéité peut être choisi dans la famille des élastomères. Le produit d'étanchéité peut être déposé au pinceau ou au pistolet suivant qu'il se présente sous forme de peinture ou de spray. En cas de forte adhérence du produit d'étanchéité sur la vessie gonflable 3, l'étape 10 peut être précédée d'une étape préliminaire de préparation de la surface de la vessie, cette préparation pouvant par exemple consister à appliquer un démoulant. Dans une deuxième étape 20, est effectuée une cuisson du dépôt, par exemple en plaçant le noyau plein revêtu du dépôt du produit d'étanchéité dans une étuve, à une température prédéterminée correspondant au durcissement du produit d'étanchéité choisi. Dans le cas où la partie rigide interne 7 du noyau est constituée par une matière fusible, la température de cuisson du dépôt est inférieure à la température de fusion de cette partie rigide interne. Dans une troisième étape 30, est effectué le drapage des fibres imprégnées de résine sur le noyau 3, 7 revêtu du produit d'étanchéité durci. Le drapage est effectué de façon classique par tout procédé connu. Le noyau drapé est ensuite placé dans le moule 1,2. Dans une quatrième étape 40, la partie rigide interne 7 du noyau est évacuée. Si la partie rigide interne 7 est constituée d'un matériau fusible, ce matériau fusible est évacué par chauffage de l'ensemble à une température inférieure à la température de polymérisation de la résine. Dans une cinquième étape 50, l'ensemble est placé dans un autoclave, non représenté, dans lequel est effectuée de façon connue, la polymérisation de la résine. L'autoclave assure d'une part, la mise en pression de la vessie 3 de manière à presser le matériau composite constitué par les fibres imprégnées de résine contre les parois du moule et réduire les porosités au sein du composite, et d'autre part, la mise en température de polymérisation de l'ensemble. Pour évacuer les produits volatiles qui peuvent se trouver emprisonnés entre la vessie et le moule, l'autoclave comporte une pompe à vide reliée au conduit 6 de dégazage du matériau composite. Dans une sixième étape 60, à la fin de l'opération de polymérisation, le composite est démoulé et la vessie gonflable est enlevée. La protection de surface reste solidaire du corps creux en matériau composite obtenu, son transfert de la vessie au matériau composite ayant été effectué pendant l'opération de polymérisation de la résine. Dans le cas où l'adhérence de la protection de surface sur le matériau composite est insuffisante, le procédé peut comporter en outre une étape supplémentaire consistant, après l'étape de cuisson du dépôt de protection, à effectuer une préparation de la surface du dépôt durci avant d'effectuer le drapage des fibres imprégnées de résine. Cette préparation peut consister par exemple à effectuer un sablage du dépôt de protection, ou à effectuer un dépôt d'un matériau primaire de liaison. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation précisément décrit et peut s'appliquer notamment pour effectuer d'autres types de dépôt de surface sans se limiter aux produits d'étanchéité. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une pièce en matériau composite comportant une cavité revêtue d'une protection de surface, caractérisé en ce qu'il consiste - à élaborer un noyau plein comportant une partie rigide interne (7) disposée à l'intérieur d'une vessie gonflable (3), - à déposer (10) la protection de surface sur la vessie gonflable (3), - à effectuer la cuisson (20) du dépôt de protection, - à draper (30) des fibres imprégnées de résine autour du noyau plein recouvert de la protection de surface et à disposer le noyau plein ainsi drapé dans un moule, - à évacuer (40) la partie rigide interne (7) du noyau, - à effectuer la polymérisation (50) de la résine en autoclave, - à démouler (60) le matériau composite obtenu et à enlever la vessie gonflable. 2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape (10) de dépôt de la protection de surface sur la vessie gonflable est précédée d'une étape préliminaire consistant à appliquer un démoulant sur la vessie gonflable. 3. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste en outre, après la cuisson du dépôt de protection, à effectuer une préparation de la protection de surface avant d'effectuer le drapage des fibres imprégnées de résine. 4. Procédé de fabrication selon la revendication 3, caractérisé en ce que la préparation de la protection de surface consiste à effectuer un sablage. 5. Procédé de fabrication selon la revendication 3, caractérisé en ce que la préparation de la protection de surface consiste à effectuer un dépôt d'un matériau primaire de liaison. 6. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la protection de surface est un produit d'étanchéité choisi dans la famille des élastomères. 7. Procédé de fabrication selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dépôt du produit d'étanchéité est effectué sous forme de pellicule.