Brevet FR2742492A1 — publié le 19970620

L'invention concerne un procédé d'assemblage de structures préfabriquées construites en matériau composite, notamment de tronçons ou anneaux de coques de navires, ainsi que l'assemblage obtenu selon ce procédé. Les structures en matériau composite consistent en un empilement de couches de matériaux de renfort ou tissus, tels que fibres de verre, de carbone, ou d'aramide, et de couches de résine. Elles sont obtenues par polymérisation des différentes couches ou stratification de contact. On connait des techniques d'assemblage par soudage de tronçons ou d'anneaux préfabriqués composant une structure de navire, qui sont en acier ou en alliages d'aluminium. Les matériaux composites ne se soudant pas, il a été conçu d'autres systèmes d'assemblage mettant en oeuvre des technologies de collage par recouvrement ou par confection de bords tombés ou encore par réalisation de joints à partir de couches de matériau composite disposées en gradins. Ces technologies de collage n'ont pas permis d'atteindre des niveaux d'efforts de rupture de l'assemblage de l'ordre de ceux tenus par le matériau composite de base dont sont constituées les structures à assembler. L'invention a donc pour but de proposer un procédé d'assemblage d'éléments préfabriqués construits en matériau composite, notamment de tronçons ou anneaux de coques de navires, qui permette à l'assemblage de tenir des niveaux d'efforts de rupture de l'ordre de ceux du matériau composite constitutif des structures à assembler. L'invention a aussi pour but de proposer un assemblage de deux structures selon le procédé de l'invention. L'invention a pour objet un procédé d'assemblage de deux structures préfabriquées construites en matériau composite présentant deux faces, I'une interne, I'autre externe, notamment de tronçons ou anneaux de coques de navires, caractérisé par la succession des étapes suivantes: dédoublement dans une zone dite d'assemblage des bords de chacune des deux structures à assembler, par séparation en deux moitiés des tissus constitutifs du matériau composite, pour dégager un espace entre ces deux moitiés, 2 2742492 -intercalement et centrage d'un insert entre les deux moitiés des tissus constitutifs du matériau composite de chaque bord de structure, -collage de l'insert sur chacune de ces deux moitiés, -boulonnage de I'insert, -pose d'une couche de matériau composite de faible épaisseur sur chaque face de la structure, pour constituer la continuité de surface de l'ensemble des deux structures. Dans un mode de réalisation préférentiel, I'insert est en métal ou 1o en matériau composite. De préférence, I'insert est calé par un matériau de remplissage pouvant être une résine, placé entre les deux moitiés de tissus constitutifs du matériau composite. L'insert peut aussi être calé par des pièces en forme de coin pouvant être en métal ou en matériau composite. Préférentiellement, I'insert est vissé par des boulons pouvant être en métal ou en matériau composite. L'invention a aussi pour objet un assemblage de deux structures, caractérisé en ce qu'il inclut un insert intercalé, centré et collé dans une zone d'assemblage, selon le procédé de l'invention. D'autres caractéristiques apparaitront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel appliqué à l'assemblage de deux tronçons de navire devant former un bordé de carène;cet exemple est donné à titre illustratif et non limitatif, à l'aide de la figure unique annexée représentant l'assemblage des deux tronçons selon l'invention. Sur cette figure, on a représenté deux tronçons ou structures 1 entrant dans la constitution d'un bordé de carène, qui présentent une face interne 7 et une face externe 8. Les structures 1 sont en matériau composite de haute résistance. Le procédé selon l'invention consiste dans un premier temps à dédoubler ou séparer en deux moitiés d'épaisseur de tissus, dans une zone d'assemblage 9, les deux bords de chaque structure 1 construite en matériau composite. 3 2742492 Les deux moitiés d'épaisseur de tissus dégagent un espace destiné à recevoir un insert métallique 2 pouvant être en acier, acier inox ou en alliage d'aluminium résistant à la corrosion marine. L'insert 2 peut aussi être en matériau composite de haute résistance, à base de fibres de carbone, de verre ou d'aramide. Auparavant, un matériau de remplissage 4 aura été collé dans le fond de l'espace compris entre les deux moitiés d'épaisseur de tissus de chaque bord de structure, pour caler l'insert. Le matériau de remplissage peut être une résine. Le calage de l'insert peut aussi être réalisé par deux 1o pièces en forme de coin, chacune étant collée dans l'espace compris entre les deux moitiés d'épaisseur de tissus de chaque bord de structure. L'insert 2 est collé de part et d'autre par un film de colle 6 sur chacune des deux moitiés d'épaisseur de tissus. L'insert 2 aura été centré avant collage dans la zone d'assemblage 9 entre les moitiés d'épaisseur de tissus de chaque bord de structure 1. Une couche 5 de matériau composite de faible épaisseur est ajoutée soit par collage soit par stratification dans la zone d'assemblage 9, pour constituer la continuité de surface du bordé de carène de part et d'autre des faces 7 et 8. L'insert 2 est ensuite maintenu par des boulons 3, dont les têtes sont vissées du côté de la face externe 8. Les boulons sont en acier, acier inox, alliage d'aluminium ou en tout autre matériau métallique ou composite offrant une bonne tenue mécanique et résistance à la corrosion marine. Une plaque intercalaire métallique peut être placée de part et d'autre de l'insert 2. L'assemblage selon l'invention permet de résister à des efforts de rupture supérieurs à celle du matériau de base de la zone hors assemblage, et pouvant atteindre 65 tonnes pour une bande de structure de largeur 100 mm et d'épaisseur 20 mm. Le procédé selon l'invention est applicable à des structures entrant dans la constitution de tous types de navires, tels que des patrouilleurs ou des chasseurs de mines. 4 2742492 REVENDICATIONS 1.Procédé d'assemblage de deux structures préfabriquées construites en matériau composite présentant deux faces, I'une interne, l'autre externe, notamment de tronçons ou anneaux de coques de navires, caractérisé par la succession des étapes suivantes: -dédoublement dans une zone dite d'assemblage (9) des bords de chacune des deux structures (1) à assembler, par séparation en deux moitiés des tissus constitutifs du matériau composite, pour dégager un espace entre ces deux moitiés, - intercalement et centrage d'un insert (2) entre les deux moitiés des tissus constitutifs du matériau composite de chaque bord de structure (1), -collage de I'insert (2) sur chacune de ces deux moitiés, - boulonnage de l'insert (2,3), -pose d'une couche de matériau composite (5) de faible épaisseur sur chaque face de la structure (1), pour constituer la continuité de surface de l'ensemble des deux structures. 2.Procédé d'assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'insert (2) est en métal ou en matériau composite. 3.Procédé d'assemblage selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que l'insert (2) est calé par un matériau de remplissage placé entre les deux moitiés de tissus constitutifs du matériau composite, pour chaque bord de structure. 4.Procédé d'assemblage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le matériau de remplissage est une résine. 5.Procédé d'assemblage selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que l'insert est calé par deux pièces en forme de coin, collées dans l'espace compris entre les deux moitiés d'épaisseur de tissus de chaque bord de structure (1). 2742492 6.Procédé d'assemblage selon la revendication 5, caractérisé en ce que les pièces en forme de coin sont en métal ou en matériau composite. 7.Procédé d'assemblage selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les boulons (3) sont en métal ou en matériau composite. 8.Assemblage de deux structures, caractérisé en ce qu'il inclut un io insert (2) intercalé, centré et collé dans une zone d'assemblage (9), selon le procédé de l'une des revendications 1 à 7.