Brevet FR2771074A1 — publié le 19990521

La présente invention concerne une structure de rangement, de type boîtier ou "rack", destinée à contenir notamment des équipements électroniques pour aéronefs ou hélicoptères. On sait que pour ce type de matériel embarqué, la légèreté, la résistance mécanique et la compatibilité électromagnétique, sont des contraintes de première importance. On connaît des structures de rangement de type boîtier ou rack réalisées soit en tôle métallique, par exemple en alliage léger, soit en composite monolithique à partir de cinq à dix plis de tissu de fibres de verre ou de carbone, préimprégné de résine et polymérisé en autoclave. Les structures de ce type sont relativement lourdes, coûteuses compte tenu du prix des matières utilisées et de la main d'oeuvre nécessaire, notamment dans le cas du composite monolithique qui nécessite des opérations de drapage des plis longues et méticuleuses. La présente invention propose une structure de rangement de type nouveau qui présente l'avantage de la légèreté, de la résistance aux efforts mécaniques et d'un faible coût de fabrication, tout en conservant des épaisseurs de parois de même ordre que la tôle métallique ou du composite monolithique, c'est-à-dire sans accroissement du volume hors-tout de ladite structure de rangement. A cet égard, l'invention concerne une structure de rangement ou boîtier présentant au moins une paroi mince, caractérisée en ce que ladite paroi est formée par deux peaux rigides entre lesquelles est emprisonné un noyau en mousse, chaque peau étant constituée par un empilement polymérisé d'au maximum trois plis d'un tissu de fibres imprégné de résine, l'épaisseur totale de ladite paroi étant inférieure à cinq millimètres. De préférence, notamment pour des applications aéronautiques, chaque peau est constituée de seulement deux plis du tissu de fibres imprégné de résine, chacun des plis étant d'une épaisseur inférieure à 0,3 mm, de préférence comprise entre 0,2 et 0,3 mm. De préférence encore, le noyau en mousse est d'une épaisseur comprise entre 1 et 3 mm et présente une densité faible, de l'ordre de 100 kg au m3 Selon les applications, la forme générale du boîtier peut varier : parallélépipèdique à parois planes ou courbes, ou même éventuellement cylindrique. Ainsi, le boîtier, selon une forme de réalisation préférée, peut être constitué de plusieurs parois solidaires les unes des autres par leurs bords adjacents, chaque paroi étant constituée d'un sandwich avec noyau en mousse et peaux extérieure et intérieure. L'invention concerne également, par ailleurs, un procédé de fabrication d'un boîtier du type ci-dessus, dans lequel on utilise une forme préétablie dont une partie au moins de la configuration externe correspond à la configuration interne du produit que l'on veut obtenir et caractérisé en ce que: - on recouvre intégralement ladite partie de configuration externe de la forme d'un empilement constitué au maximum de trois plis de tissu de fibres imprégné de résine, - on place sur ce premier empilement un noyau de mousse, - on recouvre ce noyau de mousse d'un deuxième empilement d'au maximum trois plis d'un tissu de fibres imprégné de résine, en faisant en sorte qu'il couvre toute la surface dudit noyau, - ensuite de quoi, on procède, de façon connue en soi, à la polymérisation de l'ensemble, par passage en autoclave ou à défaut en étuve, et on extrait ladite forme de l'ensemble polymérisé résultant. On décrira à présent l'invention, à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 représente en perspective un boîtier réalisé selon l'invention; - la figure 2 est une coupe partielle d'un flanc du boîtier, selon la ligne II-II de la figure 1; - la figure 3 est une coupe partielle du fond du boîtier, selon la ligne III-III de la figure 1; et - les figures 4a, 4b, 4c représentent schématiquement trois phases du procédé de fabrication d'un boîtier selon l'invention. A la figure 1, on a représenté un boîtier de forme générale parallélépipèdique comportant un fond 1, deux flancs latéraux 2 et 3, une paroi arrière 4 et un retour supérieur 5, toutes les parois du boîtier étant planes et perpendiculaires les unes aux autres. On notera cependant qu'il s'agit là d'une forme de réalisation donnée en exemple et nullement limitative, l'invention portant essentiellement sur la structure même des parois, comme on le verra par la suite. C'est ainsi que l'invention pourrait également s'appliquer à un boîtier présentant un nombre de parois plus réduit ou dont les faces pourraient avoir une certaine courbure. Elle s'appliquerait même au cas d'un boîtier de forme générale courbe, par exemple cylindrique. Comme on le voit sur les figures 2 et 3, les parois du boîtier sont constituées par une structure sandwich comportant un noyau (6 pour les flancs 2,3, 7 pour le fond 1), formé par une plaque de mousse synthétique, par exemple de polyuréthane, et recouvert sur chacune de ses faces par deux peaux externe 2a et interne 2b constituées chacune par deux plis (respectivement P1, P2 et P3, P4) d'un tissu de fibres imprégné de résine. Le tissu peut être réalisé à base de fibres de verre, de carbone ou être hybride. La mousse constituant le noyau est une mousse de faible densité, de l'ordre de 100 kg par m Dans le cas des flancs 2, 3 (figure 2), le noyau 6 de mousse a une épaisseur el de 1 mm, tandis que chacun des plis de tissu imprégné P1-P2 a une épaisseur de 0,21 mm, ce qui donne une épaisseur El totale du flanc de 1,84 mm. Dans le cas du fond 1 (figure 3), pour obtenir une épaisseur totale E2 de 3,84mm, on utilise un noyau 7 d'épaisseur e2 de 3 mm, l'épaisseur de chacun des plis étant toujours de 0,21mm. Cette épaisseur supérieure du fond assure une rigidité générale du boîtier, ainsi qu'une tenue en flexion horizontale et verticale lui permettant de ne pas se déformer sous des efforts provenant du poids des équipements que le boîtier est destiné à recevoir. Pour réaliser le boîtier, on procède de la manière suivante: Sur une forme préétablie 12 dont une partie de la configuration externe, dite partie utile, correspond à la configuration interne du boîtier, on drape deux plis 13 et 14 d'un tissu de fibres préimprégné de résine (figure 4a) de telle manière que le tissu recouvre toute la superficie de ladite partie utile de la forme pour obtenir le produit final. L'épaisseur e3 de ce drapage est de 0,42 mm. On notera que dans les trois figures 4a à 4c, on a représenté à gauche une demi-coupe au niveau des flancs 2,3 de la forme et à droite, une demi-coupe au niveau de l'emplacement où sera constitué le retour supérieur 5 du boîtier. Cette ligne de coupe est schématisée par la ligne A-A sur la figure 1. Comme le montre la figure 4b, on dépose ensuite sur le premier drapage ou empilement 13,14, une plaque de mousse 16 destinée à former le noyau du fond de boîtier, cette plaque ayant une épaisseur de 3 mm. Les extrémités latérales 18 de la plaque 16 débordent légèrement par rapport au drapage 13,14 et leur arête inférieure 17 est biseautée de façon à faciliter le drapage ultérieur des plis 20,21 de la peau externe comme on le voit à la figure 4c. Sur les côtés, on applique contre les parties latérales du premier drapage 13,14, des plaques de mousse 19 d'une épaisseur de 1 mm, donc inférieure à celle de la plaque de fond, les bords inférieurs 15 de ces plaques latérales venant en appui contre les extrémités débordantes 18 de la plaque 16 de fond. Pour former le retour supérieur 5 du boîtier, une plaque de mousse 20 est placée sur la partie supérieure de la forme de telle sorte que ses bords 10 viennent en appui contre les extrémités supérieures 11 des plaques 19. I1 ressort de la figure 4c que la plaque de mousse 20 a sensiblement la même épaisseur que la plaque 16. On comprendra que les plaques 16,19,20 ont été prédécoupées à la dimension de chacune des faces 1-5 et mises en place de manière que les bords des plaques se chevauchent. Ensuite (figure 4c), on drape par dessus les plaques de mousse 16,19,20 deux plis 21,22 de tissu de fibres imprégné de résine ayant la même épaisseur globale e3 que les plis 13,14du premier drapage, ce qui donne au total une épaisseur El au niveau des flancs 2,3 et E2 au niveau du fond 1. Il suffit ensuite de procéder à la polymérisation des nappes de tissu par passage en autoclave ou à défaut en étuve et d'extraire la forme 12 pour obtenir, après extraction de la forme, le boîtier de la figure 1. Comme indiqué plus haut, la forme d'exécution décrite en relation avec les dessins ne constitue qu'un exemple non limitatif. En particulier, le noyau de mousse pourrait être constitué par une seule plaque de mousse monobloc couvrant l'ensemble des faces du boîtier. REVENDICATIONS 1. Boîtier constitué d'au moins une paroi mince, caractérisé en ce que ladite paroi (1-5) est formée par deux peaux rigides (2a,2b) entre lesquelles est emprisonné un noyau de mousse (6 -7), chaque peau étant constituée par un empilement polymérisé d'au maximum trois plis (P1,P2 P3,P4) d'un tissu de fibres imprégné de résine, l'épaisseur totale (El,E2) de la paroi étant inférieure à 5 millimètres. 2. Boîtier selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque peau (2a,2b) est constituée de deux plis (P1,P2 ; P3,P4) d'un tissu de fibres imprégné de résine. 3. Boîtier selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque pli (P1,P2 ; P3,P4) constitutif des peaux (2a,2b) a une épaisseur comprise entre 0,2 et 0,3 mm. 4.Boîtier selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'épaisseur du noyau de mousse (6,7) est compris entre 1 et 3 mm. 5. Boîtier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chacun des plis (P1,P2 ; P3,P4) constituant les peaux (2a,2b) s'étend sur l'intégralité de la paroi. 6. Boîtier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs parois (1,5) solidaires les unes des autres par leurs bords adjacents, chaque paroi étant constitué d'un sandwich avec noyau en mousse (6,7) et peaux extérieures (2a) et intérieures (2b) en tissu de fibres imprégné de résine. 7. Boîtier selon la revendication 6, caractérisé en ce que les parois (1,5) sont sensiblement planes et disposées à angle droit. 8. Procédé de fabrication d'un boîtier selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, utilisant une forme (12) préétablie dont une partie au moins de la configuration externe correspond à la configuration interne du boîtier à obtenir, caractérisé en ce que: - on recouvre intégralement ladite partie de configuration externe de la forme (12) d'un empilement constitué au maximum de trois plis (13, 14) de tissu de fibres imprégné de résine, - on place sur ce premier empilement un noyau de mousse (16, 19) - on recouvre ce noyau de mousse d'un deuxième empilement d'au maximum trois plis (21,22) de tissu de fibres imprégné de résine, de manière à recouvrir toute la surface dudit noyau de mousse, - ensuite de quoi on procède, de façon connue en soi, à la polymérisation de l'ensemble et l'on extrait la forme de l'ensemble polymérisé résultant. 9. Procédé selon la revendication 8 permettant de réaliser un boîtier selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, présentant plusieurs faces sensiblement planes et perpendiculaires, caractérisé en ce que le noyau de mousse est prédécoupé en plaques (16,19,20) à la dimension de chacune des faces (1-5) et mis en place de manière que les bords (15,18 ; 10,11) des plaques se chevauchent. 10. Procédé selon la revendication 8 pour réaliser un boîtier selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le noyau est constitué par une seule plaque de mousse monobloc couvrant l'ensemble des faces du boîtier.