Brevet FR2782529A1 — publié le 20000225

La présente invention concerne un matériau poreux, ayant de bonnes caractéristiques mécaniques, dont la surface peut être fortement non développable, et son procédé de fabrication. Elle s'applique en particulier dans le cas o l'on souhaite obtenir un matériau poreux structural pour la réalisation de parois acoustiques sandwich en matériaux composites à âme nidabeille. Une solution bien connue de matériau poreux est l'utilisation de feutres métalliques associés à des grilles ou des tôles perforées. Cette solution ne permet pas la réalisation des parois aux surfaces fortement non développables et est pénalisée par une masse et un prix important. Une autre solution consiste en l'utilisation de matériaux issus des techniques des poudres. Cette solution, par le coût de ses outillages et sa fragilité, ne lui permet pas d'être compétitive industriellement. Des solutions ne faisant pas appel aux matériaux précédents peuvent être utilisées pour obtenir les caractéristiques de porosité recherchée. Ces solutions sont généralement élaborées à partir de matériaux non tissés. Le principal inconvénient de cette approche est de ne pas fournir des qualités mécaniques acceptables pour l'élaboration d'une structure mécanique. L'objet de l'invention est de réaliser un matériau à la porosité contrôlée, formable sur une surface complexe, léger, tout en présentant des performances structurales adaptées à l'utilisation dans une structure mécanique. Cette structure mécanique peut être, par exemple, une structure sandwich composite à âme nidabeille de forme plane ou non développable. A cet effet, notre invention comporte une trame structurale imprégnée de résine thermodurcissable, sans saturation de résine, de telle sorte que des porosités régulièrement réparties soient crées en quantité contrôlée lors de la polymérisation de la résine. Avant polymérisation de la résine, le matériau selon notre invention peut être mis en forme pour réaliser des formes planes ou complexes. Après polymérisation, comme peau d'une structure sandwich composite à âme nidabeille monocouche ou peau externe et paroi interne d'un multicouche de forme plane ou complexe, le matériau poreux selon l'invention confère à cette structure de bonnes propriétés mécaniques et d'excellentes propriétés acoustiques. Associées à un revêtement de surface décoratif poreux, les structures précédentes peuvent être utilisées comme structures acoustiques décoratives. Selon un autre aspect, l'invention a également pour objet le procédé de fabrication du matériau poreux tel que décrit précédemment caractérisé en ce qu'on imprègne un tissu sec par une résine de préimprégnation thermodurcissable en exerçant une pression sous une température adaptée. Cette imprégnation est effectuée de manière à ne pas saturer le tissu par la résine. On obtient alors un semi-produit poreux. Un procédé de fabrication selon l'invention consiste à superposer deux tissus l'un pré imprégné avec une résine thermodurcissable, et l'autre sec, ou à placer le tissu préimprégné entre deux tissus secs. L'ensemble est ensuite placé entre une bache à vide et un support étanche. L'application du vide et de la température assure un transfert de résine adapté et la création de un ou 2 tissus poreux comme indiqué fig. 1. Un autre procédé de fabrication (fig. 2) du matériau selon l'invention consiste à utiliser les superpositions de tissus précédents et les faire défiler entre des rouleaux presseurs, la vitesse, la pression et la température étant adaptées au taux de porosité désiré selon. Les tissus sont ensuite séparés. Un troisième procédé de fabrication du matériau selon l'invention, fig. 3, consiste à réaliser une imprégnation d'un tissu sec à l'aide d'une résine de préimprégnation en déposant la résine sur un coté du tissu sec celui-ci étant ensuite tiré entre deux rouleaux calandreurs, la vitesse, la pression et la température étant adaptées à la réalisation du taux de porosité désiré. Pour les deux procédés précédents, il peut être intéressant de placer des films de protection non adhérents entre chaque couche de tissu afin de faciliter son utilisation. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 4 représente en perspective le matériau doté de porosités 7, polymérisé ou non qui comporte une armure textile en tissu 5 (verre, carbone, kevlar ou des hybrides de ces fibres) imprégnée d'une résine thermodurcissable 6. La figure 5 représente le matériau poreux 1 lié par un film de colle 2 à un nidabeille 3 et à une peau composite 4 le tout constituant un sandwich structural possédant de bonnes propriétés acoustiques. La figure 6 représente le matériau poreux 1 utilisé comme peau externe et peau interne d'un sandwich composite à double couche. Les références des constituants sont identiques à celles de la figure 5. La figure 7 représente le matériau poreux 1 utilisé pour les 2 peaux externes d'un sandwich composite. Les références des constituants sont identiques à celles de la figure 5. Dans cette application, la paroi peut être associée à un isolant thermique, situé près d'une paroi rigide, une cellule d'avion notamment. La figure 1 représente le procédé de réalisation sous vide à partir d'un préimprégné 9 et d'un tissu sec. Le procédé permet d'obtenir un matériau poreux 1. Il peut permettre d'obtenir en une opération deux matériaux poreux 1 et 8. La mise sous vide est assurée à l'aide d'une bache à vide 10 La figure 2 représente le procédé de réalisation du matériau poreux 1 à l'aide de tambours presseurs cylindriques 12. Le tissu sec 11 est imprégné sous pression par transfert de la résine du tissu préimprégné 9. Le procédé peut permettre d'obtenir en une opération deux matériaux poreux 1 et 8, dans ce cas un deuxième tissu sec 14 est nécessaire. La figure 3 montre la réalisation du matériau poreux 1 par imprégnation directe de résine de préimprégnation 13 sur une face d'un tissu sec. REVENDICATIONS 1. Matériau poreux, non métallique caractérisé en ce que sa structure est une armure tissée, incomplètement mais régulièrement imprégnée de résine de préimprégnation non polymérisée de façon à présenter des porosités régulièrement espacées. 2. Matériau selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'armure utilisée est un tissu structural constitué de fibres continues tressées. 3. Matériau selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le matériau est polymérisé après mise en forme et possède de bonnes propriétés mécaniques. 4. Structure composite utilisant le matériau poreux selon revendication 3 caractérisée en ce que le matériau est utilisé pour la réalisation d'une peau d'un sandwich structural en matériau composite l'âme étant constituée d'un nidabeille et la seconde peau étant un composite plein. 5. Application de la structure composite selon la revendication 4 caractérisée en ce que cette structure constitue une paroi acoustique permettant de réduire le bruit. 6. Structure composite utilisant le matériau poreux selon revendication 1 ou 3 caractérisée en ce que le matériau est utilisé pour la réalisation des peaux d'un sandwich structural bicouche en matériau composite, les 2 âmes étant constituées d'un nidabeille. 7. Structure composite selon la revendication 5 ou 6 caractérisée en ce que une des peaux externe est un composite plein. 8. Structure composite selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que le matériau poreux est recouvert d'un matériau décoratif poreux. 9. Procédé de fabrication du matériau selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il consiste en une mise en contact sous pression d'un tissu sec et d'un tissu préimprégné à l'aide de rouleaux presseurs selon une température, une vitesse, et une pression suffisante. 10. Procédé de fabrication du matériau selon la revendication 1 caractérise en ce qu'il consiste en un dépôt de résine de préimprégnation sur un tissu sec suivi d'un passage entre des rouleaux calandreurs selon une température, une vitesse, une pression et une quantité de résine suffisante.