Brevet FR2837122A1 — publié le 20030919

f. PROCEDE DE DECAPAGE DE PIECES EN MATERIAU METALLIQUE OU COMPOSITE, RECOUVERTES D' UN REVETEMENT ET DISPOSITIF POUR LA MISE EN UVRE DU PROCEDE. L' invention concerne un procede de decapage de pie ces en materiau metallique ou composite, recouvertes d'un revetement, ces pieces pouvant etre par exemple des pieces deposees d'engins de transport. Les engine de transport qu'il s'agisse d'avions de bateaux, de voitures de trains, vent recouverts d'une ou plusieurs couches de peinture qu'il est necessaire de maintenir en etat car elle(s) contribue(nt) a la protection de la surface de l'engin. Cet entretien consiste a proceder periodiquement a un decapage de leur surface pour oter le revetement an cien altere et a repeindre cette surface. Ceci est ca pital plus part iculierement pour le s avions etant donne les contraintes qutils subissent et les risques encou rus en cas de mauvais entretiens. Pour proceder a cette operation on demonte certai nes pieces de l'engin, et on les decape separement de l'engin. Ces pieces vent denommees dans la suite pieces deposees. On rencontre tout particulierement ce probleme dans l'aeronautique. En effet un grand nombre de pieces de posees doivent faire ['objet d'un traitement de deca page independamment du fuselage de l'avion par exem ple: - les pales elevateur, le radome, les jantes, les aerofreins, les j antes d'atterrissage. 2 2837122 Les pieces a decaper peuvent etre constituees de materiaux metalliques par exemple en aluminium ou en acier. Mais elles peuvent egalement etre constituees de materiaux composites comme les fibres de carbone ou les relines. Les pieces peuvent etre de formes differentes et constituer des supports recouverts ou non d'une couche de protection telle qutune peinture ou qu'un vernis. Les pieces peuvent en outre avoir une surface lisse ou presentant un relief, par exemple une structure en nid d'abeille. Le procede s'applique egalement au decapage des pieces de maniere a oter le revetement qui s'est depose au cours des utilisations successives, ce revetement n'etant autre que des poussieres et des impuretes de nature diverges (graisse, insectes colles). Lorsque le decapage d'une surface est opere indus triellement, se pose le probleme de la pollution et du traitement des dechets obtenus a l' issue de cette ope ration. Aujourd'hui cette question est prise en compte par les organismes nationaux et intergouvernementaux et a about) a une reglementation qui dans la decennie a venir doit conduire a la suppression de techniques pol luantes et tendre vers zero dechets. Un autre probleme est rencontre dans le domaine du decapage de s engine tout part icul ierement dans le do maine de l'aeronautique y compris pour le decape des pieces deposees: il s'agit du cout entralne par cette operation du fait en particulier des temps d'immobilisation des engine qu'entralne cette opera tion. 3 2837122 En etfet, le dAcapage d'un avion et des piAces dA- posdes entralne 1'immobilisation du matAriel pendant une durAe trop importante avec les procAdAs de dcapage classiques employs ce jour. En pratique cette immo- bilisation impose d'avoir des engins de remplacement. On comprend donc l' importance de rAduire le coCt de telles opArations ne serait-ce qu'en rAduisant la durAe d'immobilisation du matAriel dAcaper. Pour un avion, une seule journAe d'immobilisation en moins reprAsente un gain Anorme pour la compagnie d'aviation qui exploite cet avion. A ce jour plusieurs techniques sont employes pour raliser le dAcapage des piAces dAposes et fuselage de l'avion. On va citer tout d'abord, le dAcapage qualifiA de mAcanique. Ce dAcapage est ralis manuellement par un technicien au moyen d'une poncause classique c'est dire d'un outil muni d'un disque abrasif. [e dcapage mAcanique des piAces dAposes prdsente l'inconvAnient de donner d'assez mauvais rAsultats dus l'imprAcision de cette technique. D'une part elle ne permet pas de dcaper correctement les zones difficiles d'accAs des piAces et d'autre part, il est impossible avec une poncause de ne pas alt6rer le substrat support du revAtement dans la mesure oL ce revAtement est de trs falble Apaisseur comme c'est le cas de la peinture sur un avion. La ponceuse enlAve inAvitablement une couche du substrat. Cela entralne une usure prAcoce du matAriau voire mAme une dAtArioration de certaines pi6- ces, par exemple des rivets ce qui soulAve des problA 4 2837122 mes de securite lorsque les pieces endommagees ne vent pas changees. Une autre technique est egalement employee a ce jour, il stagit du decapage chimique. Le decapage chi mique procure de bons resultats sur le plan de la qua- lite. Cependant, la technique est polluante pour l'envi- ronnement, nocive pour les technicians qui la mettent en muvre et les couts vent eleves. On peut citer egalement les techniques de decapage par projection d'un media plastique ou amylace (ami don). En effet, la projection d'un media plastique pro voque une alteration de l'etat de surface et a fait ['objet de developpements pour realiser le decapage des d'engins tels que les avions. La projection de media amylace procure de bons re- sultats. Cependant dans les deux cas: projection de media plastiques ou amylaces, on est en presence de vo- lumes de dechets a recycler non negligeables. Cette technique provoque une gene dans le travail puisque as- sez rapidement une masse importante de media abrasif et de dechets recouvre le sol autour des pieces. I1 est done necessaire de prevoir des moyens pour desencombrer l'environnement des pieces et le cas echeant, de pre voir des moyens de recyclage de produit retombant sur le sol. Une autre technique est egalement connue, il s'agit du decapage cryogenique. Selon cette technique on pro- jette des particules de grace hydrique (H20) ou de grace carbonique. De facon pratique, on ramollit le re- vetement avec un produit chimique puis on projette des s 2837122 particules de grace ou de C02 pour arracher le revete ment ramolli car la projection de particules cryogeni ques ne permet pas de decaper la surface, il faut avoir au prealable utilise un produit chimique ramollissant la peinture. Cette technique de decapage cryogenique consiste done a combiner deux techniques de decapage, le deca page chimique et le decapage mecanique. Wile presente par cons equent le s inconvenient s du decapage chimique: la pollution de l'environnement. Dans une technique voisine, au lieu d'etre chimique le ramollissement est thermique. On utilise alors des lampes Flash ou Xenon. Avec cette technique, il n'est pas possible d'envisager le decapage de pieces de grande superficie. De toute facon, cette technique est mal adaptee a une exploitation industrielle qui re quiert des performances en temps et en couts. La presente invention permet de remedier a ces in convenients. Le procede propose est non polluant. I1 permet de reduire les couts d' exploitation des pieces a decaper. L' invention propose un procede compatible avec une exploitation industrielle. L' invention propose egalement un dispositif de de capage non polluant presentant une grande autonomic et ne provoquant pas de gene ou d'entrave a la circulation pour les operateurs qui l'utilisent. En effet le dispositif propose dispose de sa propre source d'energie, de reserves suffisantes en produit abrasif et en air comprime conduisant a un nombre limi te d'arrets pour le reapprovisionnement. 6 2837122 L' invention a done plus particulierement pour objet un procede de decapage de pieces en materiau metallique ou composite recouvertes d'un revetement, principale ment caracterise en ce qu'il consiste a propulser sur ces surfaces au moyen d'un flux d' air comprime, des grains cryogeniques formes de particules de C02 et d'un additif constitue de particules synthetiques ou minera les. Selon le procede, la propulsion des grains cryoge nique peut etre realisee sur des surfaces presentant la temperature ambiante. Il ntest pas necessaire de proce der a un ramollissement thermique ou chimique de la surface a decaper. Les grains cryogeniques peuvent etre formes d'un agglomerat de 100% de particules de C02 poussant des particules d'additif collees sur l'agglomerat. Les grains cryogeniques peuvent egalement formes de % a 99% de C02 et de l a 5% d'additif. De preference, les grains cryogeniques ont une taille de l'ordre de 150 a 250 m. Les particules synthetiques ou minerales, ont une taille de l'ordre de 50 m. Selon une caracteristique du procede, la densite des particules dans le flux de gaz comprime qui sert a les propulser est de 0,8 a l,3. Selon une autre caracteristique du procede, le gaz comprime utilise est de l'air sec. 1a pression de l'air est de preference de l'ordre de l,5 bar, le debit de l'ordre de 20000L/minutes et la puissance du compresseur est de l'ordre de 50 CV. 7 2837122 Uo autre objet de la prAsente invention porte Aga- lement comme cela a AtA dit sor dispositif pour le dA- capage de piAces dAposes dont la surface est consti- tue d'un mat6riau mAtallique ou composite recouvert d'un revAtement principalement caractAris en ce qu'il comprend un dispositif de propulsion d'un flux d' air comprimA chargA de grains cryogAniques comportant un dispositif de formation de grains cryogAniques base de particules cyogAniques et de particules additives synthAtiques ou min6rales formant les dits grains. Selon une autre caractAristique, le dispositif de propulsion comporte: un compresseur de ga fournissant un flux de gaz comprimA en sortie, un projeteur de grains cryogAnique possdant une entrAe d'alimentation en (articules cryogAniques, une entrAe reliAe par une conduite la sortie de ga com- primA du compresseur, et une sortie pour le flux de gaz comprimA chargA de grains cryogAniques, une tAte de projection des grains cryogAniques, une conduite de couplage placAe entre une sortie du projeteur et l'entrAe de la tAte de projection. Selon une autre caractAristique de l' invention, le projeteur comporte une filiAre pour le passage de gaz comprimA de transport des grains et une filiAre pour le passage d'un flux de gaz de tir les deux filiAres se rejoignant aprds l' introduction des grains cryogAniques dans le flux de gaz comprimA de transport. Le projeteur comporte un dispositif de rAglage du dAbit des grains cryogAniques introduits dans le flux de gaz comprim de transport. 8 2837122 [e projeteur comporte rAservoir de particules cryo gAniques de C02, le dispositif de formation de grains cryogAniques Atant placA dans ce rAservoir. Selon un mode de ralisation, le rAservoir de par ticules d'additif est placA en aval du projeteur et est coupld la conduite de sortie du projeteor, les grains obtenus vent constituAs d'un agglomArat de particules cryogAniques sur laquel adh6rent les particules d'additif introduites dans le tlux circulant dans la conduite. Selon un autre mode de rdalisation, le dispositif de formation de grains cryogAniques avec additif est intAgrA dans une chambre formant les deux rAservoirs de particules, les grains ainsi obtenus vent constituAs de particules cryogAniques et de particules d'additif, mA langAes. Avantageusement, le dispositif a sa propre source d'Anergie. On prAvoit en outre afin d' assurer une atmosphAre sAche et Aviter la formation d'agglomAration de grains cryogAniques, de placer une partie ou la totalitA du dispositif de propulsion dans une enceinte ventilAe. D'autres particularitAs et avantages de l' invention apparaitront clairement la lecture de la description qui est donnAe ci-aprAs titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins sur lesquels, - la figure 1, le schAma de ralisation d'un dis positif de dAcapage selon un mode de ralisa tion, 9 2837122 - la flqure 2, le schema de realisation dispositif de decapage selon un autre mode de realisation, - les figures 3 et 4, les schemes des grains obte nus respectivement selon les modes de realisa tlon illustres par les figures 1 et 2. Le procede selon l' invention permet le decapage de pieces deposees d'engin de transport: avions, trains, bateaux et voitures. Ce procede s'applique bien entendu au decapage de toute piece en materiau metallique ou composite, recouverte d'un revetement et constituees d'un materiau metallique comme par exemple l'aluminium, ou l'acier ou d'un materiau composite comme les fibres de carbone, les resines (epoxy). Le revetement peut etre compose d' une peinture anticorrosion et d' une peinture de finition ou de poussieres et impuretes de nature diverges (graisse par exemple). La description qui va suivre est donnee a partir d'un exemple particulier relatif au decapage de pieces deposees d'un avion. Dans l'exemple qui est donne et qui est illustre par le schema de la figure 1, le dispositif de decapage comprend un dispositif 300 de propulsion d'un flux d' air comprime charge de grains cryogeniques. Ce dis pos it if comporte un compresseur d' air 3 1 0 fourni s sant un flux d' air comprime en sortie, suivi d'un projeteur 320 lequel est suivi d'une tete ou buse de projection 330 se terminant par un orifice 331 de dimension adap- tee pour evacuer le jet de particules cryogeniques sous pression. 2837122 Le dispositif de propulsion est avantageusement place dans une enceinte ventilee 110 pour assurer une protection contre l'humidite. Cette enceinte sert d'habitacle a ['ensemble et peut se presenter sous la s forme d'un dispositif mobile, l'enceinte 110 etant alors munie de roulettes par exemple. Une source d'energie est egalement prevue dans l'enceinte pour assurer de l'autonomie au dispositif. Un utilisateur tient la tete de projection 330 a proximite de la paroi 50 a decaper et la deplace de ma niere a balayer toute la surface jusquta ce que le de capage soit complet. Un tuyau 327 de longueur suffi sante permet des manuvres aisees (a titre d'exemple on prevoit 5m de tuyau). 1S Avantageusement on prendra un compresseur d' air tres sec. Dans un exemple de realisation, la pression de l'air est de l'ordre de 1,5 bars, le debit de l'ordre de 20000L/minutes et la puissance du compres seur est de ltordre de 50 CV. Le projeteur de grains cryogeniques 320 est relic au compresseur d' air 310 par une conduite 311. La conduite 311 est raccordee a l' entree 321 du projeteur, prevue pour l'air comprime. Ce projeteur comporte une chambre 322 ou reservoir de particules cryogeniques de 2s capacite suffisante pour assurer des cycles de decapage n'entralnant qu'une dizaine d/interventions de remplis sage en particules. Le reservoir a une contenance de 50 litres. Une entree 321 prevue pour les remplissages. A l'interieur du projeteur 320, la chambre 303 constitue done la reserve de particules cryogeniques 322. 11 2837122 A l'interieur de la chambre 303, un systeme permet la formation des grains 322. Les grains vent constitues par un agglomerat de particules. Ce systeme comprend un axe 304 qui porte a une extremite des pales 305 formant un cone. Ces pales vent disposees en regard d'une grille 306. La grille est fixee dans la partie infe rieure de la chambre. L'axe est mis en rotation par un moteur electrique 307 qui provoque de ce fait un mouve ment de rotation des pales au-dessus de la grille. Les particules de la reserve vent entrainees par ce mouve ment et se combinent en passant a travers la grille dont les orifices vent de forme et de dimensions adap tees pour donner des grains de taille voulue. Le mecanisme qui vient d'etre decrit est similaire 1S au mecanisme d'un presse-puree. Le circuit d' air comprime est avantageusement cons titue de deux branches 324, 325 qui se rejoignent en leurs extremites. L'une des deux branches, dans l'exemple, la branche 324, conduit l'air comprime de tir et la branche 325 conduit l'air comprime de trans port des grains cryogeniques. Le flux d' air comprime charge de grains cryogenl ques sort du projeteur par la sortie 326. Cette sortie est reliee par une conduite 327 a la tete de projection 330. Une vanne 328 de reglage du debit des grains cryo geniques introduits dans le circuit d' air comprime, est prevue sur la sortie de la chambre 303. Le reglage de l'ouverture de cette vanne pourra etre manuel ou elec trique 12 2837122 Une vanne 329 de reglage du debit d' air comprime sortant du projeteur est egalement prevue sur la conduite 327. Dans la description qui vient d'etre faite, les grains vent constitues d'un agglomerat de particules de neige carbonique (C02), les particules d'additif vent rajoutees en sortie du projeteur. Ces particules d'additif vent constituees de parti- cules synthetiques par exemple de dechets recycles en- robes de resine ou minerales comme par exemple du talc. Pour cela, un reservoir 400 de particules additives synthetiques ou minerales est prevu en aval du proje- teur 320. Ce reservoir 400 a une sortie couplee a la conduite 327 qui transporte le flux de grains cryogeni quest Au passage des particules d'additif se colle en surface des grains cryogeniques dans une proportion tres faible par rapport au volume des grains. Les grains de C02 se trouvant dans la conduite 327 poussent les particules d'additif qui vent introduite dans le flux d' air et une faLble quantite de ces parti- cules d'additif vient se coller a l' avant des grains cryogeniques pour former les grains de C02 partielle- ment recouverts des particules d'additif. Les grains ainsi obtenus vent constitues d'un agglomerat de parti cure s cryogeniques sur leque l adherent le s part i cule s d'additif. Les grains obtenus par ce dispositif vent illustres par le schema de la figure 3. Sur la figure 2 on a represente un deuxieme mode de realisation pour ce dispositif. Dans ce cas, la forma- tion de grains cryogeniques avec additif, est realisee 3 2837122 par des elements integres dans le projeteur 320. Les grains ainsi obtenus vent constitues de particules me langees tel que cela est illustre par le schema de la figure 4. Le projeteur comporte un reservoir avec deux en trees 401, 321 permettant d'introduire le reserve de particules cryogeniques 322 et d'additif 402; la re serve constitue une chambre commune 303. Dans cette chambre, un axe 404 porte a une extremi te des pales 405 formant un cone et disposees en regard d'une grille 406. La grille est fixee dans la partie inferieure de la chambre 303. L'axe est mis en rotation par un moteur electrique 407 qui provoque de ce fait un mouvement de rotation des pales au-dessus de la grille. Les particules de la reserve vent entralnees par ce mouvement et se combinent en passant a travers la grille pour donner des grains tel qu'illustre par la figure 4. Dans cet exemple de realisation, les particules ad ditives vent dans une proportion de 1 a 5% du melange de particules entrant dans la formation des grains. La proportion des particules de C02 d'un grain varie en correspondence de 99% a 95% du melange. REVENDICATIONS 1. Procede de decapage de pieces en materisu metal- lique ou composite recouvert d'un revetement, caracte- rise en ce qu'il consiste a propulser sur ces surfaces au moyen d'un flux d' air comprime, des grains cryogeni ques formes de particules cryogeniques de C02 et d'un additif constitue de particules synthetiques ou minera- les. 2. Procede de decapage selon la revendication 1, caracterise en ce que la propulsion des particules cryogenique est realisee sur des surfaces presentant une temperature ambiante. 3. Procede de decapage selon la revendication 1 ou 2, caracterise en ce que les grains cryogeniques vent formes d'un agglomerat de 100% de particules de C02 poussant des particules d'additif collees sur l'agglomerat. 4. Procede de decapage selon la revendication 1 ou 2, caracterise en ce que les grains cryogeniques vent formes d'un melange de particules de C02 dans une pro portion de 95% a 99% et de particules d'additif dans une proportion de 1 a 5%. 5. Procede de decapage selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterise en ce que les grains cryogeniques ont une taille de l'ordre de 150 a 250 m. 6. Procede de decapage selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterise en ce que les particules d'additif synthetiques ou minerales ont une S taille de l'ordre de 50 m. 7 Procede de decapage selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterise en ce que la densite des particules dans le flux de gaz comprime qui sert a les propulser est de 0,8 a 1,3. 8. Procede de decapage selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterise en ce que le gaz comprime est de l'air sec. 9. Procede de decapage selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterise en ce que la pression de l'air est de ltordre de 1,5 bar, le debit de l'ordre de 20000L/minutes, la puissance du compres seur etant de ltordre de 50 CV. 10. Dispositif pour le decapage de pieces deposees dont la surface est constituee d'un materiau metallique ou composite recouvert d'un revetement, caracterise en ce qu'il comprend un dispositif de propulsion (300) d'un flux d' air comprime charge de grains cryogeniques comportant un dispositif de formation de grains cryoge- niques (304, 305, 306; 404, 405, 406) a base de parti- cules cryogeniques et de particules additives syntheti ques ou minerales formant les dits grains. 11. Dispositif de decapage selon la revendication precedente, caracterise en ce que le dispositif de pro pulsion (300) comporte: un compresseur de gaz (310) fournissant un flux de ,. gaz comprlme en sortie, un projeteur (320) de grains cryogenique possedant une entree d'alimentation en particules cryogeniques, une entree reliee par une conduite a la sortie de gaz comprime du compresseur, et une sortie pour le flux de gaz comprime charge de grains cryogeniques, une tete de projection (330) des grains cryogeni- ques, une conduite de couplage (327) placee entre une 1S sortie du projeteur et l' entree de la tete de projec- tion. 12. Dispositif de decapage selon la revendication 11, caracterise en ce que le projeteur (320) comporte une filiere pour le passage de gaz comprime de trans- port des grains et une filiere pour le passage d'un flux de gaz de tir les deux filieres se rejoignant apres l' introduction des grains cryogeniques dans le flux de gaz comprime de transport. 13. Dispositif de decapage selon la revendication 11 ou 12, caracterise en ce que le projeteur (320) com- porte un dispositif de reglage du debit des grains cryogeniques introduits dans le flux de gaz comprime de transport. 14. Dispositif de decapage selon l'une quelconque des revendications 11 a 13, caracterise en ce que le projeteur comporte reservoir (322) de particules cryo geniques de C02, le dispositif de formation de grains S cryogeniques (304, 305, 306) etant place dans ce reser volr. 15. Dispositif de decapage selon l'une quelconque des revendications 11 a 13, caracterise en ce que le projeteur comporte un reservoir de particules d'additif (303, 400). 16 Systeme de decapage selon la revendication 15, caracterise en ce que le reservoir (404) de particules d'additif est place en aval du projeteur (320) et est couple a la conduite de sortie du projeteur, les grains obtenus vent constitues d'un agglomerat de particules cryogeniques sur lequel adherent les particules d'additif introduites dans le flux circulant dans la conduite. 17. Systeme de decapage selon la revendication 13, 14, 15 caracterise en ce que le dispositif de formation de grains cryogeniques avec additif est integre dans une chambre formant les deux reservoirs de particules, les grains ainsi obtenus vent constitues de particules