Brevet FR2871095A1 — publié le 20051209

TOILE MULTICOUCHES DE DRAINAGE POUR L'ENDUCTION SOUS VIDE D'UNE RESINE SUR UN SUBSTRAT, PROCEDE DE MISE EN OEUVRE D'UNE TELLE TOILE ET MATERIAU STRATIFIE OBTENU. La présente invention est du domaine de la fabrication des matériaux stratifiés à base de résine, et plus particulièrement du domaine des méthodes d'enduction sous vide d'une résine sur un noyau de contreventement. Elle a pour objet un dispositif de drainage permettant une telle enduction, et une méthode de mise en oeuvre de ce dispositif. L'invention a aussi pour objet un matériau stratifié obtenu à partir d'un tel dispositif de drainage et d'une telle méthode de mise en oeuvre de ce dispositif. On connaît dans le domaine de la fabrication de matériaux stratifiés à base de résine, la méthode d'enduction de la résine sur un substrat, ce dernier étant notamment constitué de nappes textiles à base de fibres telles que de verre, de carbone, de roche ou analogue. On connaît plus particulièrement la méthode consistant à placer sous vide les nappes textiles pour leur enduction par la résine, cette mise en dépression visant à drainer la résine de manière à la répartir de manière homogène sur le substrat. Le problème général posé réside dans un compromis à trouver entre le coût d'obtention du matériau obtenu souhaité le plus faible possible, pour une fiabilité et des qualités mécaniques du matériau les plus performantes pour un usage donné. Par exemple, la puissance de la dépression induite doit être suffisante pour obtenir un drainage idoine de la résine sans provoquer un compactage des fibres des nappes textiles. En outre la quantité de résine utilisée doit être réduite au strict nécessaire, tant au regard des propriétés rhéologiques requises que pour l'obtention des qualités intrinsèques recherchées du matériau. Enfin et d'une manière générale, il doit être pris en compte les modalités mises en oeuvre pour l'obtention du matériau, et notamment celles relatives au drainage de la résine, de sorte que les coûts induits soient les plus faibles possibles, voire ne soient pas rédhibitoires pour un usage donné du matériau. Une méthode connue consiste à placer un substrat poreux à l'intérieur d'un moule. II est connu d'imprégner ce substrat de résine en quantité souhaitée, préalablement à la mise sous vide. Il est aussi connu de placer le substrat poreux à l'intérieur du moule en le couvrant d'un film imperméable, et à mettre le moule en relation avec une réserve de résine drainée à travers le substrat poreux lors de la mise sous vide. Un feutre de drainage est couramment placé en interposition entre le film imperméable et le substrat poreux, pour favoriser la circulation homogène de la résine et obtenir son compactage approprié par différentiel de pression. Si le matériau obtenu présente des qualités intrinsèques satisfaisantes, une telle méthode présente les inconvénients d'être coûteuse à mettre en oeuvre, notamment au regard des différentes opérations nécessaires de mise en place et de retrait du feutre de drainage, et au regard de la quantité de résine nécessaire pour l'obtention du produit. Il a aussi été proposé d'obtenir un matériau stratifié en utilisant un noyau interne imperméable, tel qu'un bloc de mousse à cellules fermées ou analogue. Ce noyau, qui offre au matériau obtenu un contreventement entre les strates de nappes textiles, est disposé à l'intérieur d'une poche étanche. Cette dernière est en relation avec une réserve de résine et est soumise à une dépression, de manière à enduire de résine les nappes textiles enveloppant le noyau. Pour limiter les opérations nécessaires à mettre en oeuvre pour l'obtention du matériau, le noyau est exploité pour constituer un dispositif de drainage, en y ménageant des canaux de circulation d'air. Cependant, une telle méthode de drainage présente l'inconvénient d'induire des coûts de fabrication élevés au regard du produit obtenu, notamment en raison de la préparation préalable du noyau. En outre, l'organisation du matériau obtenu doit prendre en compte une faculté de résistance à l'arrachage des nappes textiles, ce qui implique que le drainage de la résine à travers le substrat soit opéré transversalement à la surface du noyau, par infusion, ce qui accroît les contraintes de fabrication. Bien que de qualité satisfaisante, le matériau obtenu est paradoxalement susceptible d'être inadapté pour un usage donné, au regard des coûts de fabrication induits notamment. Pour connaître un environnement technologique proche de la présente invention, on pourra se reporter aux documents US4942013 (R.J.PALMER), US5601852 (W.SEEMANN), US4902215 (W.SEEMANN), FR2814109 (AEROVAC) et FR2822408 (AEROVAC). Le but général de la présente invention est de proposer un dispositif de drainage par enduction sous vide d'une résine sur un substrat, en vue de l'obtention d'un matériau stratifié comportant un noyau interne de contreventement, ainsi qu'une méthode de mise en oeuvre de ce dispositif de drainage et le matériau obtenu. Il est plus particulièrement visé par la présente invention de proposer un tel dispositif de drainage et une telle méthode, dont les mises en oeuvre permettent l'obtention d'un matériau de qualité idoine sans pour autant induire des coûts de fabrication inadaptés, voire rédhibitoires au regard d'un usage donné du matériau obtenu. Le dispositif de la présente invention est un dispositif de drainage pour l'enduction sous vide par infusion d'une résine sur un substrat, tel qu'au moins une nappe textile ou analogue, en vue de l'obtention d'un matériau stratifié à strates juxtaposées. Le matériau obtenu associe plus particulièrement au moins un noyau imperméable, qui est drapé du substrat enduit de résine. On comprendra en cela que le matériau obtenu est un matériau à strates distinctes du type dénommé sandwich , l'enduction de la résine s'effectuant par infusion du substrat drapant le noyau. L'ensemble du noyau drapé est placé à l'intérieur d'une poche souple imperméable, ou analogue, à l'intérieur de laquelle est pratiquée une mise sous vide pour drainer la résine à travers le substrat tout en préservant le noyau, imperméable, d'une circulation de la résine à travers sa masse. Le dispositif de la présente invention est reconnaissable dans sa généralité en ce qu'il est principalement constitué d'une toile multicouches de 30 drainage, qui associe successivement au moins trois couches. Plus précisément, la toile multicouches de drainage comprend une couche interne de jonction avec le noyau. Cette couche interne est plus particulièrement une couche perméable pour son enduction de résine, de sorte que la couche interne constitue une couche d'absorption et de renfort d'une partie de la résine capturée par la couche médiane lors de la mise sous vide, et constitue une couche de fixation par collage de la toile multicouches de drainage sur le noyau. Cette couche interne est préférentiellement constituée d'une nappe textile aérée, dont la nature de son matériau constitutif est avantageusement le polyester, PET (polyester thermoplastique) notamment. On notera que le choix particulier de ce matériau, qui constitue une couche d'interface entre la toile multicouches de drainage et le noyau, permet d'améliorer la liaison entre eux, à l'encontre d'un risque de rupture de cette liaison, à l'arrachage notamment. Plus précisément encore, la toile multicouches de drainage comprend une couche médiane perméable de drainage. Cette couche est de préférence un tissu à mailles, notamment constituée d'un filet tricoté en polyester ou analogue, de sorte que la couche médiane soit non compressible sous l'effet de la mise sous vide. Une telle faculté offerte de non compressibilité permet notamment d'empêcher un compactage de la résine. Plus particulièrement, la structure de la couche médiane en filet de matière plastique tricoté, non compressible, lui confère une qualité de perméabilité qui n'est pas affectée par l'opération de mise sous vide, en offrant des vitesses de drainage et une portée d'infusion de meilleure qualité au regard des matériaux de drainage habituellement utilisés, tel que les feutres, dans le domaine de l'enduction d'une résine sur un substrat, et plus particulièrement dans le domaine plus éloigné de celui dont relève directement l'invention, à savoir celui de l'enduction d'une résine à travers un substrat poreux placé à l'intérieur d'un moule. Plus précisément enfin, la toile multicouches de drainage comprend une couche externe de renfort, préférentiellement constituée d'une nappe de fibres, telles que de verre, de carbone, de roche ou analogue. Cette nappe de fibres est, selon diverses variantes de réalisation, indifféremment une nappe de fibres tissées et/ou une nappe de fibres mêlées. Cependant, il est préféré de conférer à cette nappe de fibres une structure à fibres mêlées pour favoriser l'infusion du substrat, l'orientation de ces fibres par rapport à celle de la surface à enduire de résine étant une orientation bi-axiale indifféremment de l'ordre de plus et moins 45 , et/ou de l'ordre de 0 et 90 . A titre indicatif, le grammage de la nappe formant la couche externe est de l'ordre compris entre 300 g/m2 et 500 g/m2. La présente invention propose aussi une méthode d'enduction sous vide d'une résine sur un substrat qui met en oeuvre un dispositif de drainage constitué par la toile multicouches de drainage susvisée. On rappelle que cette méthode est une méthode d'enduction par infusion pour l'obtention d'un matériau stratifié à strates juxtaposées telle qu'énoncé plus haut. On reconnaîtra notamment une telle méthode en ce qu'elle consiste à envelopper le noyau par ladite toile multicouches de drainage, préalablement au drapage du noyau par le substrat et à son confinement à l'intérieur d'une poche souple imperméable ou analogue. Puis, à la manière habituelle dans le domaine la mise sous vide est opérée, et le matériau stratifié obtenu est libéré, à l'intérieur duquel matériau est maintenue noyée la toile multicouches de drainage. On comprendra que la libération du matériau obtenu consiste plus particulièrement à le retirer de la poche souple et imperméable, à l'intérieur de laquelle le noyau enveloppé de la toile et drapé du substrat sont placés, et à l'intérieur de laquelle est opérée la mise sous vide. On notera que ces dispositions sont telles que la résine capturée par la toile multicouches de drainage de l'invention est limitée et constante. A titre indicatif, la quantité de résine capturée est de l'ordre de 500g/m2. Selon une variante d'exécution de cette méthode, il est proposé d'encoller de résine la couche interne de la toile préalablement à la mise en place de la toile multicouches de drainage autour du noyau. On comprendra que la toile multicouches de drainage est placée autour du noyau indifféremment extemporanément à la fabrication sous vide du matériau stratifié et/ou lors du découpage du noyau à une dimension déterminée. On comprendra en cela que l'éventuel encollage préalable de la couche interne est réalisé en amont de la fabrication du matériau, et plus particulièrement préalablement au drapage du noyau par le substrat, la toile multicouches de drainage étant mise en place soit directement à la production du noyau, soit lors du découpage à une dimension désirée du matériau dont il est issu. Dans le cas où la toile multicouches de drainage n'est pas préalablement encollée, sa mise en place sur le noyau est réalisée extemporanément à la fabrication du matériau, au cours des opérations de drapage du noyau par le substrat. Le dispositif de drainage étant organisé en toile multicouches, la méthode 15 proposée par l'invention comporte l'opération avantageuse de conditionner la toile multicouches de drainage en rouleau, pour faciliter son stockage et son transport, et pour faciliter sa mise en place autour du noyau. On reconnaîtra dans sa généralité un matériau obtenu par la méthode de la présente invention, en ce qu'étant du type susvisé sandwich à strates distinctes juxtaposées comprenant un noyau imperméable et un substrat enduit par infusion de résine, ce matériau incorpore une dite toile multicouches de drainage, interposée entre le substrat et le noyau. La présente invention sera mieux comprise, et des détails en relevant apparaîtront, à la description qui va en être faite d'une forme préférée de réalisation, en relation avec les figures de la planche annexée, dans laquelle: La fig.1 est une vue schématique en coupe d'un exemple de réalisation d'un matériau stratifié obtenu à partir de dispositions avantageusement mises en 30 oeuvre par la présente invention. La fig.2 est une vue schématique en perspective éclatée d'un dispositif de drainage selon une forme préférée de réalisation de la présente invention. Sur la fig.1, un matériau stratifié 1 est du type sandwich obtenu par enduction de résine sur un substrat 2, tel que formé à partir d'au moins une nappe de fibres de verre, de carbone, de roche ou analogue. Ce matériau est notamment un matériau 1 comprenant un noyau imperméable 3 drapé du substrat 2, ce dernier 2 étant enduit de résine par infusion à partir d'une mise sous vide à l'intérieur d'une poche souple imperméable qui reçoit le noyau 3 drapé du substrat 2. Ce matériau 1 incorpore, interposé entre le substrat 2 enduit de résine et le noyau 3, une toile multicouches drainage 4. En se reportant sur la fig.2, cette toile multicouches 4 est constituée de trois couches superposées, dont une couche interne 5, une couche médiane 6 et une couche externe 7. La couche interne 5 est destinée à la jonction de la toile multicouches 4 de drainage sur le noyau 3. Cette couche interne 5 est constituée d'une nappe textile largement ajourée en polyester, favorisant l'absorption de la résine drainée par la couche médiane 6 pour obtenir une fixation idoine de la toile multicouches de drainage 4 sur le noyau 3 et pour offrir un renfort de la résine capturée par la couche médiane 6. La couche médiane 6 est quant à elle formée d'un filet tricoté à mailles en polyester, de sorte qu'étant non compressible, elle offre un drainage et une capture de la résine sans compactage, et donc sans affecter la rhéologie nécessaire au drainage idoine de la résine, pour permettre l'obtention du matériau 1 avec une quantité de résine constante et limitée. La couche externe 7 est quant à elle constituée d'une nappe de fibres mêlées, qui sont orientées de manière bi-axiale par rapport à l'orientation S de la surface d'infusion, suivant une inclinaison de l'ordre de plus et moins 45 , ou suivant une inclinaison de l'ordre de 0 et 90 . 8 REVENDICATIONS 1.- Dispositif de drainage pour l'enduction sous vide par infusion d'une résine sur un substrat (2) en vue de l'obtention d'un matériau stratifié (1) à strates juxtaposées (2,3) associant au moins un noyau imperméable (3) drapé du substrat (2) enduit de résine, caractérisé en ce qu'il est principalement constitué d'une toile multicouches de drainage (4) associant au moins une couche interne (5) de jonction avec le noyau (3), une couche médiane (6) perméable de drainage, et une couche externe (7) de renfort. 2.- Dispositif de drainage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche interne (5) est une couche perméable pour son enduction de résine, de sorte que la couche interne (5) constitue une couche d'absorption et de renfort d'une partie de la résine capturée par la couche médiane (6) lors de la mise sous vide, et constitue une couche de fixation par collage de la toile multicouches de drainage (4) sur le noyau (3). 3.- Dispositif de drainage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la couche interne (5) est constitué d'une nappe textile aérée. 4.- Dispositif de drainage selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la couche interne (5) est en polyester. 5.- Dispositif de drainage selon l'une quelconque des revendications 25 précédentes, caractérisé en ce que la couche médiane (6) est un tissu à mailles. 6.- Dispositif de drainage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la couche médiane (6) est constituée d'un filet tricoté, de sorte que la couche médiane (6) soit non compressible sous l'effet de la mise sous vide. 7.- Dispositif de drainage selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que la couche médiane (6) est en polyester. 8.- Dispositif de drainage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche externe (7) est constituée d'une. nappe de fibres. 9.- Dispositif de drainage selon la revendication 8, caractérisé en ce que la couche externe (7) est indifféremment une nappe de fibres tissées et/ou une nappe de fibres mêlées. 10.- Dispositif de drainage selon la revendication 9, caractérisé en ce que la couche externe (7) étant une nappe textile à fibres mêlées, l'orientation de ces fibres par rapport à celle (j. de la surface d'enduction est une orientation bi-axiale indifféremment de l'ordre de plus et moins 45 et/ou de l'ordre de 0 et 90 . 11.- Dispositif de drainage selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le grammage de la nappe formant la couche externe (7) est de l'ordre compris entre 300 g/m2 et 500 g/m2. 12.- Méthode de mise en oeuvre d'un dispositif de drainage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle consiste à envelopper le noyau (3) par ladite toile multicouches de drainage (4), préalablement à son drapage par le substrat (2), puis à confiner le noyau drapé à l'intérieur d'une poche souple et imperméable et à opérer la mise sous vide, puis à libérer le matériau (1) obtenu à l'intérieur duquel est maintenue noyée la toile multicouches de drainage (4). 13.- Méthode selon la revendication 12, caractérisée en ce qu'elle consiste à encoller de résine la couche interne (5) préalablement à la mise en place de la toile multicouches de drainage (4) autour du noyau (3) . 14.- Méthode selon l'une quelconque des revendications 12 et 13, caractérisée en ce que la toile multicouches de drainage (4) est placée autour du noyau (3) indifféremment extemporanément à la fabrication sous vide du matériau stratifié ou lors du découpage du noyau (3) à une dimension déterminée. 15.- Matériau stratifié obtenu par la mise en oeuvre d'un dispositif de drainage selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il incorpore, interposée entre le substrat (2) et le noyau (3), une dite toile multicouches de drainage (4).