Brevet FR2895870A1 — publié le 20070706

-1- COMPLEXE TEXTILE Domaine Technique L'invention concerne le domaine des textiles techniques, et plus spécifiquement 5 des complexes textiles utilisés dans la réalisation de pièces composites. Elle concerne plus particulièrement un complexe textile utilisé pour assurer le collage d'un élément rigide sur une structure de support. Elle vise plus particulièrement la composition de ce complexe, qui lui permet d'assurer le phénomène de collage par un 10 ramollissement in situ des différents matériaux à l'interface de la zone de collage. Techniques antérieures De façon générale, il peut être utile, pour améliorer les propriétés mécaniques d'une structure, de lui adjoindre des éléments complémentaires jouant un rôle de 15 raidisseurs, et venant modifier la capacité de déformation de la structure principale. A titre d'exemple, on peut mentionner la fabrication de skis sur lesquels peuvent être mis en place des raidisseurs constitués d'éléments relativement rigides limitant la déformation en flexion du ski. Un autre exemple peut concerner le renforcement des 20 structures de carrosserie en matériau composite, ou encore les coques de bateaux, voire encore le renforcement de structures dans des applications off-shore, et notamment les canalisations ou tuyaux. L'intégration de ces éléments raidisseurs directement dans la structure principale, 25 peut donner lieu à des complexifications trop importantes du procédé, voire même à des impossibilités dans certains cas de figure. En effet, l'intégration de nervures, directement lors de la fabrication des pièces composites, peut exagérément compliquer la forme du moule, ou imposer le positionnement des raidisseurs dans des zones qui ne sont pas forcément optimales. 30 Une autre technique pour la mise en place de ce type de raidisseurs consiste à opérer par collage. Ainsi, des colles du type isocyanate peuvent être utilisées, de manière à réagir avec les résines qui composent les couches extérieures de l'élément raidisseur et de la structure de support. Toutefois, l'emploi de ce type de colle présente -2- certains inconvénients. En effet, les composés isocyanates réagissent chimiquement avec les résines de ces couches, et elles doivent donc être formulées pour éviter l'apparition de réactions parasites qui viendraient dégrader le reste de la structure ou du raidisseur. En outre et surtout, le collage nécessite une opération de dépôt de la colle qui est délicate dans la mesure où elle nécessite une précision de positionnement, et le travail dans une atmosphère exempte de poussière. Un objectif de l'invention est de fournir un intermédiaire de collage qui permette un positionnement simple, sans imposer de conditions opératoires difficile à mettre en 10 oeuvre de façon industrielle. Un autre objectif de l'invention est de permettre la solidarisation d'éléments additionnels qui puissent être de formes extrêmement variées, et ce avec une homogénéité des propriétés de collage sur toute la surface de contact entre les deux 15 pièces. Exposé de l'invention L'invention concerne donc un complexe textile formant un intermédiaire de collage entre un élément rigide réalisé en un matériau à base d'une résine polymère, et 20 une structure de support en un matériau également polymérique. Conformément à l'invention, ce complexe se caractérise en ce qu'il comporte une âme textile intégrant des fils conducteurs électriques. Cette âme textile est recouverte par une première couche extérieure qui est réalisée en un matériau compatible avec le 25 matériau de l'élément rigide. L'autre face de l'âme textile est recouverte d'une seconde couche extérieure, réalisée en un matériau qui est, lui, compatible avec le matériau de la structure de support. Autrement dit, l'invention consiste donc à utiliser un complexe textile dont l'âme 30 est conductrice électriquement, de manière à pouvoir être parcourue par un courant lorsque le complexe est interposé entre le support et l'élément à coller. Le passage d'un courant électrique dans l'âme textile provoque par effet Joule la dissipation d'une chaleur, qui vient ramollir les matériaux à proximité, et notamment les couches extérieures du complexe, mais également dans une moindre mesure, les couches -3- extérieures de la structure de support et de l'élément rigide. De la sorte, les différentes matières, sous l'effet d'une pression, peuvent se mixer, dans un état proche de la fusion, pour ensuite former une seule couche homogène après refroidissement. De la sorte, le collage est réalisé de manière très homogène, puisque l'intégralité de l'âme textile dissipe une quantité de chaleur. Du fait de la compatibilité chimique des couches du complexe qui viennent au contact et de l'élément rigide, et de la structure support, il n'y a donc pas de risque de voir apparaître des phénomènes chimiques susceptibles de dégrader ces différentes couches, voire de créer des zones de fragilité ou de délaminage. L'âme textile est imprégnée par les résines des deux couches, ce qui permet également d'éliminer, ou à tout le moins de fortement limiter les risques de délaminage. En d'autres termes, l'homogénéité des matériaux utilisés et la définition de la surface de collage permet d'obtenir un collage reproductible et fiable. En pratique, l'âme textile peut être réalisée de différentes manières, et notamment à base d'un tissu chaîne et trame, ou d'un non tissé. Dans le cas d'un tissu chaîne et trame, les fils conducteurs peuvent être présents soit dans une seule direction du tissu, et typiquement le sens chaîne. Les fils conducteurs peuvent également être présents dans les deux directions du tissu, de manière à former un réseau maillé. En fonction des applications, et notamment des dimensions des zones de collage, les fils conducteurs peuvent représenter tout ou partie des fils dans le sens chaîne et/ou trame. En d'autres termes, dans certains cas, l'intégralité des fils dans le sens chaîne et/ou le sens trame, est constituée par des fils conducteurs. Dans d'autres cas, les fils conducteurs sont répartis entre d'autres fils non conducteurs. Avantageusement, en pratique, les fils conducteurs utilisés peuvent être à base de 30 filaments de carbone, qui présentent une bonne capacité au tissage, tout en possédant une résistivité électrique permettant d'obtenir une élévation de température suffisante. Cette âme textile est recouverte sur ses deux faces par des couches extérieures qui peuvent être obtenues de différentes manières. Ainsi, ces couches extérieures peuvent -4- être réalisées par enduction de l'âme textile. Dans ce cas, les deux couches peuvent être à base du même matériau, et réalisées par une seule et unique étape d'enduction au cours de laquelle ce matériau imprègne et pénètre l'âme textile. Il est également possible d'assurer une double enduction à l'âme textile avec des matériaux de nature différente, en fonction des matériaux utilisés sur l'élément rigide et la structure de support à coller. Les couches extérieures associées à l'âme textile peuvent être obtenues par contre-collage d'un ou plusieurs films sur l'âme textile ou encore d'un tissu constitué de fils thermoplastiques. Il est également possible de déposer les couches extérieures par poudrage, ou encore d'enduire les fils conducteurs individuellement avant de les tisser. En pratique, le complexe textile peut être utilisé comme intermédiaire de collage, pour être interposé entre les deux pièces à coller. Il peut également être solidarisé à l'élément rigide préalablement à son collage sur la structure de support. En d'autres termes, l'élément rigide peut intégrer le complexe caractéristique directement sur sa face qui sera destinée à venir être collée sur la structure de support. Description sommaire des dessins La manière de réaliser l'invention, ainsi que les avantages qui en découlent, 20 ressortiront bien de la description du mode de réalisation qui suit, à l'appui des figures annexées dans lesquelles : la figure 1 est une vue en perspective sommaire du complexe conforme à l'invention, montré au moment de sa mise en place entre la structure de support et l'élément rigide ; 25 les figures 2 et 3 sont des vues en coupe du complexe caractéristique montré entre la structure de support et l'élément raidisseur, respectivement avant et après l'opération de collage. Manière de réaliser l'invention 30 La figure 1 illustre une situation dans laquelle le complexe caractéristique (1) est utilisé pour assurer le collage d'un élément rigide (2) sur une structure de support (3), au niveau d'une zone spécifique (4), délimitée par des traits pointillés. -5-La structure de support (3) peut être une pièce réalisée par injection, moulage, ou toute autre technique dans laquelle une résine en un matériau polymérique est employée pour former au moins la couche supérieure (8), visible à la figure 2. L'élément raidisseur (2) est généralement réalisé à base d'un matériau plus rigide. Il est solidarisé fermement à la structure de support (3) pour influencer la rigidité globale de cette dernière. Il peut typiquement s'agir d'éléments composites, intégrant des structures de renfort textiles, voire métalliques, noyées dans une résine thermoplastique. L'intermédiaire de collage caractéristique (1) comporte une âme textile (10) qui est réalisée à base de fils possédant une conductivité électrique. Parmi les matériaux donnant de bons résultats figurent les tissus à base de fils de carbone. Ces fils de carbone peuvent être présents en chaîne (11) et/ou en trame (12) du tissu. Ils peuvent être utilisés seuls ou en combinaison avec d'autres fils non conducteurs, dans le but de réduire le nombre de fils de carbone, et donc d'abaisser le coût de cet intermédiaire de collage. Typiquement, on a obtenu de bons résultats en utilisant des textiles tissés à base, en chaîne et trame, de fils de carbone de 12 000 filaments tissés de manière jointive au moyen d'une trame incluant certains fils enduits thermofusibles pour fixer le tissu. Un tel textile présente une résistance de l'ordre de quelques dizaines d'Ohms entre deux points éloignés de 15 cm environ. Toutefois, d'autres filaments conducteurs, notamment métalliques, peuvent être utilisés. De même, une étoffe non tissée réalisée à base de filaments conducteurs en quantité suffisante peut être employée. Conformément à l'invention, cette âme textile (10) est recouverte, sur chacune de 30 ses faces, d'une couche (13,14) en matériaux polymériques. Ces matériaux sont compatibles avec la résine de la pièce au contact de laquelle elle est destinée à venir. Ainsi, dans le cas d'un élément raidisseur (2) à base de polyamide ou polyuréthanne thermoplastique, il peut être avantageux que l'âme textile (10) soit -6- également recouverte d'une couche (13) de polyamide ou de polyuréthanne thermoplastique. De multiples combinaisons de matériaux peuvent être possibles en fonction de la composition des éléments à solidariser. Comme déjà évoqué, les deux couches externes (13,14) du complexe caractéristique peuvent être obtenues soit par enduction soit par contre-collage des films, ou de tissus constitués de fils thermoplastiques. Il est également possible de déposer ces couches externes (13,14) soit par poudrage, soit par enduction des fils conducteurs individuellement. Lors de l'utilisation du complexe caractéristique (1), tel qu'illustré à la figure 1, la couche externe inférieure (14) du complexe (1) vient au contact de la face supérieure (8) de la structure de support (3). La couche supérieure externe (13) du complexe (1) vient au contact de la face inférieure (7) de l'élément raidisseur (2). Les portions débordantes (18,19) du complexe servent d'électrodes, et peuvent recevoir la connexion à une source de tension ou un générateur de courant. Le courant électrique traversant l'âme textile (10) provoque un échauffement par effet Joule. Cet échauffement provoque le ramollissement, voire la fusion partielle des couches externes (13,14) du complexe (1) et des faces correspondantes (7,8) des deux pièces à solidariser, de telle sorte qu'après refroidissement, l'interface entre les couches a quasiment disparu, comme illustré à la figure 3. La durée de conduction électrique est déterminée en fonction des températures à atteindre, elles-mêmes dépendantes des épaisseurs et des matériaux employés. Typiquement, avec un textile tissé à base de fils de carbone de 12 000 filaments, revêtu d'un polyamide, une conduction de quelques secondes sous une pression de quelques bars permet d'assurer une montée en température jusqu'à une température de l'ordre de 160 C, suffisante pour assurer l'homogénéisation du polyamide avec le matériau de l'élément raidisseur. Il ressort de ce qui précède que le complexe conforme à l'invention permet d'assurer un collage efficace et homogène, avec un temps de cycle court sans nécessiter d'opération de manipulation délicate. REVENDICATIONS 1. Complexe textile (1) formant intermédiaire de collage d'un élément rigide (2) en un matériau à base d'une résine polymère, et une structure de support (3) en un matériau polymérique, caractérisé en ce qu'il comporte une âme textile (10) intégrant des fils conducteurs électriques (11,12), et en ce qu'il présente une première couche extérieure (13) en un matériau compatible avec le matériau de l'élément rigide (2), et une seconde couche extérieure (14) en un matériau compatible avec le matériau de la structure de support (3). 2. Complexe textile (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'âme textile (10) est réalisée à partir d'un tissu chaîne et trame. 3. Complexe textile (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tissu possède des fils conducteurs, au moins dans le sens chaîne. 4. Complexe textile (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'âme textile est réalisée à partir d'un non tissé. 5. Complexe textile (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fils conducteurs sont à base de filaments de carbone. 6. Complexe textile (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que les 25 couches extérieures (13,14) sont obtenues par enduction ou poudrage de l'âme textile. 7. Complexe textile (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que les couches extérieures sont obtenues par contrecollage d'un ou plusieurs films. 30 8. Complexe textile (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que les couches extérieures sont obtenues par contrecollage d'un ou plusieurs tissus de fils thermoplastique.-8- 9. Complexe textile (1) selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que les deux couches extérieures (13,14) sont à base du même matériau. 10. Ensemble formé par un élément rigide (2) et un complexe textile selon l'une 5 des revendications précédentes, ledit complexe étant solidarisé par l'une de ses couches extérieures à l'élément rigide (2).