Brevet FR2924753A1 — publié le 20090612

Procédé de fabrication d'un élément de ligne d'échappement de véhicule automobile et élément d'échappement correspondant L'invention concerne en général les lignes d'échappement de véhicule automobile à moteur thermique. Plus précisément, l'invention concerne selon un premier aspect un procédé de fabrication d'un élément de ligne d'échappement se situant en partie chaude entre le moteur et le pot catalytique, du type comportant une structure métallique porteuse et un élément composite. US 2003/0106311 décrit un tel élément. Cet élément est un collecteur de li- gne d'échappement. La paroi du collecteur est formée d'une coque métallique ex-terne et de plusieurs couches internes en matériaux composites. Un tel collecteur est soumis à des contraintes mécaniques et thermiques sévères. Les contraintes mécaniques proviennent par exemple des vibrations et des efforts dus au fonctionnement du véhicule automobile. Les contraintes thermi- ques proviennent des cycles de température subis par le collecteur. Les gaz d'échappement traversant le collecteur passent en effet dans un très court laps de temps de la température ambiante à une température qui peut atteindre 1000°C ou plus. Par ailleurs, la surface interne du collecteur est exposée aux gaz d'échappement, qui peuvent contenir du carburant résiduel, ce qui peut entraîner à terme des problèmes de corrosion. La méthode de fabrication exposée dans US-20030106311 ne permet pas d'obtenir de manière répétée, à un coût modéré, des éléments de ligne d'échappement résistant de manière satisfaisante à long terme aux contraintes thermomécaniques et à la corrosion. Dans ce contexte, l'invention vise à proposer un procédé de fabrication permettant d'obtenir de manière répétée, fiable et moins coûteuse des éléments de ligne d'échappement offrant de bonnes performances en corrosion et en résistance aux contraintes thermomécaniques. A cette fin, l'invention porte sur un procédé de fabrication du type précité, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : 1/ mise en forme d'un matériau composite formable, composé d'un renfort fibreux textile à base de fibre de carbure de silicium (SiC) imprégné d'un mélange réactionnel se présentant sous la forme d'une composition aqueuse d'aluminosilicates alcalins. 21 obtention d'un élément composite thermo-formé à renfort fibreux et à matrice d'oxydes aluminosilicates, par thermo-durcissement à une température corn- prise entre 60°C et 180°C, de l'élément formé obtenu à l'étape 1l ; 31 traitement thermique à plus de 600°C de l'élément composite thermoformé obtenu à l'étape 21 pour transformer la matrice en verre par fusion ; 4/ réalisation d'une structure métallique liée à l'élément composite traité thermiquement obtenu à l'étape 3l, l'élément composite traité thermiquement étant destiné à être en contact avec les gaz d'échappement. Selon un second aspect, l'invention porte sur un élément de la ligne d'échappement pour véhicule automobile fabriqué selon le procédé ci-dessus. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limita- tif, en référence aux Figures annexées, parmi lesquelles : - la Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un organe de purification des gaz d'échappement conforme à l'invention ; - les Figures 2, 3 et 4 sont des représentations schématiques en coupe de différentes variantes de réalisation d'une partie d'une culasse d'échappement conforme à l'invention ; - la Figure 5 est une représentation schématique d'un turbocompresseur dont le carter est conforme à l'invention, en coupe dans un plan perpendiculaire à l'axe du rotor, considéré selon l'incidence des flèches V de la figure 6 ; - La figure 6 est une vue en coupe axiale du turbocompresseur de la figure 5 ; et - La figure 7 est une vue en coupe d'un clapet de vanne conforme à l'invention. L'invention porte sur un procédé de fabrication d'un élément de ligne d'échappement 1 comportant, comme le montre la Figure 1, une structure métalli- que porteuse 2 et un élément composite 4 destiné à être placé en contact avec les gaz d'échappement. L'élément de ligne d'échappement peut être par exemple une chapelle de soupapes d'échappement, un collecteur d'échappement, un organe de purification des gaz d'échappement du type comprenant un organe de purification catalytique et/ou un filtre à particules, un turbocompresseur, une vanne 2 ou 3 voies, un tube de liaison s'étendant entre deux des éléments ci-dessus, ou une partie d'un des éléments listés ci-dessus. En particulier, l'élément peut être un carter de turbine de turbo-compresseur ou une roue de turbine de turbo-compresseur. L'élément peut être également une cartouche d'interface entre 1 a roue et le carter du turbo-compresseur. L'élément peut encore être un clapet ou un corps de vanne, un mélangeur de gaz de type SCR (Selective Catalyst Reduction), un conduit de bipasse d'un turbo-compresseur (conduit dit de waste gate) ou un conduit de recyclage des gaz d'échappement (conduit dit EGR : Exhaust Gas Recirculation). De préférence, l'élément de ligne d'échappement sera situé dans la partie chaude de la ligne, c'est-à-dire entre le moteur et le dernier organe de purification catalytique de la ligne. Le procédé de fabrication comprend au moins les étapes suivantes : 1/ mise en forme, par exemple dans un moule, d'un matériau composite formable, composé d'un renfort à base de fibre de carbure de silicium (SiC) imprégné d'un mélange réactionnel se présentant sous la forme d'une composition aqueuse d'aluminosilicates alcalins ; 2/ obtention d'un élément composite thermo-formé à renfort fibreux et à ma- trice d'oxydes aluminosilicates, par thermo-durcissement dans le moule à basse température, c'est-à-dire une température comprise entre 60°C et 180°C, de l'élément formé obtenu à l'étape 1 / ; démoulage de l'élément composite thermoformé qui a ainsi acquis sa forme définitive. 3/ traitement thermique à plus de 600°C de l'élément composite thermo- formé obtenu à l'étape 2/ pour transformer la matrice en verre par fusion. 4/ réalisation d'une structure métallique porteuse liée à l'élément composite formé obtenu à l'étape 3/. Les éléments composites traités thermiquement sont des pièces en matériau composite à renfort fibreux de fibres de carbure de silicium ayant pour matrice des compositions particulières d'aluminosilicates alcalins. Ces pièces thermoformées à basse température à l'étape 2/ possèdent des caractéristiques mécaniques structurelles à haute température sensiblement et durablement améliorées grâce à un traitement thermique effectué à l'étape 3/ selon un cycle adapté, et à des températures au moins supérieures à leur température de vitrification soit généralement plus de 600°C. Ce résultat est obtenu sans être obligé de garder les pièces dans leur moule, ni d'exercer une pression ou dépression pour garder leur forme et leurs dimensions pendant et après le traitement thermique. Grâce à ce procédé, il est ainsi possible de préparer aisément des pièces en composite à fort taux de fibre SiC, allant de 25% à 75% en poids de la pièce formée et à matrice-verre. On peut réaliser ainsi des pièces à faible épaisseur, de formes complexe avec une bonne précision donc très peu de déformation, de dilatation ou de retrait par rapport au moule. Ces pièces présentent des caractéristi- ques mécaniques à hautes températures qui sont largement et durablement améliorées par rapport à celles obtenues avec un matériau sans les taux importants de fibre SiC et le traitement thermique 3/, ou obtenues avec un matériau ayant subi le traitement thermique niais sans l'utilisation de la fibre SiC. Le matériau composite formable de type Prepreg PyroSic de la Société Py- romeral Systems, composé d'un renfort à base de fibre de carbure de silicium (SiC) imprégné d'un mélange réactionnel se présentant sous la forme d'une composition aqueuse d'aluminosilicates alcalins est mis en forme à l'étape 11, le plus souvent en le plaçant dans ou contre un moule ou en le faisant passer dans un outil de formage. Puis il est thermo-durci à l'étape 21, ce thermo-durcissement étant réalisé à basse température, préférentiellement entre 60°C et 180°C, avantageusement sous vide et/ou sous pression, dans ou contre le moule ou l'outil de formage. A l'issue de l'étape 21, l'élément formé ainsi obtenue est retiré du moule de l'outil de formage, ou du support de maintien en forme, puis à l'étape 31 placé im- médiatement ou après refroidissement dans un four et portée progressivement par palier jusqu'à une température où la matrice se transforme en verre généralement aux alentours de 800°C et pendant quelques heures. Cette phase de post-cuisson et de vitrification peut être décomposée en plusieurs opérations pour adapter le procédé aux équipements et cadences souhaitées. L'élément formé est ensuite refroidi dans ou hors du four, de façon contré- lée ou non selon la nature de la matrice. Le procédé de l'invention est remarquable, en ce que, de façon surprenante, la matrice maintient suffisamment le renfort fibreux pour empêcher qu'il ne se déforme, même à la température de transformation vitreuse de la matrice. L'élément composite chauffé à matrice vitrifiée ainsi obtenu peut faire l'objet de toutes les opérations complémentaires pour la rendre propre à remplir sa fonction. II peut être post-traité pour lui conférer des qualités particulières. Il peut être ébarbé, usiné, muni de fixations, attaches, ou éléments de protection selon les techniques généralement connues. L'invention permet d'obtenir aisément un élément composite chauffé à nia- trice-verre en s'affranchissant des nécessités de densification de la matrice par pression à haute température dans un moule. L'élément composite formé est ensuite intégré à une structure métallique porteuse au cours de l'étape 41 pour former l'élément de ligne d'échappement. Ceci permet de séparer dans l'élément de ligne d'échappement la fonction de résistance à la chaleur des autres fonctions, telles que par exemple la protection contre les chocs ou l'environnement en général, ou les reprises d'efforts. La structure métallique est rapportée sur l'élément composite par surmoulage, après le thermo-durcissement ou après la vitrification. Alternativement, la structure métallique peut ne pas être surmoulée mais simplement montée sur l'élément composite, après thermo-durcissement ou vitrification, par des moyens de liaisons mécaniques classiques. La structure métallique peut ainsi être liée à l'élément composite par des cales, par pression, par des moyens de fixation positifs tels que des vis, etc. Le matériau composite formable de l'étape 1 se présentera préférentielle- ment sous forme de textiles pré-imprégnés, tels que des tissus, des feutres, des tricots ou encore des tresses. Le renfort textile fibreux le composant comprendra préférentiellement 95% au moins de fibre de carbure de silicium (SiC). Le renfort textile fibreux représentera préférentiellement entre 25% et 75% en poids du matériau composite formable. L'imprégnation du renfort textile fibreux est réalisé avant la mise en forme du renfort fibreux ou dans le moule servant à réaliser l'étape 11. L'imprégnation est réalisée avec un mélange réactionnel d'alumino-silicates alcalins, de pH supérieur à 11. Le matériau composite formable est mis en forme à l'étape 11, selon les techniques connues de l'industrie des matériaux composites, telles que non limitativement le moulage par compression en moule ouvert ou fermé, ou entre cylindres en continu, le drapage laminaire par plis superposés sous vide ou non, en autoclave ou non, l'enroulement filamentaire ou de bandelette, la pultrusion, l'extrusion, l'injection, le moulage par transfert, infusion, infiltration ou injection du mélange réactionnel, le moulage par coulée avec ou sans vibrations, etc.... Plusieurs phases utilisant successivement ou parallèlement une ou plu-sieurs des techniques de mise en forme peuvent être nécessaires pour la confec- tion d'un élément formé. Ceci peut s'avérer utile pour insérer par exemple des renforts, des fixations ou des matériaux isolants. Le durcissement de la matrice se fait à l'étape 2/ par la chaleur, pendant ou après la mise en forme du matériau composite formable, entre 40°C et 350°C et de préférence entre 60°C et 180°C, à des pressions allant de l'atmosphérique jus- qu'aux niveaux de pressions habituelles pour la transformation des matériaux composites de hautes performances, par exemple à 35 bars en autoclave ou beaucoup plus (par exemple 1500 bars) si l'on utilise le pressage, optionnellement sous vide jusque -1 bar, ou sous vide et pression simultanée. La matrice à ce stade, après durcissement, est composée à raison de 80 à 99,5% de son poids par une structure d'oxydes aluminosilicates alcalins L'élément formé est refroidi et retiré du moule à l'issue de l'étape 2/, ou plus généralement de son support de formage, car il a acquis à ce stade sa forme définitive. II est alors soumis à l'étape 3/ à un traitement thermique pour le porter progressivement en une ou plusieurs opérations et par paliers à la température de fusion de la matrice permettant de former le verre, ceci sans qu'il soit nécessaire de le contenir ou maintenir en forme et sans bien sûr exercer de pression pour densifier la matrice en cours de transformation. La Demanderesse a constaté en effet avec surprise que la composition de la matrice permet d'obtenir par fusion une densité de la matrice remarquable. La température de fusion de la matrice se situe préférentiellement entre 600°C et 1200°C, et dépend de la nature du verre à former. Le traitement de vitrification peut se faire optionnellement sous atmosphère contrôlée non oxydante. La durée totale du cycle de traitement thermique peut varier de 15 minutes à plus de 24H. L'élément composite traité thermiquement formé après vitrification peut faire l'objet de différents post-traitements, éventuellement à hautes températures, tels que par infiltration liquide ou gazeuse ou dépôt solide, liquide ou gazeux, peinture, revêtement, émaillage ou tout autre traitement de surface. Ces traitements peuvent améliorer la porosité, l'étanchéité, les caractéristiques de frottement, la résistance à l'oxydation des fibres, la réflexion ou l'absorption d'ondes et de rayonnements, l'isolation ou la conduction électrique, la dureté, l'apparence ou tout autre objectif. Ce procédé est remarquable en ce que, pendant l'étape 31, l'élément formé n'est pas contenu, maintenu, ou supporté par un moule ou un support constituant un négatif de l'élément formée sur plus de 20% de sa surface non plane. Dans une première variante de réalisation, l'étape 41 est réalisée en fabri- cant d'abord la structure métallique enveloppante et porteuse, par moulage, usinage, emboutissage ou tout autre méthode appropriée. Puis, l'élément composite traité thermiquement et la structure métallique porteuse sont assemblés l'un à l'autre. L'assemblage est réalisé par tout moyen approprié. Par exemple, la structure métallique porteuse et l'élément composite traité thermiquement sont fixés l'un à l'autre par des vis. Alternativement, la structure métallique porteuse peut comprendre deux demi-coquilles, l'élément composite traité thermiquement étant bloqué entre les deux demi-coquilles. Dans une seconde variante de réalisation, la structure métallique porteuse est coulée directement autour de l'élément composite traité thermiquement. L'élément composite traité thermiquement forme un noyau de moulage disposé à l'intérieur du moule dans lequel est coulé le métal destiné à former à structure porteuse. Quand la structure métallique porteuse est mécanosoudée, elle est réalisée en acier inoxydable, en inconel, en titane, en tôle aluminié ou en aluminium. Quand la structure métallique porteuse est moulée, elle est réalisée typiquement en aluminium ou en fonte. La Figure 1 illustre un premier exemple d'élément de ligne d'échappement susceptible d'être fabriqué par le procédé décrit ci-dessus. L'élément 1 est un or- gane de purification des gaz d'échappement. L'organe 1 comprend une enveloppe métallique externe 2 et un conduit 4 interne en matière composite. L'enveloppe externe 2 est la structure métallique porteuse. Elle délimite un volume interne 6 et définit une entrée 8 de gaz d'échappement et une sortie10 de gaz d'échappement. L'entrée 8 est prévue pour être raccordée au collecteur d'échappement. La sortie 10 est prévue pour être raccordée à la canule de libération dans l'atmosphère des gaz d'échappement purifiés. L'enveloppe externe 2 comporte un cône d'entrée 12, un cône de sortie 14 et une virole cylindrique 16 reliant les cônes d'entrée et de sortie. Le cône d'entrée 12 s'élargit à partir de l'entrée 8 jusqu'à une extrémité longitudinale de la virole 6. Le cône de sortie 14 s'élargit à partir de la sortie 10 jusqu'à l'extrémité opposée de la virole 16. L'élément composite traité thermiquement obtenu conformément au procédé décrit ci-dessus est le conduit interne 4. Il est placé dans le volume interne 6. II délimite un conduit de circulation des gaz d'échappement depuis l'entrée 8 jusqu'à la sortie 10. Le conduit interne 4 présente une forme similaire à celle de l'enveloppe externe 2. Ainsi, il présente un orifice d'entrée 18, un cône d'entrée 20, une virole 22, un cône de sortie 24 et un orifice de sortie 26. L'orifice d'entrée 18 est engagé dans l'entrée 8. Des moyens d'étanchéité 20 peuvent être interposés entre la partie du conduit 4 délimitant l'orifice d'entrée 18 et la partie de l'enveloppe 2 délimitant l'entrée 8. De même, l'orifice de sortie 26 est engagé dans la sortie 10. Des moyens d'étanchéité peuvent être interposés entre la partie du conduit 4 délimitant l'orifice 26 et la partie de l'enveloppe 2 délimitant la sortie 10. 25 Le cône d'entrée 20, la virole 22 et le cône de sortie 4 s'étendent en regard respectivement, du cône 12, de la virole 14 et du cône 16. Dans une première variante de réalisation, non représentée, une face ex-terne 28 du conduit interne 4 est plaquée sensiblement en tous points contre une face interne 30 de l'enveloppe externe. L'enveloppe externe 2 est donc plaquée 30 contre le conduit 4, l'interstice entre l'enveloppe 2 et le conduit 4 étant pratique- ment nul. Dans une seconde variante de réalisation, correspondant à la figure 1, l'élément 1 comporte une lame d'air 32 entre la surface externe 28 du conduit in- terne et la surface interne 30 de l'enveloppe externe. La lame d'air 32 présente une épaisseur sensiblement constante. L'écartement entre le conduit interne 4 et l'enveloppe externe 2 est contrôlé par l'intermédiaire de cales 34 interposées entre l'enveloppe 2 et le conduit 4, dans la lame d'air 32. Les cales 34 sont typiquement des cales annulaires entourant le conduit 4. Elles sont par exemple constituées de fibres élastiques ou intumescentes, de manière à compenser la différence de dilatation thermique entre l'enveloppe métallique 2 et l'élément composite 4. La lame d'air 32 forme une couche d'isolation thermique entre le conduit interne 4 et l'enveloppe métallique externe 2. Selon un troisième mode de réalisation non représenté, l'élément 1 pré-sente un espace 32 entre la surface 28 du conduit interne et la surface 30 de l'enveloppe externe, cet espace étant rempli par une couche d'un matériau isolant thermique. Ce matériau peut par exemple être un aérogel ou une céramique poreuse. De préférence, ce matériau présente des performances d'isolation thermi- que supérieures à celles du conduit interne 4. Dans le cas où l'enveloppe externe est réalisée en coulant un matériau métallique tel que l'aluminium autour du conduit composite, la lame d'air peut être obtenue en plaçant autour du conduit, pendant la coulée du métal, un noyau en cire ou en sable ou en tout autre matériau adapté. Ce noyau est retiré à travers l'entrée ou la sortie après refroidissement de la pièce, laissant ainsi une lame d'air aux endroits voulus. Dans un quatrième mode de réalisation non représenté, l'élément 1 pré-sente un espace 32 entre le conduit interne 4 et l'enveloppe externe 2, et comprend dans cet espace un matelas de fibres isolantes du côté du conduit interne, et un tissu de fibres céramiques présentant une très faible mouillabilité à l'aluminium liquide du côté de l'enveloppe externe. Le matelas de fibres isolantes recouvre sensiblement toute la surface 28. De préférence, il présente des performances d'isolation thermiques supérieures à celles du conduit interne 4. Le tissu de fibres céramiques recouvre sensiblement tout le matelas de fi- bres isolantes. Il permet de couler directement l'aluminium constituant l'enveloppe externe 2 sur le tissu de fibres céramiques, et joue ainsi le rôle d'un noyau de fonderie. L'organe de purification 1 comprend un organe de purification catalytique 35 et un filtre à particules 35' déposés dans le conduit interne 4. L'organe 35 et le filtre 35' sont typiquement des monolithes de céramique, occupant toute la section du conduit 4 de façon à ce que les gaz d'échappement soient forcés à les traver- ser. Du fait que le conduit interne 4 est réalisé en un matériau présentant un faible coefficient de dilatation thermique, l'organe 35 et le filtre 35' sont directement en contact avec la surface interne du conduit 4. Il n'est pas nécessaire de prévoir une nappe de fibres élastiques ou intumescente entre l'organe 35 ou le filtre 35' d'une part, et le conduit 4 d'autre part, en vue de compenser les différences de dilata- tions thermiques. Un second exemple d'élément de ligne d'échappement susceptible d'être fabriqué par le procédé décrit ci-dessus est illustré sur les figures 2 à 4. Cet élément 50 est une chapelle de soupapes d'échappement, destinée à être intégrée dans la culasse du moteur. La structure métallique enveloppante et porteuse 50 est une pièce massive moulée en aluminium. Des canaux 52 de refroidissement par circulation d'eau sont ménagés dans la structure métallique 50. Par ailleurs, plusieurs passages d'échappement 54 sont ménagés dans la structure métallique. Chaque passage est prévu pour être raccordé par une extrémité 56, à une chambre de combustion du moteur thermique, et par l'extrémité opposée 58, à une en- trée d'un collecteur d'échappement. L'extrémité 56 est prévue pour être sélectivement obturée à un clapet d'échappement 60. La pièce 50 comporte également plusieurs inserts 62, qui sont des éléments composites traités thermiquement obtenus par le procédé décrit ci-dessus. Les inserts 62 chemisent les passages 54 sur une partie de la longueur de ceux- ci. Ils délimitent ainsi les passages 54 sur une partie de leur longueur. Comme précédemment, les inserts 62 peuvent, dans une première variante de réalisation non représentée, être plaqués directement sur la structure métallique 50. Selon la variante de réalisation représentée sur la figure 2, une lame d'air peut être ménagée entre l'insert 62 et la structure métallique 50 sur la plus grande partie de la surface de l'insert 62. Dans ce cas, l'élément métallique 50 comporte des zones de portée 66. L'insert 62 repose sur les zones de portée 66 qui le main-tiennent en position par rapport à l'élément métallique 50. Dans la variante de réalisation de la figure 3, un espace est ménagé entre l'insert 62 et la structure métallique 50 sur la plus grande partie de la surface de l'insert 62. Cet espace est rempli par un matériau thermiquement isolant tel qu'un aérogel 68 ou une céramique poreuse. Dans la variante de la figure 4, un espace est ménagé entre l'insert 62 et la structure métallique 50 sur la plus grande partie de la surface de l'insert 62, cet espace étant rempli par une nappe de fibres isolantes, recouvertes d'un tissu de fibres céramiques présentant une très faible mouillabilité à l'aluminium liquide. La nappe de fibres isolantes recouvre l'insert 62. Le tissu de fibres céramiques per-met de couler directement l'aluminium formant la structure métallique 50 sur la nappe de fibres isolantes. Un troisième exemple d'élément de lignes d'échappement susceptibles d'être fabriquées à l'aide du procédé décrit ci-dessus est illustré sur les figures 5 et 6. Cet élément est un carter 74 de turbo compresseur. Comme illustré sur la 15 figure 6, le turbo compresseur 76 comprend un rotor 78 susceptible d'être entraîné en rotation par les gaz d'échappement, un axe 80 solidaire du rotor, une pièce massive 82 formant pallier de guidage de l'axe 80, le carter 74 étant rigidement fixé sur la pièce massive 82. Le carter 74 délimite avec la pièce massive 82 une volute 84 à l'intérieur de laquelle est placé le rotor 78. Par ailleurs, le carter déli- 20 mite une sortie de gaz d'échappement 86, sensiblement coaxiale à l'axe 80. Le carter délimite en outre une entrée 85 de gaz d'échappement, situé à la périphérie de la volute 84 et orientée tangentiellement par rapport au rotor. De manière connue en soi, les gaz d'échappement pénètrent dans la volute 84 par l'entrée 85 située en périphérie de ladite volute, entraînent en rotation le rotor 78 et sortent de 25 la volute par la sortie 86. Le carter 74 présente une forme de couronne. II comporte une enveloppe métallique externe 88 rigidement fixée sur la pièce massive 82, par exemple par soudage, et définissant l'entrée de gaz d'échappement 85 et la sortie de gaz d'échappement 86. La structure métallique porteuse est donc ici l'enveloppe ex- 30 terne. Par ailleurs, le carter comprend une enveloppe composite interne 90 délimitant intérieurement la volute 84. L'élément composite traité thermiquement obtenu selon le procédé décrit ci-dessus forme l'enveloppe interne 90. L'enveloppe in-terne 90 est en contact avec les gaz d'échappement. Elle comporte un orifice d'entrée 92 engagé dans l'entrée 85 de l'enveloppe externe et un orifice de sortie 94 engagé dans la sortie 86 de l'enveloppe externe. L'enveloppe interne 90 pré-sente sensiblement la même forme que l'enveloppe externe et s'étend en regard de celle-ci sur sensiblement toute la surface de ladite enveloppe externe. Elle constitue donc un écran thermique entre les gaz d'échappement et l'enveloppe métallique externe. Comme indiqué précédemment, l'enveloppe interne 90 peut être plaquée directement contre une face interne de l'enveloppe externe, ou une lame d'air peut être ménagée entre les enveloppes internes et externes, ou encore un matériau thermiquement isolant peut être interposé entre les enveloppes internes et externes, un tissu de fibres céramiques présentant une très faible mouillabilité à l'aluminium liquide recouvrant le cas échéant le matériau thermiquement isolant. Un autre élément de ligne d'échappement susceptible d'être fabriqué selon le procédé décrit ci-dessus est illustré à la figure 7. Cet élément est un clapet d'une vanne disposée sur la ligne d'échappement. Cette vanne est par exemple une vanne trois voies apte à orienter sélectivement les gaz d'échappement vers une ligne de bipasse de l'organe de purification représenté sur la figure 1. La vanne peut être également prévue pour orienter les gaz d'échappement sélectivement vers une ligne de recyclage des gaz d'échappement en vue de réchauffer l'air d'alimentation des chambres de combustion (vanne dite EGR). Ce clapet 96 est disposé dans le corps de vanne et est en contact avec les gaz d'échappement. Le clapet comporte un axe 98 susceptible d'être monté pivotant par rapport au corps de vanne, et un élément 100 prévu pour obturer sélectivement une ouverture de la vanne. L'axe et l'élément d'obturation sont formés par un élément composite traité thermiquement obtenu conformément au procédé ci-dessus. Les efforts subis par le clapet sont repris par le corps de vanne métallique, qui est ici la structure porteuse. Le corps de vanne est par exemple fabriqué en fonte. Si nécessaire, il est possible de prévoir que l'axe 98 comporte une âme métallique 102, recouverte par le matériau composite traité thermiquement. Les meilleures caractéristiques dimensionnelles et la faible inertie thermique du clapet permettent d'obtenir une meilleure étanchéité et une meilleure stabilité thermique dans le temps et en température par comparaison avec un clapet métallique. II serait également possible de réaliser le corps de vanne avec une enveloppe externe porteuse métallique et une enveloppe interne composite traités thermiquement, comme sur la figure 1. Plusieurs exemples de réalisations d'éléments composites formés adaptés à la fabrication des éléments de lignes d'échappement décrits ci-dessus vont maintenant être détaillés. Exemple 1 : On réalise selon les procédés connus de l'homme de l'art un moule intérieur d'un collecteur d'échappement, dans un matériau destructible (aquacore par exemple). On découpe selon des gabarits des morceaux de tissus préimprégné Pré- preg PyroSiC Opp 4686 commercialisé par la société Pyromeral Systems. On place jointivement les morceaux découpés sur la surface du moule in- térieur de façon à avoir 4 épaisseurs de matériau sur toute la surface du moule intérieur. On réalise de la même manière un éprouvette pour test, sur un plaque. On place l'ensemble moule-pièce-éprouvette dans une bâche à vide et on fait le vide. On place l'ensemble moule-pièce-éprouvette bâche sous vide en autoclave. On réalise le thermo-durcissement en autoclave sous pression de 6 bars à 140°C pendant une heure. On démoule la pièce thermo-durcie par dissolution de l'aquacore. On sèche la pièce en étuve ventilée. On place la pièce dans un four et on effectue le traitement thermique par paliers jusque 750°C. On sort la pièce traités thermiquement du four. On peut constater au microscope la transformation de la matrice. La pièce mesure 0,8 mm d'épaisseur. Ses dimensions correspondent à celles du plan ayant servi à faire le moule. Il n'y a pas de déformation apparente. On mesure la résistance à la flexion de l'éprouvette ayant subi l'ensemble du cycle. Celle-ci est de 310 Mpa. Exemple 2 : On réalise de la même manière que dans l'exemple 1 des éprouvettes pour tests en température à longue durée. Ces éprouvettes sont déposées dans une enceinte maintenue à 1050°C, pendant 250 heures, et sont exposées à un flux de gaz circulant à 100m/s. Le gaz possède la composition suivante : 0.5% 02, 12% de H2O, CO2 et N2. Après 250 heures, les éprouvettes possèdent une résistance à la traction supérieure à 50 MPa. Le procédé de fabrication décrit ci-dessus présente de multiples avantages. II permet de fabriquer de manière répétitive, fiable et économique des éléments de ligne d'échappement présentant une très faible inertie thermique, du fait qu'ils comportent un élément composite formant écran thermique entre la structure métallique et les gaz d'échappement. L'inertie thermique de tels éléments est beau-coup plus faible que celle des pièces de fonderie et même de celle des pièces mécano soudées. Ces éléments peuvent comporter si nécessaire une isolation thermique en-15 tre l'élément composite chauffé et la structure métallique porteuse, par exemple une lame d'air, une nappe d'isolation en fibres céramiques, un aérogel, un élé- ment microporeux... Le procédé permet de réaliser des pièces de toutes sortes de formes, les limitations de design pour ces pièces étant beaucoup moins strictes que pour les 20 pièces mécano-soudées ou même que pour les pièces de fonderie. Ceci est du notamment au fait que le matériau composite formable peut être mis en forme facilement pour obtenir des pièces de formes complexes et monoblocs. Ceci n'est pas possible dans le cas de pièces intégralement mécano-soudées ou de pièces métalliques de fonderie. 25 Les éléments de lignes d'échappement obtenus selon le procédé présentent une meilleure stabilité dimensionnelle en température, notamment au-delà de 1050°C, que les pièces mécano-soudées ou même que les pièces de fonderie. Du fait du découplage entre la résistance mécanique, conférée par la structure métallique porteuse, et de la résistance thermique, conférée par l'élément 30 composite chauffé, les éléments de lignes d'échappement présentent une excel- lente tenue thermo mécanique au-delà de 1000°C. Les éléments de lignes d'échappement de l'invention présentent une faible masse comparé aux pièces de fonderie et même aux pièces mécano-soudées. Le procédé de l'invention permet d'obtenir des éléments composites traités thermiquement présentant une conductivité thermique inférieure à 4W1m.K Leur coefficient d'expansion thermique est inférieur à 1E-5 et vaut par exemple 5E-6m/mK. La densité de l'élément composite chauffé est inférieure à 3 glcm3. La résistance à la traction est supérieure à 8OMPa dans un domaine de température allant de -40°C à 500°C, et est supérieure à 2OMPa jusqu'à 1050 °C. Cette résistance est mesurée sur échantillons pliés à trois points ayant une épaisseur de 0,8 à 1,5mm. L'élément composite formé présente une résistance aux chocs thermiques satisfaisante. II ne présente pas de dégradation notable quand il est soumis à 1500 cycles de température, chaque cycle comprenant une phase au cours de laquelle l'élément est exposé à des gaz passant de 1050°C à 300°C en 5 secondes, et une phase au cours de laquelle l'élément est exposé à des gaz passant de 300°C à 1050°C en 5 secondes. L'élément composite chauffé est capable de résister à une exposition à un flux de gaz circulant à 100m/s à 1050°C, de composition suivante : 0,5% 02, 12% H2O, CO2 et N2, ou encore à un flux de gaz à 900°C de composition 5% 02, 12% H2O, CO2 et N2. Aucune dégradation notable ne doit être observée au bout de 250 heures. Par ailleurs, le matériau est apte à résister à l'attaque chimique de l'essence, du gasoil, de l'huile de moteur, et est compatible du point de vue de la corrosion à haute température avec l'acier. L'élément composite traité thermiquement obtenu conformément au procédé décrit ci-dessus présente la même tenue en température que des matériaux céramiques du type utilisés dans l'aéronautique. De plus, du fait qu'il est susceptible d'être thermo-durci à des températures modérées, par exemple entre 60°C et 180°C, il peut être mis en forme facilement et permet d'obtenir des formes complexes. Il est à noter que le procédé d'obtention de cet élément composite est particulièrement original du fait de cette étape de thermodurcissement. II est plus sim- pie, moins consommateur de temps et d'énergie, moins coûteux et demande des outillages moins complexes qu'un procédé classique. II permet d'utiliser une teneur en fibres très élevée. De ce fait, l'élément composite présente une faible épaisseur mais des caractéristiques mécaniques avantageuses. L'élément com- 16 posite traité thermiquement peut comprendre 4 couches de renforts fibreux, comme indiqué ci-dessus. Il peut aussi comporter moins de quatre couches, par exemple une seule, ou plus de quatre couches, cinq, six, sept huit ou plus de huit couches. Après traitement thermique, l'épaisseur totale de l'élément composite peut présenter une épaisseur comprise entre 0.2 et 2mm. Le procédé de l'invention peut également comporter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous : Le poids du renfort textile fibreux représentant entre 25% et 70% en poids dudit matériau composite formable déshydraté. L'étape 2/ de thermo-durcissement est effectué en autoclave sous une pression de 5 à 35 bars sous vide ou non. L'étape de mise en forme est réalisée par une technique de moulage choisie dans le groupe comprenant la compression en moule ouvert ou fermé, ou entre cylindres en continu, le drapage laminaire par plis superposés dans un moule, sous vide ou non, l'enroulement filamentaire ou de bandelettes, la pultrusion, l'extrusion, l'injection, le moulage par transfert-infiltration ou injection de ré-sine. L'élément composite thermo-formé est chauffé à l'étape 3/ à une tempéra- ture comprise entre 600°C et 1500°C. Au cours de l'étape 3/, l'élément composite thermo-formé est contenu, maintenu ou supporté par un moule ou un support constituant un négatif de la pièce formée sur moins de 20% de sa surface non plane. Par ailleurs, l'élément d'échappement de l'invention, peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous : Le renfort fibreux comprend des fibres de carbure de silicium, de diamètre compris entre 10 pm et 50 pm. La structure métallique porteuse est en aluminium ou en alliage d'aluminium, l'élément d'échappement comportant contre une surface interne de la structure métallique porteuse un tissu de fibres céramiques présentant une très faible mouillabilité à l'aluminium liquide. La structure métallique porteuse est en fonte, l'élément d'échappement comportant contre une surface interne de la structure métallique porteuse un tissu de fibres céramiques présentant une très faible mouillabilité à la fonte liquide. REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication d'un élément de ligne d'échappement de véhicule automobile à moteur thermique pour utilisation entre le moteur et le pot catalytique, le procédé comprenant les étapes suivantes : 1/ mise en forme d'un matériau composite formable, composé d'un renfort 10 fibreux textile à base de fibre de carbure de silicium (SiC) imprégné d'un mélange réactionnel se présentant sous la forme d'une composition aqueuse d'aluminosilicates alcalins ; 2/ obtention d'un élément composite thermo-formé à renfort fibreux et à matrice d'oxydes d'aluminosilicates, par thermo-durcissement à une température 15 comprise entre 60°C et 180°C de l'élément formé obtenu à l'étape 1/ ; 3/ traitement thermique à plus de 600°C de l'élément composite thermoformé obtenu à l'étape 2/ pour transformer la matrice en verre par fusion. 4/ réalisation d'une structure métallique porteuse liée à l'élément composite traité thermiquement obtenu à l'étape 31, l'élément composite traité thermiquement 20 étant destiné à être en contact avec les gaz d'échappement. 2.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le poids du renfort textile fibreux représentant entre 25% et 70% en poids dudit matériau composite formable déshydraté. 3.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape 2/ de thermo-durcissement effectuée sous une pression comprise entre la pression atmosphérique et 1500 bars environ sous vide ou non. 30 4.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'étape 2/ de thermo-durcissement est effectué en autoclave sous une pression de 5 à 35 bars sous vide ou non. 25 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape 11 de mise en forme est réalisée par une technique de moulage choisie dans le groupe comprenant la compression en moule ouvert ou fermé, ou entre cylindres en continu, le drapage laminaire par plis superposés dans un moule, sous vide ou non, l'enroulement filamentaire ou de bandelettes, la pultrusion, l'extrusion, l'injection, le moulage par transfert-infiltration ou injection de résine. 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, carac-térisé en ce que, au cours de l'étape 31, l'élément composite thermo-formé obtenu à l'étape 21 est chauffé à une température au moins égale à la température de vitrification de la matrice durant au moins 15 minutes. 7.- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément corn- posite thermo-formé est chauffé à l'étape 31 à une température comprise entre 600°C et 1500°C. 8.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, au cours de l'étape 31, ledit chauffage est effectué sous atrnos- phère contrôlée non oxydante. 9.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, carac-térisé en ce que, au cours de l'étape 31, l'élément composite thermo-formé est contenu, maintenu ou supporté par un moule ou un support constituant un négatif de la pièce formée sur moins de 20% de sa surface non plane. 10.- Elément de ligne d'échappement pour automobile à moteur thermique fabriqué selon l'une quelconque des revendications 1 à 9. 11.- Elément selon la revendication 10, caractérisé en ce que le renfort fibreux comprend des fibres de carbure de silicium, de diamètre compris entre 10 pm et 50 pm. 12.- Elément selon l'une quelconque des revendications 10 à 11, caractérisé en ce qu'une surface externe de l'élément composite traité thermiquement est appliquée contre une surface interne de la structure métallique porteuse. 13.- Elément selon l'une quelconque des revendications 10à 12, caractérisé en ce qu'if comporte une lame d'air entre une surface externe de l'élément composite traité thermiquement et une surface interne de la structure métallique porteuse. 14.- Elément selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce qu'il comporte une couche d'un matériau isolant thermique entre une sur-face externe de l'élément composite traité thermiquement et une surface interne de la structure métallique porteuse. 15.- Elément selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que la structure métallique porteuse est en aluminium ou en alliage d'aluminium, l'élément d'échappement comportant contre une surface interne de la structure métallique porteuse un tissus de fibres céramiques présentant une très faible mouillabilité à l'aluminium liquide. 16.- Elément selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisée en ce que la structure métallique porteuse est en fonte, l'élément d'échappement comportant contre une surface interne de la structure métallique porteuse un tissu de fibres céramiques présentant une très faible mouillabilité à la fonte liquide. 17.- Elément selon l'une quelconque des revendications 10 à 16, caractérisé en ce que l'élément de ligne d'échappement est un volume d'échappement, la structure métallique porteuse étant une enveloppe externe du volume d'échappement, la structure métallique porteuse délimitant un volume interne et définissant une entrée de gaz d'échappement et une sortie de gaz d'échappement, l'élément composite traité thermiquement étant placé dans le vo-lume interne et délimitant un conduit de circulation des gaz d'échappement depuis l'entrée jusqu'à la sortie. 18.- Elément selon l'une quelconque des revendications 10 à 16, caractéri-sé en ce que l'élément de ligne d'échappement est une paroi comprenant une couche interne en contact avec les gaz d'échappement et une couche externe, la structure métallique porteuse étant la couche externe de la paroi, l'élément composite traité thermiquement étant la couche interne de la paroi. 19.- Elément selon l'une quelconque des revendications 10 à 16, caractérisé en ce qu'il comprend un corps définissant un passage de circulation des gaz d'échappement, l'élément composite traité thermiquement étant situé dans ledit passage. 20.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la composition acqueuse d'alumino-sillicate alcalins a un pH supérieur ou égal à 11.20