Brevet FR2988639A1 — publié le 20131004

La présente invention concerne le domaine technique des matériaux de renfort, dits « secs », adaptés à la constitution de pièces composites en association avec une résine thermodurcissable ou thermoplastique qui va être diffusée au sein de tels matériaux pour la constitution de la pièce 5 composite finale. Plus précisément, l'invention concerne un nouveau matériau intermédiaire à base de nappes unidirectionnelles de fibres de carbone, combinant des propriétés en termes de résistance mécanique et de conductivité électrique satisfaisantes, adapté pour la conception de pièces composites par injection ou infusion ultérieure de résine 10 thermodurcissable, thermoplastique, ou d'un mélange de tels résines, ainsi qu'un procédé de fabrication de pièces composites à partir d'un tel matériau, et les pièces composites ainsi obtenues. La fabrication de pièces ou d'articles composites, c'est-à-dire comprenant, d'une part, un ou plusieurs renforts ou nappes fibreuses et, 15 d'autre part, une matrice principalement de type thermodurcissable (« résine ») et pouvant inclure des thermoplastiques, peut, par exemple, être réalisée par un procédé dit "direct" ou "LCM" (de l'anglais « Liquid Composite Moulding »). Un procédé direct est défini par le fait qu'un ou plusieurs renforts fibreux sont mis en oeuvre à l'état "sec" (c'est-à-dire sans 20 la matrice finale), la résine ou matrice, étant mise en oeuvre séparément, par exemple par injection dans le moule contenant les renforts fibreux (procédé "RTM", de l'anglais Resin Transfer Moulding), par infusion au travers de l'épaisseur des renforts fibreux (procédé "LRI", de l'anglais « Liquid Resin Infusion » ou procédé "RFI", de l'anglais « Resin Film 25 Infusion »), ou bien encore par enduction/imprégnation manuelle au rouleau ou au pinceau, sur chacune des couches unitaires de renfort fibreux, appliquées de manière successive sur la forme. Pour les procédés RTM, LRI ou RFI, il faut en général tout d'abord fabriquer une préforme fibreuse de la forme de l'article fini désiré, puis 30 imprégner cette préforme d'une résine. La résine est injectée ou infusée par différentiel de pressions en température, puis une fois que toute la quantité de résine nécessaire est contenue dans la préforme, l'ensemble est porté à une température plus élevée pour réaliser le cycle de polymérisation/réticulation et ainsi entraîner son durcissement. Les pièces composites utilisées dans l'industrie automobile, aéronautique ou navale, sont en particulier soumises à des exigences très strictes, notamment en termes de propriétés mécaniques. Pour économiser en carburant, l'industrie aéronautique a remplacé de nombreux matériaux métalliques par des matériaux composites qui sont plus légers. De plus, de nombreuses commandes de vol hydrauliques sont remplacées par des commandes électroniques toujours dans un souci de gain de poids. La résine qui est ultérieurement associée, notamment par injection ou infusion, aux nappes unidirectionnelles de renfort, lors de la réalisation de la pièce, peut être une résine thermodurcissable, par exemple du type époxy. Pour permettre un écoulement correct au travers d'une préforme constituée d'un empilement de différentes couches de fibres de carbone, cette résine est, le plus souvent, très fluide, par exemple d'une viscosité de l'ordre de 50 à 200mPa.s. à température d'infusion/injection. L'inconvénient majeur de ce type de résine est leur fragilité, après polymérisation/réticulation, ce qui entraîne une faible résistance à l'impact des pièces composites réalisées. Afin de résoudre ce problème, il a été proposé dans les documents de l'art antérieur d'associer les couches unidirectionnelles de fibres de carbone à des couches intermédiaires à base de résine, et notamment à un voile de fibres thermoplastiques. De telles solutions sont notamment décrites dans les demandes de brevet ou les brevets EP1125728, US 628016, W000/58083, WO 2007/015706, WO 2006/121961 et US 6,503,856. L'ajout de cette couche de résine intermédiaire tel qu'un voile permet d'améliorer les propriétés mécaniques au test de compression après impact (CAI), test utilisé de manière courante pour caractériser la résistance des structures à l'impact. La demanderesse a également proposé dans les demandes de brevet antérieures WO 2010/046609 et WO 2010/061114, des matériaux intermédiaires particuliers comportant une nappe de fibres unidirectionnelles, en particulier de carbone, associée par collage, sur chacune de ses faces à un voile de fibres thermoplastiques (également nommé non-tissé), ainsi que leur procédé d'élaboration. De tels matériaux composites sont constitués de couches de carbone et de couches de matière thermodurcissable ou thermoplastique. La fibre de carbone est conductrice d'électricité à la différence des matières thermodurcissables ou thermoplastiques. L'empilement de ces deux matériaux est donc un empilement de matériaux conducteurs et de matériaux isolants. La conductivité électrique transverse est donc quasi nulle du fait de la présence de couches de résine. Or, pour dissiper l'énergie apportée par le passage de la foudre sur le fuselage ou la voilure (ailes) et également assurer la fonction de retour de courant, la conductivité électrique transverse des pièces composites utilisées en aéronautique doit être importante. Les réserves de carburant étant situées dans les ailes des avions, il est primordial d'arriver à dissiper l'énergie électrique et donc d'avoir une bonne conductivité selon l'axe orthogonal à la surface de la pièce, axe nommé z. En structure aéronautique, la conductivité électrique était apportée, jusqu'à aujourd'hui, par le matériau lui-même, qui était majoritairement à base d'aluminium. Les nouveaux modèles d'avions intégrant de plus en plus de matériaux composites, majoritairement à base carbone, il est devenu indispensable d'apporter une conductivité supplémentaire pour assurer les fonctions de retour de courant et de résistance à la foudre. Cette conductivité est apportée actuellement sur des pièces composites à base de fibres de carbone par l'utilisation locale de rubans ou tresses métalliques liant les pièces entre elles. Une telle solution augmente considérablement la masse et le coût de la solution composite, et n'est donc pas satisfaisante. Dans ce contexte, la présente invention concerne un matériau adapté à la réalisation de pièces composites par un procédé dans lequel une 30 matrice thermoplastique ou thermodurcissable externe est diffusée au sein dudit matériau, comprenant au moins une nappe de fibres de carbone unidirectionnelles associée, sur au moins une de ses faces, à au moins un composant conducteur. Un tel matériau étant destiné à la réalisation de pièces composites par procédé direct, le matériau selon l'invention ne contient pas plus de 10% de 5 matière thermoplastique ou thermodurcissable. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'une pièce composite caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes a) dispàser d'au moins un matériau selon l'invention, b) diffuser, par infusion ou injection, une résine thermodurcissable, une 10 résine thermoplastique ou un mélange de telles résines, au sein du ou des matériaux, c) consolider la pièce souhaitée par une étape de polymérisation/réticulation suivant un cycle défini en température et sous pression, suivi d'un refroidissement. 15 Les pièces composites susceptibles d'être obtenues selon un procédé selon l'invention, quelles que soient ses variantes de mise en oeuvre, font également partie intégrante de l'invention. Les matériaux, procédés et pièces composites conformes à l'invention sont décrits de manière détaillée dans la description qui va 20 suivre, en référence aux Figures annexées. La Figure 1 est une vue schématique en coupe d'un exemple de matériau conforme à l'invention. Les Figures 2A et 2B sont respectivement des vues schématiques de dessus et en coupe selon le plan P1 d'un autre exemple de matériau 25 conforme à l'invention. Les Figures 3A, 3B et 3C sont respectivement des vues schématiques de dessus et en coupe selon le plan P2 d'un exemple de matériau conforme à l'invention utilisant des fils conducteurs. Les Figures 4A et 4B sont respectivement des vues schématiques 30 de dessus et en coupe selon le plan P3 d'un autre exemple de matériau conforme à l'invention utilisant des fils conducteurs. 2 98863 9 Les Figures 4C à 4E sont des Figures analogues à la Figure 4B montrant d'autres positionnements des fils conducteurs. L'invention prévoit d'associer une nappe de fibres unidirectionnelles de carbone à au moins un composant conducteur. Ce composant 5 conducteur peut notamment se présenter sous la forme de particules, de fibres courtes ou de fils. Le composant conducteur peut être en un matériau conducteur ou seule sa surface peut être en un matériau conducteur. Par fibres courtes, on entend des fibres de moins de 1 millimètre de longueur. Le matériau conducteur est, par exemple, constitué de carbone, de graphite, de nickel, d'or, de platine, de palladium, d'argent, de cuivre ou de cobalt. Dans le cadre de l'invention, les particules ou les fibres conductrices peuvent être constituées d'une large variété de matériaux, tels que du verre métallisé, du carbone, du carbone métallisé, du graphite, des polymères métallisés, des fibres métalliques et des mélanges de ceux-ci. On préfèrera les fibres de carbone, notamment de 20 à 200 micromètres de long. La ou les nappes de fibres de carbone unidirectionnelles et le ou les composants conducteurs présents dans le matériau peuvent être liés par couture, par tricotage, par un adhésif ou par thermoliage. Dans les matériaux selon l'invention, l'association entre la nappe unidirectionnelle et les composants conducteurs peut être réalisée de manière discontinue, par exemple uniquement en certains points ou zones, ou peut être réalisée selon une liaison qualifiée de continue, qui s'étend sur la totalité de la surface de la nappe ou des composants conducteurs. L'association entre nappe unidirectionnelle et composants conducteurs peut se faire par l'intermédiaire d'une couche adhésive, par exemple choisie parmi les adhésifs époxydes, adhésifs polyuréthane, les colles thermodurcissables, les adhésifs à base de monomère polymérisables, les adhésifs acryliques structuraux ou acryliques modifiés, les adhésifs hot-melt. De manière préférée, le composant conducteur est associé ou intégré à une matière thermoplastique ou thermodurcissable. Le rapport massique composant conducteur/matière thermoplastique ou thermodurcissable est, par exemple, de 0,3 à 50 %, de préférence de 0,5 à 5 %. La matière thermoplastique ou thermodurcissable peut former une couche perméable. Cette couche est qualifiée de perméable car elle doit laisser passer la résine thermodurcissable ou thermoplastique qui va être diffusée lors de la réalisation de la pièce composite et qui doit pénétrer dans tout le volume de la pièce. Chaque ensemble couche perméable + composant(s) conducteur(s) aura, de préférence, un facteur d'ouverture se situant dans la gamme allant de 30 à 99 %, préférentiellement dans la gamme allant de 40 à 70 %. Le facteur d'ouverture peut être défini comme le rapport entre la surface non occupée par la matière et la surface totale observée, dont l'observation peut être faite par le dessus du matériau avec un éclairage par le dessous de ce dernier. Il peut, par exemple, être mesuré selon la méthode décrite dans la demande W02011/086266. Par ensemble couche perméable + composant(s) conducteur(s), on entend la partie du matériau correspondant au(x) composant(s) conducteur(s) associé(s) ou intégré(s) à la matière thermoplastique ou thermodurcissable situé sur une face d'une nappe unidirectionnelle ou entre deux nappes unidirectionnelles. Ladite couche perméable se présente, par exemple, sous la forme d'un tissu, d'une poudre, d'un film poreux, ou, de préférence, d'un non-tissé. De manière avantageuse, chaque ensemble couche perméable + composant(s) conducteur(s) a une masse surfacique dans la gamme allant de 0,5 à 30 g/m2, de préférence dans la gamme allant de 1 à 15 g/m2. Une telle masse surfacique permet de réduire la masse de matière n'ayant pas une fonction de renfort, qui ne travaille pas mécaniquement de façon directe. Une telle masse assez faible est également associée à une épaisseur assez faible, ce qui permet d'optimiser l'épaisseur du matériau final. Chaque ensemble couche perméable + composant(s) conducteur(s) a, par exemple, une épaisseur de 5 à 30 microns, de préférence de 5 à 20 microns. L'épaisseur totale du matériau selon l'invention dépend de l'épaisseur du renfort, donc directement de son architecture textile, qui dans le cas de l'invention est une nappe de fibres unidirectionnelles, mais également de l'épaisseur de la couche perméable. En sélectionnant les composants conducteurs et les couches perméables de manière à avoir une telle épaisseur, l'homme du métier pourra optimiser le taux volumique de fibres qui sera obtenu par les procédés directs utilisant l'infusion ou l'injection de résine. En effet, particulièrement lorsque le procédé d'infusion est utilisé, il est important d'obtenir une Taux Volumique de Fibres dans la gamme de 55% à 70%, ce qui pourra notamment être obtenu avec de telles épaisseurs pour les couches perméables. Dans le cadre de la présente invention, les épaisseurs et les grammages sont, par exemple, déterminés selon les techniques décrites 10 dans la demande de brevet WO 2010/046609. De plus, il est important, lors de l'empilement de plusieurs couches de matériaux intermédiaires selon l'invention, d'obtenir une épaisseur de préforme proche de l'épaisseur finale de la pièce finie injectée ou infusée de résine. Pour ce faire, l'épaisseur correspondant aux composants 15 conducteurs et à la matière thermoplastique ou thermodurcissable devra également être la plus faible possible. De manière préférée, la ou les nappes de fibres de carbone unidirectionnelles et la ou les composants conducteurs présents dans le matériau sont liées grâce à la matière thermoplastique ou 20 thermodurcissable par thermoliage. Les dispositions suivantes des composants conducteurs et de la matière thermoplastique ou thermodurcissable, par rapport aux nappes unidirectionnelles sont, notamment, possibles - Selon un premier mode de mise en oeuvre, le composant conducteur 25 peut se présenter sous la forme de particules ou fibres conductrices réparties dans une matrice thermoplastique, thermodurcissable ou un mélange des deux, formant un tissu, un tricot, une grille ou, de préférence, un non-tissé. De telles particules conductrices peuvent se présenter sous la forme de nanosphères, nanotubes, _Il est possible, 30 notamment, d'utiliser de la poudre de carbone ou des fibres de carbone. Le rapport massique particules conductrices / polymère thermoplastique et/ou thermodurcissable sera, notamment, de 0,3 à 5% et le rapport massique fibres conductrices / polymère thermoplastique et/ou thermodurcissable sera, notamment, de 1% à 50%. Ces différences de pourcentages s'expliquent par les contraintes en termes de viscosité du matériau (matière thermoplastique et/ou thermodurcissable + composants conducteurs) utilisé pour réaliser les fibres constitutives du tissu ou non-tissé. La Figure 1 illustre un tel mode de réalisation dans lequel une nappe 1 de fibres unidirectionnelles 2 de carbone est associée sur chacune de ses grandes faces la et lb à deux non-tissés 3a et 3b de fibres 6 constituées d'une matrice thermoplastique 4 dans laquelle des nanoparticules 5 de carbone sont réparties. - Selon un deuxième mode de mise en oeuvre, le composant conducteur peut être disposé de manière adjacente à une couche de matière thermoplastique, thermodurcissable ou d'un mélange des deux. Dans ce cas où le composant conducteur est disposé en surface d'une couche de matière thermoplastique, thermodurcissable ou d'un mélange des deux, il est particulièrement important que la couche de matériau thermoplastique ou thermodurcissable présente un facteur d'ouverture suffisant tel que ci-dessus mentionné pour permettre aux composants conducteurs de se toucher et ainsi d'assurer une conductivité transverse au sein d'un empilement comportant différentes nappes de fibres de carbone unidirectionnelles, en particulier lorsque ce dernier est soumis à une pression de 1 bar. Le composant conducteur peut être disposé entre une nappe de fibres de carbone unidirectionnelles et une couche de matière thermoplastique ou thermodurcissable ou bien une couche de matière thermoplastique ou thermodurcissable peut être disposée entre une nappe de fibres de carbone unidirectionnelles et le composant conducteur. Dans ce cas, le composant conducteur pourra être sous la forme de particules ou de fibres conductrices, d'un dépôt métallique conducteur ou bien de fils conducteurs. Le composant conducteur peut être directement déposé sur la nappe de fibres de carbone unidirectionnelles, une couche de matière thermoplastique ou thermodurcissable étant déposée sur ce dernier. Cette couche de matière thermoplastique ou thermodurcissable assure, de préférence, la liaison entre le composant conducteur et la nappe de fibres de carbone unidirectionnelles. Il est également possible que le composant conducteur soit déposé sur au moins une partie de la surface de la couche thermoplastique ou thermodurcissable qui peut être notamment un tissu ou, de préférence un non-tissé, de fibres thermoplastiques ou thermodurcissables. Dans ce cas, la couche thermoplastique ou thermodurcissable viendra s'intercaler entre les composants conducteurs et la nappe de fibres de carbone unidirectionnelles. Lorsqu'un dépôt métallique conducteur est utilisé, celui-ci peut être réalisé par tout procédé approprié, tel qu'un dépôt en phase vapeur, un frittage, un dépôt sous vide, une pulvérisation cathodique ou un dépôt électrolytique. Le dépôt métallique peut, par exemple, être réalisé à raison de 0,5 à 5 gine. Il est également possible de réaliser les dépôts métalliques en surface selon des lignes continues, vagues ou selon d'autres motifs. De préférence, un contact sera établi entre les différents motifs, par exemple, par l'utilisation de lignes croisées, de manière à assurer une conductivité dans au moins une direction. De préférence, un dépôt métallique sera réalisé, de manière à recouvrir, au moins 5% de la surface sur laquelle il est déposé, et préférentiellement au moins 10 à 40% de cette surface et créera, de préférence, un réseau conducteur continu. Il est également possible d'avoir une métallisation selon des lignes parallèles, et d'obtenir un croisement des lignes lors d'un empilement de plusieurs matériaux selon l'invention et ainsi obtenir une conductivité transverse au sein de l'empilement. De préférence, la métallisation est réalisée selon au moins une série de lignes parallèles entre elles, mais non parallèles à la direction des fibres de la ou des nappes unidirectionnelles les plus proches, et de préférence selon au moins deux séries de lignes parallèles sécantes. Ces mêmes configurations de lignes parallèles peuvent être mise en oeuvre, lorsque des fils conducteurs sont utilisés. De tels fils conducteurs pourront présenter un titre individuel, par exemple, de 5 dTex à 100 dTex, et, de préférence de 20 à 80 dTex. De tels fils conducteurs, par exemple en graphite ou en un métal, présenteront, de préférence une résistivité linéaire relativement faible, de préférence de 10-3 à 109 )/cm, et préférentiellement de de 10-3 à 102n/cm. Tout comme dans le cas d'un dépôt métallique, les fils conducteurs seront déposés, de manière à recouvrir, au moins 5% de la surface sur laquelle ils sont déposés, et préférentiellement au moins 10 à 40% de cette surface et créeront, de préférence, un réseau conducteur continu. Les Figures 2A et 2B illustrent un mode de réalisation dans lequel est disposée sur un non-tissé 10 lui-même déposé sur une nappe 2 de fibres de carbone unidirectionnelles, une série de fils conducteurs 11 parallèles entre eux, mais formant un angle avec la nappe unidirectionnelle de fibres de carbone, qui est de 50° dans l'exemple illustré. La Figure 2B présente un matériau I comportant une seule nappe de fibres de carbone unidirectionnelles associée sur chacune de ses faces à un non-tissé 10 et à un composant conducteur 11. Lors de la réalisation d'un empilement, les matériaux I seront disposés de manière à ce que les fils conducteurs de deux matériaux successifs se croisent, et ainsi obtenir une conductivité transverse au sein de l'empilement. Les Figures 3A, 3B et 3C illustrent un autre mode de réalisation dans lequel est disposée sur un non-tissé 10 lui-même déposé sur une nappe 2 de fibres de carbone unidirectionnelles, une série de fils conducteurs 11 parallèles entre eux mais formant un angle avec la nappe unidirectionnelle de fibres de carbone, qui est de 50° dans l'exemple illustré comme dans le cas de la Figure 2A. Mais, de manière additionnelle, un fil conducteur 12 s'étendant parallèlement aux fibres de la nappe unidirectionnelle 2 de carbone est également déposé. Les Figures 4A et 4B illustrent un autre mode de réalisation dans lequel est disposée sur un non-tissé 10 lui-même déposé sur une nappe 2 de fibres de carbone unidirectionnelles, deux séries de fils conducteurs 13 et 14 parallèles entre eux dans chaque série. Les fils conducteurs 13 et 14 de ces deux séries sont sécants et forment chacune un angle avec la nappe unidirectionnelle de fibres de carbone, qui sont, respectivement de +50° et de -50° dans l'exemple illustré. Il est également possible comme présenté Figure 4C que les fils conducteurs 13 et 14 soient positionnés entre les non-tissés 10 et la nappe 2 de fibres unidirectionnelles. La Figure 4D illustre un autre mode de réalisation dans lequel, sur la face 1a de la nappe, les fils conducteurs 13 sont positionnés entre le non-tissé 10 et la nappe 2 de fibres unidirectionnelles, et les fils conducteurs 14 sont positionnés sur le non-tissé 10 alors que sur la face lb, les fils conducteurs 14 sont positionnés entre le non-tissé 10 et la nappe 2 de fibres unidirectionnelles et les fils conducteurs 13 sont positionnés sur le non-tissé 10. La Figure 4E illustre un autre mode de réalisation dans lequel, sur la face la de la nappe, des fils conducteurs 13 sont positionnés entre le non-tissé 10 et la nappe 2 de fibres unidirectionnelles, alors que sur la face lb, des fils conducteurs 14 sont positionnés sur le non-tissé 10. Comme dans les cas précédents, les fils conducteurs 13 et 14 sont parallèles entre eux dans chaque série, mais les fils conducteurs 13 et 14 de ces deux séries sont sécants et les fils conducteurs de chaque série forment un angle avec la nappe unidirectionnelle de fibres de carbone. Toutes ces variantes sont présentées dans le cas d'un matériau ne comportant qu'une nappe unidirectionnelle de fibres de carbone, ce matériau étant destiné à être empilé, mais s'applique également à un matériau comportant plusieurs nappes unidirectionnelles de fibres de carbone entre lesquelles sont intercalés des composants conducteurs et des couches de matière(s) thermoplastique et/ou thermodurcissable. - Selon un troisième mode de mise en oeuvre, le composant conducteur peut également se présenter sous la forme de particules, telles que de la poudre de carbone, ou de fibres courtes telles que des fibres de carbone, en mélange avec une poudre d'une matière thermoplastique, thermodurcissable ou un mélange des deux. Le rapport massique particules conductrices / polymère thermoplastique et/ou thermodurcissable sera, notamment, de 0,3% à 20% et le rapport massique fibres conductrices / polymère thermoplastique ou thermodurcissable sera, notamment, de 5% à 20%. Dans ce cas, le mélange composant conducteur/poudre d'une nnatière(s) thermoplastique et/ou thermodurcissable sera déposé directement à la surface de la nappe de fibres unidirectionnelles. De manière préférée, la ou les couches perméables de matière thermoplastique ou thermodurcissable présentes dans le matériau sont sous la forme d'un non-tissé. Par non-tissé, qui peut également être nommé « voile », on entend classiquement un ensemble de fibres continues ou courtes disposées aléatoirement. Ces non-tissés ou voiles pourront par exemple être produits par les procédés voie sèche (« Drylaid »), voie humide (« Wetlaid »), par voie fondue (« Spunlaid »), par exemple par extrusion (« Spunbond »), extrusion soufflage («Meltblown »), ou par filage avec solvant (« electrospinning » , « Flashspining »), bien connus de l'homme du métier. En particulier, les fibres constitutives du non-tissé peuvent présenter des diamètres moyens compris dans la gamme allant de 0,5 et 70 pm, et préférentiellement de 0,5 et 20 pm. Les non-tissés peuvent être constitués de fibres courtes ou, de préférence, de fibres continues. Dans le cas d'un non-tissé de fibres courtes, les fibres peuvent présenter, par exemple, une longueur comprise entre 1 et 100 mm. Les non-tissés offrent une couverture aléatoire et, de préférence, isotropique. De manière préférée, la couche formée à la fois de la matière thermoplastique et/ou thermodurcissable et du composant conducteur présente, de préférence, une conductivité dans au moins une direction d'au moins 500 S/m, et de préférence de 5000 à 20000 S/m. Dans un tel cas, le composant conducteur est directement présent sur au moins une partie de la surface de la couche formée à la fois de la matière thermoplastique et/ou thermodurcissable et du composant conducteur. Néanmoins, selon un mode de réalisation non préféré, il est également possible que le composant conducteur soit encapsulé dans une matière dans laquelle il serait momentanément isolé et que son pouvoir conducteur ne soit révélé que lors de la constitution de la pièce composite finale. Ce serait, par exemple, le cas si le composant conducteur est présent sous la forme de particules encapsulées dans un polymère soluble dans la matrice de résine qui va être diffusée au sein du matériau lors de la réalisation de la pièce composite. Certaines polyethersulfones sont, par exemple, solubles dans des résines époxydes. Dans le cadre de l'invention, par « nappe unidirectionnelle de fibres de carbone », on entend une nappe constituée exclusivement ou quasi-exclusivement de fibres de carbone déposées selon une même direction, de manière à s'étendre de manière sensiblement parallèle les unes aux autres. En particulier, selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la nappe unidirectionnelle ne comporte aucun fil de trame venant entrelacer les fibres de carbone, ni même de couture qui aurait pour but de donner une cohésion à la nappe unidirectionnelle avant son association avec la couche perméable comportant au moins un élément conducteur. Ceci permet en particulier d'éviter toute ondulation au sein de la nappe unidirectionnelle. Dans la nappe unidirectionnelle, les fils de carbone sont, de préférence, non associés à un liant polymérique et donc qualifiés de secs, c'est-à-dire qu'ils ne sont ni imprégnés, ni enduits, ni associés à un quelconque liant polymérique avant leur association aux couches intermédiaires. Les fibres de carbone sont, néanmoins, le plus souvent caractérisées par un taux massique d'ensimage standard pouvant représenter au plus 2% de leur masse. Aussi, il peut être considéré que le matériau selon l'invention ne contient pas plus de 10% de matière thermoplastique ou thermodurcissable. En particulier, lorsqu'une matière thermoplastique ou thermodurcissable ou un mélange de ces matières est présente dans le matériau, notamment dans la ou les couches perméables contenant au moins un composant conducteur, la matière thermoplastique ou thermodurcissable ou un mélange des deux représente de 0,5 à 10% de la masse totale du matériau, et de préférence de 1 à 3% de la masse totale du matériau. Les fibres constitutives des nappes unidirectionnelles sont de préférence continues. Les nappes unidirectionnelles peuvent être constituées de un ou, de préférence, plusieurs fils de carbone. Un fil de carbone est constitué d'un ensemble de filaments et comporte, en général, de 1 000 à 80 000 filaments, avantageusement de 12 000 à 24 000 filaments. De façon, particulièrement préférée, dans le cadre de l'invention, des fils de carbone de 1 à 24 K, par exemple, de 3K, 6K, 12K ou 24K, et préférentiellement de 12 et 24K, sont utilisés. Par exemple, les fils de carbone présents au sein des nappes unidirectionnelles, présentent un titre de 60 à 3800 Tex, et préférentiellement de 400 à 900 tex. La nappe unidirectionnelle peut être réalisée avec tout type de fils de carbone, par exemple, des fils Haute Résistance (HR) dont le module en traction est compris entre 220 et 241GPa et dont la contrainte à rupture en traction est comprise entre 3450 et 4830MPa, des fils de Module Intermédiaire (IM) dont le module en traction est compris entre 290 et 297GPa et dont la contrainte à la rupture en traction est comprise entre 3450 et 6200MPa et des Fils Haut Module (HM) dont le module en traction est compris entre 345 et 448GPa et dont la contrainte à rupture en traction est comprise entre 3450 et 5520Pa (d'après le « ASM Handbook », ISBN 0-87170-703-9, ASM International 2001). La ou les nappes de fibres de carbone unidirectionnelles utilisées dans le cadre de l'invention présentent, de préférence, une masse surfacique de 100 à 280 g/m2. Pour la constitution d'une nappe unidirectionnelle, il est possible d'étaler ou non les fils utilisés classiquement disponibles dans le commerce. A titre d'exemple, l'épaisseur d'une nappe unidirectionnelle de carbone, au sein d'un matériau selon l'invention, peut être de 90 à 270 dam environ. Au sein de chaque nappe unidirectionnelle présente dans le matériau, les filaments ou fibres de carbone sont, de préférence, disposés de manière à assurer une couverture quasi-totale, et de préférence totale, sur toute la surface de la nappe. A titre d'exemple de matière thermoplastique pouvant être utilisée pour la constitution du matériau intermédiaire selon l'invention ou de la résine injectée, on peut citer les polyamides (par exemple PA6, PA12, PA11, PA6,6, PA 6,10, PA 6,12, ...), Copolyamides, les polyamides - block ether ou ester (par exemple, PEBAX, PEBA), les polyphtalamides, les polyesters (par exemple, les polyéthylène téréphtalate -PET-, polybutylène téréphtalate - PBT-...), les copolyesters, les polyuréthanes thermoplastiques, les polyacétales, les polyoléfines en C2-C8 (par exemple, les polypropylènes - PP, les polyéthylènes haute densité - HDPE, les polyéthylènes basse densité - LDPE, les polyéthylènes basse densité linéaire -LLDPE et leurs copolymères), les polyéthersulfones, les polysulfones, les polyphénylènes sulfones, les polyétheréthercétones, les polyéthercétonecétone, les poly(sulfure de phénylène), les polyétherimides, les polyimides thermoplastiques, les polymères à cristaux liquides, les phénoxys, les copolymères à blocs tels que les copolymères styrène-butadieneméthylméthacrylate, les copolymères méthylméthacrylate-acrylate de butyl- méthylméthacrylate et leurs mélanges. A titre d'exemple de matière thermodurcissable pouvant être utilisée pour la constitution du matériau intermédiaire selon l'invention ou de la résine injectée, on peut citer les époxydes, les polyesters insaturés, les vinylesters, les résines phénoliques, les polyimides, les bismaléimides. les résines phénol-formaldéhydes, urée-formaldéhydes, les 1,3,5-triazine-2,4,6- triamines (mélamine), les benzoxazines, les esters de cyanates, et leurs mélanges. La matière thermodurcissable pourra également comprendre un ou plusieurs agents durcisseurs, bien connus de l'homme du métier pour être utilisés avec les polymères thermodurcissables sélectionnés. Les tissus et non-tissés qui peuvent être utilisés dans la ou les couches perméables peuvent être constitués de fibres de même nature, mais également d'un mélange de fibres constituées de ces matériaux. La matière est, bien entendu, adaptée aux différents types de systèmes thermodurcissables ou thermoplastiques utilisés pour la constitution de la matrice, lors de la réalisation ultérieure des pièces composites. De manière préférée, la liaison entre composant conducteur et nappe unidirectionnelle peut être assurée par thermoliage, c'est-à-dire par chauffage, en utilisant le caractère collant à chaud de la matière thermoplastique ou thermodurcissable présente et formant le plus souvent une couche perméable, suivi d'un refroidissement. Un exemple d'un tel matériau est une nappe unidirectionnelle de fibres de carbone associée sur chacune de ses faces à un non-tissé de fibres à base d'une matière thermoplastique, ces deux non-tissés assurant la cohésion du matériau grâce à leur caractère thermoplastique. Le composant conducteur peut être intégré dans les fibres du non-tissé ou présent en surface de ce dernier. Dans le cas de l'utilisation d'un non-tissé métallisé en surface, celui-ci pourra n'être métallisé que sur une portion de sa surface comme détaillé précédemment, de façon intermittente ou selon un motif défini, afin d'assurer la fonction de thermoliage par les zones non métallisées. Un dépôt métallique peut également être réalisé directement en surface de la nappe, puis recouvert par un non-tissé. Il peut également être envisagé d'obtenir le matériau intermédiaire conducteur en métallisant le complexe nappe unidirectionnelle / couche(s) perméable(s) non conductrice(s) directement, ces dernières étant préalablement associés, de préférence par thermoliage. Les matériaux étant par la suite utilisés de préférence par dépose automatisée mettant en oeuvre une étape ultime de thermoliage pour les associer et créer ainsi une préforme, la métallisation sera, là 2 98863 9 17 encore, de préférence, réalisée uniquement sur une portion de la surface comme détaillé précédemment. Selon un mode de réalisation particulier, les matériaux selon l'invention ne comportent ni tissage, ni couture, ni tricotage. Il est ainsi 5 possible d'éviter des irrégularités pouvant affecter les propriétés mécaniques de la pièce finale obtenue. Dans les matériaux selon l'invention qui comportent plusieurs composants conducteurs et couches perméables, ces derniers peuvent être tous identiques comme, notamment illustré Figures 3C, 4B et 4C, ou 10 différer les uns des autres comme, notamment illustré Figures 4D et 4E. Il en va de même des nappes unidirectionnelles. Pour privilégier l'homogénéité des performances, on pourra préférer utiliser des couches s'intercalant entre les nappes unidirectionnelles toutes identiques et des nappes unidirectionnelles également toutes identiques. Les matériaux selon 15 l'invention sont, avantageusement, constitués au moins à 80% en masse, voire exclusivement, de nappes unidirectionnelles de fibres de carbone et de composants conducteurs et couches perméables telles que définies dans le cadre de l'invention. Selon un mode de réalisation particulier, le matériau selon l'invention 20 comporte une seule nappe de fibres de carbone unidirectionnelles, associée sur une seule ou sur chacune de ses faces à au moins un composant conducteur. Un tel matériau est destiné à être utilisé sous la forme d'un empilement, lors de la réalisation de pièces composites. Un matériau constitué exclusivement de trois couches, à savoir une nappe de fibres de 25 carbone unidirectionnelles disposées entre deux ensembles composants conducteurs + couche perméable est un exemple de matériau selon l'invention. Lorsqu'un tel matériau sera utilisé pour la conception de pièce composite, il sera le plus souvent utilisé sous la forme d'un empilement, de sorte que deux ensembles composants conducteurs + couche perméable 30 seront intercalées entre deux nappes de fibres de carbone unidirectionnelles. Selon un autre mode de réalisation particulier, le matériau selon l'invention comprend plusieurs nappes de fibres de carbone unidirectionnelles, avec au moins deux nappes de fibres de carbone unidirectionnelles s'étendant selon des directions différentes et en ce qu'au moins un composant conducteur est intercalé entre deux nappes successives de fibres de carbone unidirectionnelles. De préférence, un tel matériau multiaxial sera constitué d'une alternance de nappes de fibres de carbone unidirectionnelles et d'ensembles composants conducteurs + couche perméable. Toutes les nappes unidirectionnelles peuvent avoir des directions différentes ou seulement certaines d'entre elles, les autres pouvant avoir des directions identiques. Dans le cas où plusieurs nappes auront des directions identiques, il ne s'agira pas de deux nappes consécutives. Sinon, les nappes unidirectionnelles présenteront, de préférence des caractéristiques identiques. Les orientations privilégiées sont le plus souvent, celles faisant un angle de 0°, + 450 ou - 45° (correspondant également à +135°), et + 90° avec l'axe principal de la pièce à réaliser. Le 0° correspond à l'axe de la machine permettant de réaliser l'empilement, c'est-à-dire à l'axe qui correspond à la direction d'avancement de l'empilement lors de sa conception. L'axe principal de la pièce qui est le plus grand axe de la pièce se confond généralement avec le 0°. Il est, par exemple, possible de réaliser des empilements quasi-isotropes, symétriques ou orientés en choisissant l'orientation des plis. A titre d'exemples d'empilement quasi-isotrope, on peut citer l'empilement selon les angles 45°/0°/135°/90°, ou 90°/135°/0°/45°. A titre d'exemples d'empilement symétrique, on peut citer 00/900/0°, ou 45°/135°/45°. En particulier, des matériaux intermédiaires comprenant de 2 à 32 nappes unidirectionnelles, notamment 2, 3, 4, 8, 16, 24 et 32 nappes unidirectionnelles pourront être réalisés. Entre deux nappes unidirectionnelles, seront intercalés des composants conducteurs, de préférence associés ou intégrés à une couche perméable à base d'une matière thermoplastique, thermodurcissable ou d'un mélange des deux, tels que précédemment décrits. Les matériaux selon l'invention sont destinés à être associés à une matrice de résine pour la réalisation ultérieure de pièces composites, pour l'aéronautique notamment. Les matériaux selon l'invention permettent à la fois d'allier des propriétés satisfaisantes en termes de conductivité et de 5 propriétés mécaniques, répondant aux exigences dans le domaine de l'aéronautique. Dans le cadre de l'invention, des composants conducteurs, de préférence associés ou intégrés à une couche perméable à base d'une matière thermoplastique, thermodurcissable ou d'un mélange des deux précédemment décrits sont utilisés en combinaison avec une ou plusieurs 10 nappes de fibres de carbone unidirectionnelles, pour améliorer la conductivité transverse des matériaux obtenus La matrice de résine peut être de nature thermoplastique ou de préférence thermodurcissable, ou constituée d'un mélange de résines thermodurcissable et thermoplastique. Les matériaux selon l'invention 15 peuvent être utilisés, notamment, pour la réalisation de pièces aéronautiques qui nécessitent de bonnes propriétés en termes de conductivité électrique. De telles pièces pourront être réalisées par tout procédé direct connu, tels que les procédés par infusion ou injection de résine thermodurcissables, voire thermoplastique. La matrice utilisée est, de 20 préférence, de type thermodurcissable. La présente invention concerne donc également un procédé de fabrication d'une pièce composite caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes a) disposer d'au moins un matériau selon l'invention, 25 b) diffuser, par infusion ou injection, une résine thermodurcissable, une résine thermoplastique ou un mélange de telles résines, au sein du ou des matériaux, c) consolider la pièce souhaitée par une étape de polymérisation/réticulation suivant un cycle défini en température et 30 sous pression, suivi d'un refroidissement. Selon certains modes de mise en oeuvre, le procédé selon l'invention comprend une étape d'empilement de plusieurs matériaux selon l'invention. En particulier, un tel empilement pourra être réalisé à partir d'un matériau selon l'invention comportant une seule nappe de fibres de carbone unidirectionnelles, tel que précédemment décrit. Dans un tel cas, il est possible de prévoir une étape consistant à solidariser l'empilement sous la 5 forme d'une préforme. Un tel empilement pourra comprendre un grand nombre de nappes unidirectionnelles, en général au moins quatre et dans certains cas plus de 100, voire plus de 200 nappes unidirectionnelles. Ces nappes de fibres de carbone unidirectionnelles seront, le plus souvent, orientées selon au moins 10 deux, trois, ou quatre directions différentes, comprises entre +90 et -90° par rapport à la direction principale de la pièce finale obtenue. De manière préférée, dans le cadre de l'invention, cet empilement est effectué de façon automatisée. De façon avantageuse, l'étape consistant à solidariser l'empilement est réalisée par thermoliage en utilisant le caractère 15 collant à chaud de la matière thermodurcissable ou thermoplastique présente dans les couches conductrices perméables. De manière préférée, dans le cadre de l'invention, la résine thermodurcissable ou thermoplastique, ou un mélange de telles résines, nécessaire pour la réalisation d'une pièce composite est ajoutée au(x) niatériau(x) selon 20 l'invention par infusion sous pression réduite, notamment sous une pression inférieure à la pression atmosphérique, notamment inférieure à 1 bar et, de préférence, comprise entre 0,1 et 1 bar. La pièce composite est obtenue après une étape de traitement thermique. En particulier, la pièce composite est obtenue généralement par 25 un cycle de consolidation classique des polymères considérés, en effectuant un traitement thermique, recommandé par les fournisseurs de ces polymères, et connu de l'homme du métier. Cette étape de consolidation de la pièce souhaitée est réalisée par polymérisation/réticulation suivant un cycle défini en température et sous pression, suivie d'un refroidissement. La 30 pression appliquée lors du cycle de traitement est faible dans le cas de l'infusion sous pression réduite et plus forte dans le cas de l'injection dans un moule RTM. Les pièces composites susceptibles d'être obtenues selon le procédé de l'invention font également parties intégrantes de l'invention, et notamment, les pièces composites présentant une conductivité transverse d'au moins 20 51m, et de préférence de 60 à 300 S/m. La conductivité transverse peut être définie comme étant l'inverse de la résistivité qui est elle-même égale à la résistance que multiplie la surface et que divise l'épaisseur de la pièce. En d'autres termes, la conductivité transverse est la capacité qu'à la pièce à propager et conduire le courant électrique au sein de son épaisseur et peut être mesurée selon la méthode détaillée dans les exemples. De manière préférée, les pièces selon l'invention présentent un taux volumique de fibres de 55 à 65 % et notamment de 57 à 63 %. Le taux volumique de fibres (TVF) d'une pièce composite est calculé à partir de la mesure de l'épaisseur d'une pièce composite en connaissant la masse surfacique de la nappe unidirectionnelle de carbone et les propriétés de la fibre de carbone, à partir de l'équation suivante : n , x Masse surfacique UD caTVF (%)- ph, rbone x10-1 (1) Pfibre carbone X eplaque Où e plaque est l'épaisseur de la plaque en mm, Pfibre carbone est la densité de la fibre de carbone en g/cm3, la masse surfacique UD carbone est en g/m2. En sélectionnant un taux volumique de fibres assez élevé, en particulier de 60 à 65%, il est possible d'optimiser encore la conductivité transverse de la pièce composite obtenue. Les exemples ci-après permettent d'illustrer l'invention, mais n'ont aucun caractère limitatif. EXEMPLES DE REALISATION Méthode de mesure de la conductivité des couches associant composant conducteur et matière thermoplastique ou thermodurcissable Un échantillon de 380 mm de long x 80 mm de large est découpé. Cet 30 échantillon est ensuite pincé par deux mords métalliques sur sa largeur. Ces pinces métalliques sont reliées à une alimentation (TTi EL302P), qui envoie un courant de lA à travers l'échantillon. Au centre de l'échantillon, deux électrodes reliées à un voltmètre et distantes de 200mm (ISM 1000) permettent de mesurer la tension. Les électrodes sont fixées à un bâti, ce qui permet de toujours faire la mesure au même endroit, la distance entre les électrodes est donc fixe. On pourra, de préférence, choisir de découper un échantillon de manière à ce que sa longueur s'étende parallèlement à la direction de conductivité la plus forte. En utilisant la loi d'Ohm, la résistance de l'échantillon peut être déduite : R (n)=U/I (U étant la tension mesurée en Volt et I Irintensité appliquée avec l'alimentation en Ampère) p = R * (e * L)/I (p étant la résistivité en n .m) 6 = Ilp (a étant la conductivité en 5/m) (I étant la distance entre électrode et L la largeur de l'échantillon) Exemple 1 Description des matériaux de départ: - voile de polyéthylène téréphtalate (PET) de masse surfacique égale à 8g/m2. Ce voile est recouvert de Nickel à hauteur de 2,7 g/m2. Le voile provient d'Atlanta Nisseki CLAF (référence Milife TY0503FE), et a été métallisé chez la société Soliani, Via Varesina 122, 22100 Como.. Le voile métallisé obtenu présente un grammage de 10,7 g/m2 et une épaisseur de 50pm. Ce voile métallisé à une conductivité comprise entre 1000S/m et 30000 S/m respectivment dans la direction où la densité de fils est la moins forte deset où la densité de fils est la plus forte . - Voile de Polyamide 12 d'épaisseur 69 pm et de 4g/m2, commercialisé sous la référence 128D04 par la société Protechnic (Cernay, France) - nappe unidirectionnelle réalisée avec des fils IMA 12K de la société Hexcel, de manière à obtenir une masse surfacique de 194g/m2.30 Préparation du matériau Un empilement voile polyamide/nappe de carbone/voile polyamide/voile métallisé est réalisé et lié thermiquement conformément au procédé décrit pages 27 à 30 de la demande WO 2010/046609. Les paramètres utilisés par référence au tableau 3 de la demande WO 2010/046609 sont donnés dans le Tableau 1 ci-après. Exemple 2 Description des matériaux de départ: - fils conducteurs F901 3022 commercialisés par la société Resistat (Enta, NC, Etats-Unis) Nylon 6-6 avec carbone conducteur en surface 24dTex / 22 Denier Tenacité 5gr/denier - Elongation à rupture : 41% - Résistivité moyenne : 2,1.105 Ohm/cm - Voile de copolyamide d'épaisseur 59pm et de 3g/m2, commercialisé sous la référence 1R8D03 par la société Protechnic (Cernay, France) - nappe unidirectionnelle réalisée avec des fils IMA 12K de la société Hexcel, de manière à obtenir une masse surfacique de 1949/m2. Préparation du matériau Un empilement fils conducteurs/voile polyamide/nappe de carbone/voile polyamide/fils conducteurs conforme aux Figure 3A à 3C est réalisé. La distance entre deux fils 11 parallèles est de 10 mm et la distance entre le fil 12 et le bord du non-tissé 10 est de 3,2 mm. Cet empilement est réalisé et lié thermiquement conformément au procédé décrit pages 27 à 30 de la demande WO 2010/046609. Les paramètres utilisés par référence au tableau 3 de la demande WO 2010/046609 sont donnés dans le Tableau 1 ci-après. Exemple 3 Description des matériaux de départ: - fils conducteurs F901 3022 commercialisés par la société Resistat (Enca, NC, Etats-Unis) - Voile de copolyamide d'épaisseur 59pm et de 3g/m2, commercialisé sous la référence 1R8D03 par la société Protechnic (Cernay, France) - nappe unidirectionnelle réalisée avec des fils IMA 12K de la société Hexcel, de manière à obtenir une masse surfacique de 194g/m2. Préparation du matériau Un empilement conforme à l'exemple 1 est réalisé, à l'exception du fait que les fils conducteurs sont disposés entre le voile et la nappe, comme illustré Figure 4C de manière à obtenir un empilement voile polyamide/fils conducteurs/nappe de carbone/fils conducteurs/voile polyamide. Cet empilement est lié thermiquement conformément au procédé décrit pages 27 à 30 de la demande WO 2010/046609. Les paramètres utilisés par référence au tableau 3 de la demande WO 2010/046609 sont donnés dans le Tableau 1 ci-après. Exemple 4 Description des matériaux de départ: - fils conducteurs F901 F044 commercialisés par la société Resistat (Enca, NC, Etats-Unis) -Nylon 6 avec carbone conducteur en surface -49dTex / 44 Denier -Tenacité 4gr/denier -Elongation à rupture : 50% -Résistivité moyenne : 1.105 Ohm/cm - Voile de copolyamide d'épaisseur 59pm et de 3g/m2, commercialisé sous la référence 1R8D03 par la société Protechnic (Cernay, France) - nappe unidirectionnelle réalisée avec des fils IMA 12K de la société Hexcel, de manière à obtenir une masse surfacique de 194g/m2. 2 98863 9 25 Préparation du matériau Un empilement fils conducteurs/voile polyamide/nappe de carbone/voile polyamide/fils conducteurs conforme à l'exemple 1 est réalisé en utilisant des fils conducteurs F901 F044 et lié thermiquement 5 conformément au procédé décrit pages 27 à 30 de la demande WO 2010/046609. Les paramètres utilisés par référence au tableau 3 de la demande WO 2010/046609 sont donnés dans le Tableau 1 ci-après. Tableau 1 Exemple Vitesse Tbarre Tbarre Tpréchauffa ge voile Tbarres ligne (°C) (°C) (°C) (°C) (12a et 12b) (m/min) (9) (10) (11a8.11b) 1 1,8 200 200 140 210 2 1,3 200 200 120 145 3 1,3 200 200 120 145 4 1,3 200 200 120 145 Le Tableau 2 présente les épaisseurs des voiles obtenues après contre-collage sur la nappe unidirectionnelle. 15 Tableau 2 Exemple Epaisseur Voile Voile Polyamide PET métallisé + + fils voile Polyamide conducteurs 1 30 pm - 2 - 25 pnn 3 - 25 pm 4 - 25 pm Exemple 5 Préparation des pièces composites Le matériau est ensuite utilisé pour faire un stratifié, selon un 20 empilement de 24 plis, puis de la résine est injectée selon un procédé RTM 10 dans un moule fermé. La dimension du panneau est de 340 x 340 x 4,31 mm pour un TVF visé de 60%. Pour obtenir un TVF proche de 55%, l'épaisseur du cadre choisie est de 4,73mm et pour un TVF proche de 65%, l'épaisseur du cadre est de 4,00mm. A un empilement de pli donné, si on augmente ou si on diminue l'épaisseur du moule, alors la pièce finie aura un TVF (une épaisseur) plus ou moins important, puisque les essais sont réalisés dans un moule fermé. Le drapage choisi pour ces exemples est [45/0/135/90]3s. L'empilement de 24 plis est déposé dans un moule en aluminium puis 10 ce moule est placé sous une presse à 10 bars. L'ensemble est monté en température à 120°C. La résine injectée est la résine RTM6 de la société Hexcel. La résine est préchauffée à 80°C dans une machine d'injection, puis injectée dans un moule comportant une entrée pour la résine et une sortie. Une fois que de la résine est récupérée en sortie, l'injection est arrêtée et le 15 moule est monté à 180°C pendant 2 heures. Durant cette période le moule est maintenu sous une pression de 10 bars. A titre de comparaison, des empilements réalisés avec des matériaux constituées d'une nappe de fils de carbone IMA de la société Hexcel de 194 g/m2, associée sur chacune de ses faces à un voile de polyamide 12, 20 128D04 de la société Protechnic (Cernay, France) à 4g/m2, à différents taux volumiques de fibres ont également été effectués. Mesure de la conductivité transverse des pièces composites Trois à quatre échantillons sont découpés dans le panneau aux dimensions 36mm x 36mm. La surface de chaque échantillon est sablée 25 afin d'exposer la surface des fibres de carbone. Cette étape de sablage n'est pas nécessaire si un tissu d'arrachage a été utilisé pour la préparation des pièces. Ensuite, les faces recto/verso de chaque échantillon sont traitées afin de déposer une couche de métal conducteur, typiquement d'or par pulvérisation cathodique,traitement plasma ou évaporation sous vide. 30 Les dépôts d'or ou de tout autre métal doivent être retirés des champs des éprouvettes par sablage ou par ponçage. Ce dépôt de métal conducteur 2 98863 9 27 permet d'avoir une faible résistance de contact entre l'échantillon et le moyen de mesure. Une source de puissance (bloc d'alimentation TTi EL302P programmable 30V/2A, Thurlby Thandar Instruments, Cambridge UK) 5 capable de faire varier le courant et la tension est utilisée pour déterminer la résistance. L'échantillon est en contact avec les 2 électrodes du bloc d'alimentation ces électrodes sont mises en contact à l'aide d'une pince. Il faut s'assurer que les électrodes ne sont pas en contact les unes avec les autres ou en contact avec tout autre élément métallique. Un courant de 1 A est appliqué et la résistance est mesurée par deux autres électrodes reliées à un voltmètre/ohmmètre. L'essai est effectué sur chaque échantillon à mesurer. La valeur de la résistance est ensuite ramenée à la valeur de la conductivité à l'aide des dimensions de l'échantillon et des formules suivantes : Résistivité (Ohm.m) = Résistance (Ohm) x Surface (m2) / Epaisseur (m) Conductivité (S/m) = 1/ Résistivité Les résultats sont présentés dans la Tableau 3 ci-après. 20 Tableau 3 Description Conductivité 4 points (S/m) Moyenne (S/m) Ecart type (S/m) Exemple comparatif 1- 55,7% 'NF 0,55 1,77 0,76 1,03 0,65 Exemple comparatif 2 - 61,4% TVF 10,48 16,37 8,99 11,94 3,90 Exemple comparatif 3 - 64,7% 'NF 15,72 23,25 20,58 19,85 3,82 Exemple 5 réalisé avec le matériau de 47,81 88,63 91,26 75,90 24,36 l'exemple 1- 58.4% "NF L'utilisation d'un composant conducteur permet donc d'améliorer fortement la conductivité. Par ailleurs, le TVF semble avoir une influence sur la conductivité transverse obtenue. Il est donc préférable de réaliser des 25 pièces composites avec un TVF de 55 à 70%, préférentiellement de 60% à 65%, compte tenu des paramètres mécaniques à prendre également en compte. REVENDICATIONS1- Matériau (I) adapté à la réalisation de pièces composites par un procédé dans lequel une matrice thermoplastique ou thermodurcissable externe est diffusée' au sein dudit matériau, comprenant au moins une nappe (1) de fibres de carbone unidirectionnelles (2) associée, sur au moins une de ses faces (la, lb), à au moins un composant conducteur (5, 11, 12, 13, 14). 2 - Matériau (I) selon la revendication 1 précédente caractérisé en ce que le matériau (I) ne contient pas plus de 10% de matière 10 thermoplastique ou thermodurcissable. 3 - Matériau (I) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une seule nappe (1) de fibres de carbone unidirectionnelles (2), associée sur une seule ou sur chacune de ses faces (la, lb) à au moins un composant conducteur (5, 11, 12, 13, 14). 15 4 - Matériau (I) selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs nappes (1) de fibres de carbone unidirectionnelles (2), avec au moins deux nappes de fibres de carbone unidirectionnelles s'étendant selon des directions différentes et en ce qu'au moins un composant conducteur (5, 11, 12, 13, 14) est intercalé entre deux nappes 20 successives de fibres de carbone unidirectionnelles. 5 - Matériau (I) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la ou les nappes (1) de fibres de carbone unidirectionnelles (2) et le ou les composants conducteurs (5, 11, 12, 13, 14) présents dans le matériau sont liés par couture, par tricotage, par un adhésif ou par 25 thermoliage. 6 - Matériau (I) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le composant conducteur (5, 11, 12, 13, 14) est sous la forme de particules (5), de fibres courtes ou de fils (11, 12, 13, 14). 7 - Matériau (I) selon l'une des revendications précédentes caractérisé 30 en ce que le composant conducteur (5, 11, 12, 13, 14) est associé ou intégré à une matière thermoplastique ou thermodurcissable ou à un mélange de matières thermoplastique et thermodurcissable. 8 - Matériau (I) selon la revendication 7 caractérisé en ce que le rapport massique composant conducteur/matière thermoplastique et/ou thermodurcissable est de 0,3 à 50 %, de préférence de 0,5 à 5 %. 9 - Matériau (I) selon la revendication 7 ou 8 caractérisé en ce que la 5 matière thermoplastique ou thermodurcissable forme une couche perméable (3a, 3b, 10). 10 - Matériau (I) selon la revendication 9 caractérisé en ce que chaque ensemble couche perméable (3a, 3b, 10) + élément(s) conducteur(s) (5, 11, 12, 13, 14) présente un facteur d'ouverture se situant dans la gamme 10 allant de 30 à 99 0/0, préférentiellement dans la gamme allant de 40 à 70 °/0. 11 - Matériau (I) selon la revendication 9 ou 10 caractérisé en ce que la couche perméable (3a, 3b, 10) se présente sous la forme d'un tissu, d'une poudre, d'un film poreux, d'un tricot, d'une grille, ou, de préférence, d'un 15 non-tissé (3a, 3b, 10). 12 - Matériau (I) selon la revendication 9 à 11 caractérisé en ce que chaque ensemble couche perméable (3a, 3b, 10) + élément(s) conducteur(s) (5, 11, 12, 13, 14) a une masse surfacique dans la gamme allant de 0,5 à 30 g/m2, de préférence dans la gamme allant de 1 à 20 15 g/m2. 13 - Matériau (I) selon l'une des revendications 9 à 12 caractérisé en ce que chaque ensemble couche perméable (3a, 3b, 10) + élément(s) conducteur(s) (5, 11, 12, 13, 14) présent dans le matériau a une épaisseur de 5 à 30 microns, de préférence de 5 à 20 microns. 25 14 - Matériau (I) selon l'une des revendications 9 à 13 caractérisé en ce que chaque ensemble couche perméable (3a, 3b, 10) + élément(s) conducteur(s) (5, 11, 12, 13, 14) présente une conductivité dans au moins une direction d'au moins 500 S/m, et de préférence de 5000 à 20000 S/m. 30 15 - Matériau (I) selon l'une des revendications 7 à 14 caractérisé en ce que la ou les nappes (1) de fibres de carbone unidirectionnelles (2) et la ou les composants conducteurs (5, 11, 12, 13, 14) présents dans le matériausont liés grâce à la matière thermoplastique ou thermodurcissable par thermoliage. 16 - Matériau (I) selon l'une des revendications 7 à 15 caractérisé en ce que le composant conducteur (5) se présente sous la forme de particules ou de fibres conductrices réparties dans une matrice (4) d'une matière thermoplastique ou thermodurcissable ou d'un mélange de matières thermoplastique et thermodurcissable, formant un tissu ou, de préférence, un non-tissé (6). 17 - Matériau (I) selon l'une des revendications 7 à 15 caractérisé en ce que le composant conducteur (13, 14) est disposé entre une nappe (1) de fibres de carbone unidirectionnelles (2) et une couche (10) de matière thermoplastique ou thermodurcissable ou d'un mélange de matières thermoplastique et thermodurcissable. 18 - Matériau (I) selon l'une des revendications 7 à 15 caractérisé en ce 15 qu'une couche (10) de matériau thermoplastique ou thermodurcissable est disposée entre une nappe (1) de fibres de carbone (2) unidirectionnelles et le composant conducteur (11, 12, 13, 14). 19 - Matériau (I) selon la revendication 17 ou 18 caractérisé en ce que le composant conducteur (11, 12, 13, 14) est déposé sur au moins une 20 partie de la surface d'un tissu ou, de préférence d'un non-tissé (6), de fibres thermoplastiques ou thermodurcissables, éventuellement en mélange. 20 - Matériau (I) selon la revendication 17 à 19 caractérisé en ce que le composant conducteur se présente sous la forme de particules ou de fibres 25 conductrices, d'un dépôt métallique conducteur ou bien de fils conducteurs (11,12, 13, 14). 21 - Matériau (I) selon la revendication 20 caractérisé en ce que le composant conducteur se présente sous la forme d'un dépôt métallique ou de fils conducteurs (11, 12, 13, 14) recouvrant, au moins 5% de la 30 surface sur laquelle il est déposé, et préférentiellement au moins 10 à 40% de cette surface et crée, de préférence, un réseau conducteur continu. 22 - Matériau (I) selon l'une des revendications 7 à 15 caractérisé en ce que le composant conducteur se présente sous la forme de particules ou de fibres courtes, en mélange avec une poudre d'une matière thermoplastique ou thermodurcissable ou d'un mélange de matières thermoplastique et thermodurcissable. 23 - Matériau (I) selon l'une des revendications 7 à 22 caractérisé en ce que le composant conducteur (5, 11, 12, 13, 14) est associé ou intégré à une matière thermoplastique choisie parmi les polyamides, copolyamides, les polyamides - block ether ou ester, les polyphtalamides, les polyesters, les copolyesters, les polyuréthanes thermoplastiques, les polyacétales, les polyoléfines en C2-C8, les polyéthersulfones, les polysulfones, les polyphénylènes sulfones, les polyétherétherCétones, les polyétherCétoneCétone, les poly(sulfure de phénylène), les polyétherimides, les polyimides thermoplastiques, les polymères à cristaux liquides, les phénoxys, les copolymères à blocs tels que les copolymères styrènebutadiene-méthylméthacrylate, les copolymères méthylméthacrylateacrylate de butyl-méthylméthacrylate et leurs mélanges. 24 - Matériau (I) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le composant conducteur (5, 11, 12, 13, 14) est en un matériau conducteur ou seule sa surface est en un matériau conducteur, ledit matériau conducteur étant choisi parmi le carbone, le nickel, l'or, le platine, le palladium, l'argent, le cuivre ou le cobalt. - Matériau (I) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la ou les nappes (1) de fibres de carbone 25 unidirectionnelles (2) présentes dans le matériau ont une masse surfacique de 100 à 280 g/m2. 26 - Procédé de fabrication d'une pièce composite caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : a) disposer d'au moins un matériau (I) selon l'une des revendications 1 à 25, 2 9 8863 9 33 b) diffuser, par infusion ou injection, une résine thermodurcissable, une résine thermoplastique ou un mélange de telles résines, au sein du ou des matériaux, c) consolider la pièce souhaitée par une étape de 5 polymérisation/réticulation suivant un cycle défini en température et sous pression, suivi d'un refroidissement. 27 - Procédé selon la revendication 26 caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'empilement de plusieurs matériaux (I) selon l'une des revendications 1 à 25. 10 28 - Procédé selon la revendication 27 caractérisé en ce qu'il comprend une étape consistant à solidariser l'empilement sous la forme d'une préforme. 29 - Procédé selon l'une des revendications 26 à 28 caractérisé en ce que la résine thermodurcissable ou thermoplastique ou un mélange de 15 telles résines est ajoutée au(x) matériau(x) par infusion sous pression réduite, notamment sous une pression inférieure à la pression atmosphérique, notamment inférieure à 1 bar et de préférence comprise entre 0,1 et 1 bar. 30 - Pièce composite susceptible d'être obtenue selon un procédé tel 20 que défini à l'une des revendications 26 à 29. 31 - Pièce composite selon la revendication 30 caractérisée en ce qu'elle présente une conductivité transverse d'au moins 20 S/m, et de préférence de 60 à 300 S/m. 32 - Pièce composite selon la revendication 30 ou 31 caractérisée en ce 25 qu'elle présente un taux volumique de fibres de 55 à 70% et notamment de 60 à 65%.