Brevet FR3022266A1 — publié le 20151218

La présente invention concerne un tissu pour blindage électromagnétique. On peut observer notamment dans le domaine général du transport que de nombreuses fonctions sont réalisées par des motorisations électriques. La conséquence est que l'on trouve dans de nombreux appareils tels que - de manière non limitative -: aéronefs, véhicules automobiles notamment électriques et/ou hybrides etc. des câbles qui relient des batteries à des actuateurs électriques. La présence de faisceaux de câbles -conducteurs présente un 10 impact à deux niveaux. D'une part, ces câbles étant traversés par un courant électrique, ils émettent un champ électromagnétique qui est perturbateur pour leur environnement. Il convient également que ces câbles ne soient pas perturbés par d'éventuels champs électromagnétiques. En d'autres termes, il convient 15 d'empêcher qu'un signal ne s'échappe du câble et d'empêcher également qu'un signal parasite ne s'ajoute au signal transporté par le câble. D'autre part, les câbles conducteurs s'intègrent dans un appareil - aéronef, véhicule automobile ou autre - et, par conséquent, peuvent être amenés à être en contact avec des organes mécaniques de l'appareil en 20 question. En cours de fonctionnement, il peut se produire des vibrations qui font que l'on observe des cycles de frottements entre les câbles et les organes qui l'environnent ; ces vibrations peuvent endommager les câbles. Les câbles électriques sont donc protégés par des gaines qui assurent un blindage électromagnétique et une protection mécanique. 25 En matière de gaine de blindage électromagnétique, on cannait, par exemple, par le document EP 1 348 247, une tresse de blindage électromagnétique qui assure à la fois un blindage électromagnétique - de l'ordre de 50/60 dB à 30/40 MHz - et une protection mécanique de qualité. Cependant le principe de la tresse qui est donc fermée sur elle-30 même peut lui interdire certaines applications. En effet, la mise en place d'une tresse de blindage s'effectue en introduisant une extrémité du câble dans la gaine puis en la faisant glisser sur le câble. Ainsi, la mise en place d'une gaine sur un câble qui est en place ne peut pas se faire sans démontage de ce dernier. 35 Il existe également des gaines de blindage dites auto-refermables. Contrairement aux gaines tressées, ces gaines sont constituées de rubans tissés. Les fils de chaine comprennent des brins métalliques conducteurs pour assurer la fonction de blindage, tandis que les fils de trame comprennent des brins mono filamentaires thermoformables pour assurer la fonction d'auto maintien de la gaine en forme tubulaire. De par leur construction ouverte, les gaines de blindage tissées auto-refermables présentent de médiocres performances. Leur efficacité généralement constatée est de l'ordre de 30 dB à 30/40 MHz soit une efficacité électromagnétique dégradée d'environ 20 à 30 dB par rapport à une gaine tressée, telle que celle décrite précédemment. La raison pour laquelle les gaines tissées auto-refermables conventionnelles présentent un faible pouvoir de blindage tient principalement à l'absence de liaison équipotentielle. Pour pallier cette absence, on recourt à des artifices pour créer des liaisons équipotentielles. Ainsi, il est connu de placer des colliers métalliques, par exemple, 15 aux extrémités de la gaine. Il est également connu de réaliser des ligatures à intervalles réguliers par des colliers métalliques. Cela présenté un coût en équipement et en temps de pose. D'autre part, ces gaines tissées auto refermables peuvent être relativement lourdes, ce qui est un handicap pour ce type de gaines 20 notamment pour des applications aéronautiques. Dans ce contexte technique, un but de l'invention est de proposer un tissu auto-refermable léger et présentant une efficacité de blindage électromagnétique proche des valeurs d'une gaine métallique tubulaire tressée, 50-60dB à 30/40MHz. 25 Ainsi, l'invention concerne un tissu pour blindage électromagnétique présentant une armure de fils de trame et de fils de chaine entrelacés, caractérisé en ce que les fils de chaine conducteurs comprennent des fils de monofilaments ou multifilaments associés à des brins métalliques et en ce que au moins un fil de chaine conducteur est inséré en trame pour créer 30 une liaison équipotentielle perpendiculaire à la direction des fils de chaînes. De préférence, le tissu comprend plusieurs fils de chaînes conducteurs insérés en chaîne selon un pas compris entre I et 8 dans les foules. Selon d'autres caractéristiques du tissu selon l'invention : 35 - le rapport des diamètres des monofilaments et des brins métalliques dans les fils de chaîne est d'au moins 2.5. - le diamètre des monofilaments est de l'ordre de 0.125 mm à 0.40 mm et le diamètre des brins métalliques est de l'ordre de 0.05 mm à 0.16 mm. - les fils de trame sont constitués d'un ou plusieurs matériaux du 5 groupe comprenant : PET; PET-FR ; PBT ; PMMA ; PA4.6 ; PA6.6 ; PA11 ; PA12 ; PPS ; PEEK ; ECTFE ; PVDF ; ETFE FEP ; PFA ; PTFE. - les fils de chaine associés aux brins métalliques sont constitués d'un ou plusieurs matériaux du groupe comprenant : PET; PBT ; PMMA ; polyéthylène ; Polyamides; acryliques ; carbones ; PAN; polypropylène ; PPS ; IO polyimides ; PEEK ; ECTFE ; PVDF ; Fluorofibres ; fibres de verre ; fibres céramiques et minérales, fibres aramides et méta-aramides ; Cuivre nu ou revêtu étain, nickel, argent ; laiton nu ou étamé ; Aluminium, alliages d'aluminium, acier nu, acier zingué, acier cuivré étamé, acier cuivré nickelé, acier cuivré argenté, inox, inconel®, Monet®, nickel et alliages de nickel , 15 alliages Cupro-Nickel ; - le tissu reçoit une couche de revêtement d'un ou plusieurs éléments du groupe comprenant Cuivre, Zinc, Nickel ou Argent. Pour sa bonne compréhension, l'invention est décrite en référence au dessin ci-annexé représentant à titre d'exemple non limitatif plusieurs 20 formes de réalisation d'un tissu selon l'invention. Figure 1 est une vue schématique de l'armure d'un tissu selon une forme de réalisation de l'invention ; Figure 2 montre une vue schématique du tissu au cours de tissage ; 25 Figures 3 à 6 montrent quatre mesures de blindage sur banc triaxial selon les dispositions de la norme IEC 62153-4-3 pour, respectivement, une gaine de l'art antérieur et trois gaines utilisant trois formes de réalisation de tissu selon l'invention. Comme on peut le voir sur la figure 2, le tissu 1 pour blindage 30 électromagnétique présente une armure de fils de trame 2 et de fils de chaine 3 entrelacés. Les fils de chaine 3 comprennent des brins conducteurs associés à des fibres textiles. De manière concrète, les fils de chaine 3 conducteurs peuvent comprendre des fils de monofilaments associés à des brins 35 métalliques. Les brins métalliques peuvent être incorporés aux fils de monofilaments par guipage, toronnage ou encore tressage. 302 2 266 4 En pratique, le rapport des diamètres des monofilaments et des brins métalliques dans les fils de chaîne peut être d'au moins 2.5 mm. Ainsi on peut envisager une forme d'exécution de l'invention dans laquelle le diamètre des monofilaments est de l'ordre de 0.25 mm et le 5 diamètre des brins métalliques est de l'ordre de 0.10 mm. Les fils de trame 2 peuvent être des fils conducteurs mais, de préférence, sont des fils non conducteurs composés essentiellement de monofilaments thermoplastiques, par exemple PET; PET-FR ; PBT ; PMMA ; PA4.6 ; PA6,6 ; PA11 ; PA12 ; PPS; PEEK ; ECTFE ; PVDF ; ETFE FEP ; 10 PFA ; PTFE de sorte que le tissu incorporant ces fils de trame 2 présente une masse linéique contenue. La figure 2 fait apparaître la manière avec laquelle la première étape de fabrication du tissu selon l'invention est réalisée. Comme le montre cette figure, il est prévu à un pas P prédéterminé 15 qui peut être, par exemple, de 8 duites, selon l'exemple de la figure 1, d'insérer un fil de chaine 4 - qui est donc conducteur - dans la trame. Dans la figure 1, les références numériques désignent : 1 fil textile 2 fil textile 20 3 fil métallique 4 fil textile fil métallique inséré en trame 6 fil textile 7 fil textile 25 8 fil métallique. Il est également possible d'intercaler d'autres fils conducteurs de la chaine dans la trame en les disposant sur des cadres différents et de les sélectionner sur des séquences d'une duite minimum mais en décalage de phase les unes par rapport aux autres. 30 Pour cela, le métier à tisser est doté d'une aiguille inférieure d'insertion de trame 6 et d'une aiguille supérieure d'insertion de trame 7; ces aiguilles vont ainsi permettre d'insérer dans la trame composée de fils non conducteurs, un fils de chaine qui est conducteur. Selon une autre possibilité, il est possible d'utiliser une aiguille qui 35 présente un profil lui permettant de prendre selon le fil qui lui est présenté, le fil de trame et le fil de chaine qui est conducteur. Ainsi, le tissu selon l'invention se trouve doté d'un fil conducteur dans son sens trame qui forme ainsi une liaison équipotentielle. Le tissu ainsi obtenu présente un entrecroisement de fils conducteurs, ce qui s'avère très favorable pour l'efficacité électromagnétique. Après tissage, le tissu subit une phase de traitement essentiellement par chauffage connue en soi pour lui donner sa propriété de mémoire de forme, c'est-à-dire sa capacité à s'enrouler sur lui-même. Pour démontrer l'efficacité de l'invention, il a été procédé à quatre mesures sur banc triaxial selon les termes de la norme lEC 62153-4-3 pour 10 une gaine de l'art antérieur et trois gaines selon l'invention. La figure 3 montre une mesure de blindage électromagnétique pour une gaine composée, selon l'art antérieur, d'un tissu ayant (i) en chaîne des fils de cuivre étamé 8 brins de 0.10 mm et des monofilaments de PET de 0.25 mm et (ii) en trame des monofilaments thermoplastiques PET de diamètre 0.254 15 mm. On constate une efficacité de l'ordre de 34 dB à 30MHz et 30dB à 40 MHz. La figure 4 montre une mesure de blindage électromagnétique réalisée avec le tissu représenté à la Figure 1. Ce tissu comprend (i) en chaine 20 des fils textiles en PET et des fils en cuivre étamé 8 brins de 0.10 mm et (ii) en trame des monofilaments thermoplastiques PET et des fils métalliques de chaîne selon un pas de huit duites. Les mesures effectuées dans le cadre de la norme précitée montrent une atténuation de l'ordre de 42dB à 30MHz et 40dB pour une fréquence de 40 MHz. 25 La Figure 5 montre une mesure de blindage électromagnétique réalisée avec une variante du tissu représenté à la Figure 1. Ce tissu comprend (i) en chaîne des fils textiles en PET et des fils en cuivre étamé 8 brins de 0.10 mm et (ii) en trame des monofilaments thermoplastiques PET et des fils métalliques de chaîne insérés sin- chaque duite. Les mesures effectuées dans 30 le cadre de la norme précitée montrent une atténuation de l'ordre de 48dB à 30MHz et 45dB pour une fréquence de 40 MHz. Optionnellement, pour renforcer l'efficacité du blindage, il est envisagé d'effectuer un dépôt d'un revêtement métallique sur te tissu. Ce revêtement peut être effectué par un dépôt electro-chimique selon des 35 techniques connues. Une épaisseur comprise dans un intervalle de 0.2 pm à 1.3 pm est déposée selon le niveau souhaité d'atténuation de blindage. La Figure 6 montre une mesure de blindage électromagnétique réalisée avec une variante du tissu représenté à la Figure 1, celui-ci ayant reçu un revêtement de Nickel. Ce tissu comprend (i) en chaine des fils textiles en PET et des fils en cuivre étamé 8 brins de 0.10 mm, (ii) en trame des 5 monofilaments thermoplastiques PET et des fils métalliques de chaine insérés selon un pas de huit duites et (iii) un révetement métallisé déposé par électrochimie sur une épaisseur de l'ordre de 0.7 pm, sachant que le revetement peut présenter une épaisseur comprise en 0.2 pm à 1.3 pm. Les mesures effectuées dans le cadre de la norme précitée montrent une 10 atténuation de l'ordre de 56dB à 30MHz et 55.5 dB pour une fréquence de 40 MHz. Ces mesures démontrent que les gaines réalisées avec le tissu selon l'invention dans plusieurs variantes présentent un blindage électromagnétique significativement supérieur aux gaines de l'art antérieur. 15 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux variantes de réalisation décrites pour une toile (Taffeta), à titre d'exemple, mais elle en embrasse toutes les formes de réalisation telles que Sergé, Satin, Reps, Reps en travers (cannelé), Reps en Long, Armure nattée ( Panama) etc... REVENDICATIONS1. Tissu pour blindage électromagnétique présentant une armure 5 de fils de trame (2) et de fils de chaine (3) entrelacés, caractérisé en ce que les fils de chaîne (3) sont conducteurs et comprennent des fils conducteurs textiles multi-filaments ou monofilaments associés à des brins métalliques et en ce que, au moins un fil de chaîne conducteur (4) est inséré en trame pour créer une liaison équipotentielle perpendiculaire à la direction des fils de chaine (3). 10 2. Tissu pour blindage électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tissu comprend plusieurs fils de chaîne conducteurs (4) insérés en chaine selon un pas P compris entre 1 et 8 dans les foules. 15 3. Tissu pour blindage électromagnétique selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le rapport des diamètres des monofilaments et des brins métalliques dans les fils de chaine conducteur (3) est d'au moins 2.5. 20 4. Tissu pour blindage électromagnétique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le diamètre des monofilaments est de l'ordre de 0.125 mm à 0.40 mm et le diamètre des brins métalliques est de l'ordre de 0.05 mm à 0.16 mm. 25 5. Tissu pour blindage électromagnétique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les monofilaments thermoplastiques inclus dans les fils de trame (2) sont constitués d'un ou plusieurs matériaux du groupe comprenant : PET; PET-FR ; PBT ; PMMA ; PA4.6 ; PA6.6 ; PAll ; PA12 ; PPS; PEEK ; ECTFE ; PVDF ; ETFE FEP ; 30 PFA ; PTFE. 6. Tissu pour blindage électromagnétique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le tissu reçoit une couche métallique d'épaisseur comprise entre 0.2 pm à 1.3 pm. 35 7. Tissu pour blindage électromagnétique selon la revendication 6, caractérisé en ce que la couche métallique comprend un ou plusieurs métaux du groupe comprenant le nickel et le zinc et le cuivre et l'argent. 8. Tissu pour blindage électromagnétique selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les fils de chaînes sont constitués de brins d'un ou plusieurs matériaux du groupe comprenant : PET; PBT ; PMMA ; polyéthylène ; Polyamides; acryliques ; carbones ; PAN; polypropylène ; PPS; polyimides ; PEEK ; ECTFE ; PVDF ; Fluorofibres ; fibres de verre ; fibres céramiques et minérales, fibres aramides et méta-aramides ; Cuivre nu ou revêtu étain, nickel, argent ; laiton nu ou étamé ; Aluminium, alliages d'aluminium, acier nu, acier zingué, acier cuivré étamé, acier cuivré nickelé, acier cuivré argenté, inox, Inconel°, Mone10, nickel, alliages de nickel, alliages Cupro-Nickel 9. Gaine de blindage électromagnétique comprenant une bande de tissu selon l'une des revendications 1 à 8.