Brevet FR3025531A1 — publié le 20160311

Arrière-plan de l'invention L'invention concerne des procédés de traitement de la surface de fibres de carbone permettant d'améliorer la liaison de ces fibres avec une matrice de carbone pyrolytique (PyC) ou une interphase de carbone pyrolytique. L'invention concerne également des pièces en matériau composite comportant un renfort fibreux comportant des fibres de carbone lesquelles présentent une cohésion améliorée avec une matrice de carbone pyrolytique ou une interphase de carbone pyrolytique. A la connaissance des inventeurs, il n'existe pas à l'heure actuelle de procédé de traitement de fibres de carbone permettant de modifier intentionnellement leur surface afin d'améliorer la cohésion de ces fibres avec une matrice de carbone pyrolytique ou une interphase de carbone pyrolytique recouvrant ces fibres. Il existe donc un besoin pour disposer de procédés de traitement de la surface de fibres de carbone conférant à ces fibres une cohésion améliorée avec une matrice de carbone pyrolytique ou avec une interphase de carbone pyrolytique recouvrant ces fibres. Il existe encore un besoin pour disposer de pièces en matériau composite comportant un renfort de fibres de carbone ainsi qu'une matrice de carbone pyrolytique ou une interphase de carbone pyrolytique dans lesquelles la cohésion entre les fibres et la matrice ou entre les fibres et l'interphase est améliorée. Objet et résumé de l'invention A cet effet, l'invention propose, selon un premier aspect, un procédé de traitement de la surface de fibres de carbone comportant les étapes suivantes : a) soumission des fibres de carbone à un traitement d'intercalation permettant d'obtenir des fibres de carbone présentant à leur surface des plans de carbone de surface entre lesquels des composés d'intercalation du carbone sont présents, et 302 5 5 3 1 2 b) exfoliation des plans de carbone de surface par soumission des fibres obtenues après mise en oeuvre de l'étape a) à un choc thermique comportant une phase de montée en température avec une vitesse de chauffage suffisante pour réaliser l'exfoliation. 5 Par « exfoliation des plans de carbone de surface », il faut comprendre qu'il y a augmentation de la distance séparant les plans de carbone de surface. Le procédé selon l'invention est un procédé de traitement de la surface des fibres. En d'autres termes, la réalisation des étapes a) et b) n'a un effet que sur le carbone présent dans une pellicule 10 périphérique des fibres traitées. Ainsi, l'organisation du carbone présent à coeur en dehors de cette pellicule périphérique des fibres de carbone n'est pas modifiée par les étapes a) et b). En particulier, les étapes a) et b) peuvent n'avoir un effet que sur le carbone situé dans une pellicule périphérique des fibres de carbone d'épaisseur inférieure ou égale à 10 15 nm. Les composés d'intercalation du carbone sont des composés connus, aptes à venir s'insérer entre des plans de carbone. Des espèces soufrées ou du sodium peuvent par exemple constituer des composés d'intercalation du carbone utilisables dans le cadre de la présente 20 invention. On peut encore citer les composés suivants comme composés d'intercalation du carbone utilisables : F, Cl, K, Ca, Li, Mg, Ba. Les composés d'intercalation présents entre les plans de carbone de surface après mise en oeuvre de l'étape a) peuvent avoir la même nature chimique ou être de nature chimique différente. 25 Sans vouloir être liés à une quelconque théorie, les inventeurs considèrent que le choc thermique de l'étape b) permet de décomposer tout ou partie des composés d'intercalation et que cette décomposition libère une énergie suffisante pour exfolier les plans de carbone de surface. Cette augmentation de la distance séparant les plans de 30 carbone de surface permet avantageusement de rendre les atomes de carbone des plans de carbone de surface plus disponibles pour interagir avec des composés carbonés qui vont être ultérieurement formés au contact de la surface des fibres. Cette disponibilité accrue des atomes de carbone des plans de carbone de surface pour interagir avec des espèces 35 formées à leur contact va avantageusement permettre d'améliorer la cohésion entre les fibres de carbone traitées et une interphase de carbone 3025531 3 pyrolytique ou une matrice de carbone pyrolytique formées ultérieurement au contact des fibres. L'amélioration de la cohésion fibre/matrice ou fibre/interphase confère aux pièces en matériau composite formées par mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention d'excellentes propriétés 5 mécaniques. Dans un exemple de réalisation, l'étape b) peut être réalisée directement après l'étape a) (i.e. sans qu'il y ait réalisation d'un traitement intermédiaire des fibres entre les étapes a) et b)). Dans un exemple de réalisation, le traitement d'intercalation 10 peut être réalisé par oxydation anodique de la surface des fibres de carbone. De préférence, un courant pulsé peut être imposé durant l'oxydation anodique. Le courant pulsé comporte une alternance de première et 15 deuxième phases, un courant d'intensité non nulle étant appliqué durant les premières phases et un courant d'intensité nulle étant appliqué durant les deuxièmes phases. Une telle caractéristique permet avantageusement d'améliorer encore l'intercalation lors de l'étape a) du fait notamment de l'existence de 20 phases de courant nul favorisant la diffusion des espèces dans le bain électrolytique et limitant l'échauffement du bain. Avantageusement, le rapport (durée de l'ensemble des deuxièmes phases durant l'oxydation anodique)/(durée de l'ensemble des premières phases durant l'oxydation anodique) est supérieur ou égal à 1 25 de préférence à 5. Dans un exemple de réalisation, les fibres de carbone sont, durant l'oxydation anodique, présentes dans un bain électrolytique comportant un composé soufré, par exemple de l'acide sulfurique. L'utilisation d'un tel composé soufré dans le bain résulte lors de 30 l'étape a) en l'obtention de plans de carbone de surface entre lesquels sont présents des composés soufrés. Dans un exemple de réalisation, une préforme fibreuse comportant les fibres de carbone est traitée durant l'étape a). En variante, une pluralité de fibres peut d'abord être traitée 35 durant l'étape a) puis ces fibres peuvent après mise en oeuvre de l'étape a) subir une ou plusieurs opérations textiles afin de former une préforme 3 02 5 5 3 1 4 fibreuse. Dans ce cas, la préforme fibreuse peut être formée avant ou après l'étape b). L'invention vise également un procédé de fabrication d'une pièce en matériau composite comportant l'étape suivante : 5 c) formation d'une matrice dans la porosité d'une préforme fibreuse comportant une pluralité de fibres de carbone traitées par le procédé tel que décrit plus haut. Dans un exemple de réalisation, la matrice formée peut être une matrice céramique, en particulier être une matrice de carbure de 10 silicium. En variante, la matrice formée peut être une matrice de carbone pyrolytique. Dans un exemple de réalisation, la matrice peut être formée par infiltration chimique en phase vapeur. 15 Dans un exemple de réalisation, une interphase de carbone pyrolytique peut, avant l'étape c), être formée sur les fibres de carbone obtenues après mise en oeuvre de l'étape b). L'interphase peut être formée sur les fibres obtenues après mise en oeuvre de l'étape b) et les fibres ainsi revêtues peuvent ensuite 20 subir ou une plusieurs opérations textiles pour former une préforme fibreuse. En variante, une préforme fibreuse peut d'abord être formée à partir des fibres obtenues après mise en oeuvre de l'étape b) puis l'interphase est formée sur ces fibres. La présente invention vise également une pièce en matériau 25 composite comportant un renfort fibreux comportant une pluralité de fibres de carbone, les fibres de carbone présentant des plans de carbone de surface qui se prolongent continument depuis la surface desdites fibres pour former : - des plans de carbone d'une matrice de carbone pyrolytique 30 présente dans la porosité du renfort fibreux, ou - des plans de carbone d'une interphase de carbone pyrolytique recouvrant les fibres de carbone. La pièce peut être obtenue par mise en oeuvre d'un procédé tel que décrit plus haut. La mise en oeuvre de ce procédé permet d'obtenir la 35 pièce telle que décrite plus haut dans laquelle les plans de carbone de l'interphase ou de la matrice en carbone pyrolytique ont été formés dans 3025531 5 le prolongement des plans de carbone de surface des fibres traitées. Ainsi, il y a dans cette pièce continuité entre les plans de carbone de surface des fibres et les plans de carbone de la matrice ou de l'interphase. Cette continuité confère à la pièce d'excellentes propriétés mécaniques. 5 Les atomes de carbone des plans de carbone de la matrice de carbone pyrolytique ou de l'interphase en carbone pyrolytique peuvent être liés de manière covalente aux atomes de carbone des plans de carbone de surface des fibres. La matrice de la pièce peut être telle que décrite plus haut. 10 Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 représente sous forme d'un ordinogramme 15 différentes étapes d'exemples de procédés selon l'invention, - la figure 2 représente de manière schématique et partielle un exemple de dispositif utile pour réaliser une étape a) selon l'invention, - la figure 3 représente très schématiquement l'évolution supposée de la structure d'une fibre vue en section au fur et à mesure du 20 déroulement d'un exemple de procédé selon l'invention, - la figure 4A compare les énergies de surface obtenues par chromatographie gazeuse en phase inverse à dilution infinie (CGI) pour des fibres ayant subi un exemple d'étape a) selon l'invention et des fibres n'ayant pas subi un tel traitement, 25 - les figures 4B et 4C comparent les indices de morphologie obtenus par CGI pour des fibres ayant subi un exemple d'étape a) selon l'invention et des fibres n'ayant pas subi un tel traitement, - la figure 4D montre les rapports Ig/Id obtenus par spectrométrie RAMAN pour des fibres ayant subi un exemple d'étape a) 30 selon l'invention et des fibres n'ayant pas subi un tel traitement, - la figure 5 est un diagramme contrainte-allongement comparant les propriétés mécaniques d'une pièce selon l'invention avec celles d'une pièce hors l'invention, - la figure 6 est une photographie montrant le faciès de 35 rupture d'une pièce selon l'invention, 3025531 6 - la figure 7 est une photographie montrant le faciès de rupture d'une pièce hors invention, - la figure 8 est une photographie obtenue par microscopie électronique en transmission de l'interface fibre/matrice pour une pièce 5 selon l'invention, - les figures 9A et 9B sont des photographies obtenues par microscopie électronique en transmission de l'interface fibre/matrice pour une pièce hors invention, et - la figure 10 est une photographie obtenue par microscopie 10 électronique en transmission de l'interface fibre/matrice pour une pièce selon l'invention. Description détaillée de modes de réalisation On a représenté à la figure 1 un ordinogramme montrant 15 différentes étapes d'exemples de procédés selon l'invention. Dans l'exemple illustré, une préforme fibreuse est tout d'abord formée à partir d'une pluralité de fibres de carbone par réalisation d'une ou plusieurs opérations textiles (étape 10). La préforme fibreuse peut être obtenue à partir des fibres de carbone par mise en oeuvre d'une ou plusieurs 20 opérations textiles suivantes : tissage, tricotage, tressage, couture, drapage, nappage et aiguilletage. La préforme fibreuse ainsi formée est alors soumise à un traitement d'intercalation (étape 20) permettant d'obtenir des fibres de carbone présentant à leur surface des plans de carbone de surface entre 25 lesquels des composés d'intercalation sont présents. Les fibres ayant subi l'étape 20 sont ensuite soumises à un choc thermique dans lequel la température appliquée est rapidement augmentée (étape 30). Une augmentation de température suffisamment rapide permet d'exfolier les plans de carbone de surface des fibres. On 30 peut, par exemple, soumettre les fibres de carbone à un choc thermique comportant une phase de montée en température permettant de porter les fibres de carbone à une température supérieure ou égale à 1300°C avec une vitesse de chauffage moyenne durant la phase de montée en température supérieure ou égale à 50°C/minute. On peut par exemple 35 réaliser une phase de montée en température durant laquelle la température des fibres passe de la température ambiante à 1000°C avec 302 5 5 3 1 7 une vitesse de chauffage de 330°C/minute, puis durant laquelle la température des fibres passe de 1000°C à 1300°C avec une vitesse de chauffage de 75°C/minute. Par « vitesse de chauffage moyenne durant la phase de montée 5 en température », il faut comprendre le rapport suivant : (température à la fin de phase de montée en température - température au début de la phase de montée en température)/(durée de la phase de montée en température). Les fibres obtenues après mise en oeuvre de l'étape a) peuvent, 10 durant tout ou partie de l'étape b), être présentes dans une enceinte mise sous vide ou dans laquelle est présent un gaz inerte, par exemple du N2. On peut ensuite former une interphase de carbone pyrolytique sur les fibres de carbone ainsi traitées (étape 40). Cette interphase peut être formée par toutes les méthodes connues. Dans un exemple de 15 réalisation, une matrice de carbone pyrolytique peut ensuite être formée dans la porosité de la préforme fibreuse (étape 50), par exemple par infiltration chimique en phase vapeur. En variante, on peut, après avoir formé une interphase de carbone pyrolytique, former une matrice céramique dans la porosité de la préforme fibreuse, par exemple une 20 matrice de carbure de silicium (étape 51). On peut aussi dans une variante de procédé illustrée à la figure 1 former une matrice de carbone pyrolytique directement après l'étape b) et ce sans former une interphase sur les fibres avant formation de la matrice. D'autres exemples de procédés sont possibles. On peut, par 25 exemple, d'abord traiter une pluralité de fibres de carbone par les étapes a) et b) selon l'invention puis former une préforme fibreuse à partir de ces fibres traitées. Dans ce cas, l'interphase peut être formée sur les fibres traitées après réalisation de l'étape b) et avant formation de la préforme fibreuse ou après formation de la préforme fibreuse. 30 On va maintenant décrire en lien avec la figure 2 un dispositif 1 permettant de réaliser une étape a) par oxydation anodique d'une préforme fibreuse comportant une pluralité de fibres de carbone. Dans l'exemple illustré, une préforme fibreuse 3 non densifiée par une matrice est présente dans un bain électrolytique 5 comportant de 35 l'acide sulfurique. Les fibres de carbone sont en contact direct avec le bain électrolytique et il n'existe pas de couche intermédiaire entre la surface 3 02 5 5 3 1 8 des fibres de carbone et le bain électrolytique et ce afin de laisser leur surface accessible pour le traitement d'oxydation anodique. Un agitateur magnétique 7 est présent dans le bain électrolytique 5 pour assurer une homogénéisation de ce dernier durant le traitement d'oxydation anodique. 5 Le dispositif 1 comporte, en outre, dans l'exemple illustré une première et une deuxième anodes A ainsi qu'une cathode C connectées à un générateur de courant G. Durant l'étape a), un courant continu ou pulsé peut être appliqué. Dans un tel traitement d'oxydation anodique mettant en oeuvre 10 un bain électrolytique comportant de l'acide sulfurique, il y a, d'une part, décomposition de l'eau en ions hydroxyles qui viennent oxyder le carbone, les réactions indiquées ci-dessous ayant lieu : C(s) + OH- C(s)OH(ads) e 4 C(s) H(ads) -> 3C (s) 2H20 C 02(9) Il y a, d'autre part, oxydation du carbone par les ions sulfates selon la réaction suivante : C(s) + CO2(e) + S02(9) + 2e- 15 Sans vouloir être liés à une quelconque théorie, les inventeurs considèrent que la réalisation d'une oxydation anodique lors de l'étape a) permet d'éliminer des plans de carbone faiblement organisés (i.e. n'ayant pas une structure de type graphite ou turbostratique) situés à la surface des fibres traitées afin d'obtenir à la surface des fibres de carbone des 20 plans de carbone organisés ayant une structure de type graphite ou turbostratique ainsi que des composés d'intercalation du carbone présents entre les plans de carbone organisés. L'étape a) n'est toutefois pas limitée à la mise en oeuvre d'un traitement d'oxydation anodique ni à la mise en oeuvre d'une espèce 25 soufrée comme composé d'intercalation. En effet, il est en variante possible de réaliser l'étape a) par immersion des fibres de carbone dans un bain comportant du sodium (composé d'intercalation du carbone) et un alcool pendant une durée suffisante pour réaliser l'intercalation. Cette durée peut être de l'ordre d'une heure et l'ensemble peut être maintenu à 30 température ambiante afin de réaliser l'intercalation. On obtient ainsi des fibres présentant à leur surface des plans de carbone de surface entre lesquels du sodium est présent. On peut encore obtenir du fluor entre les plans de carbone de surface par exemple par soumission de fibres de 302 5 5 3 1 9 carbone à un traitement par un mélange gazeux F2/He. Dans ce type de procédé, le ratio F2/He peut être maintenu à 7% pendant une journée puis ce ratio peut être augmenté pendant 1 à 2 heures jusqu'à 100%. La température imposée durant ce procédé peut, par exemple, être comprise 5 entre 25°C et 150°C. Une fois l'étape a) réalisée, les fibres peuvent subir une montée rapide en température comme expliqué plus haut afin de rendre le carbone de surface des fibres plus disponible pour interagir avec des espèces carbonées destinées à être ultérieurement présentes au contact 10 de la surface des fibres de carbone traitées. Ce choc thermique a lieu avant la formation d'une matrice dans la porosité de la préforme fibreuse, les fibres subissant ce choc thermique n'étant en particulier pas recouvertes par un quelconque revêtement (interphase ou autre). L'évolution supposée de la structure d'une fibre de carbone 15 traitée (vue en section) au fur et à mesure de la mise en oeuvre d'un exemple de procédé selon l'invention est représentée à la figure 3. Comme mentionné plus haut, le procédé selon l'invention est un procédé de traitement de la surface S d'une fibre de carbone 60, c'est-à-dire que seul le carbone présent dans une pellicule périphérique 61 de la fibre de 20 carbone 60 va être affecté par le procédé selon l'invention, le carbone présent au coeur 61' de la fibre 60 n'étant pas affecté par le procédé. Cette pellicule périphérique 61 peut avoir une épaisseur e telle que décrite plus haut. L'évolution supposée après mise en oeuvre d'une oxydation 25 anodique lors de l'étape a) serait de former une fibre de carbone 62 dans laquelle une partie du carbone de la pellicule périphérique a été éliminé. Le carbone éliminé lors de l'étape a) correspondrait majoritairement, voire exclusivement, à des plans de carbone faiblement organisés de la pellicule périphérique 61. Ainsi, après une telle étape a), on obtiendrait une fibre 30 62 présentant à sa surface des plans de carbone de surface organisés 70 ayant une structure de type graphite ou turbostratique entre lesquels des composés d'intercalation 72 seraient présents. L'espacement entre les plans de carbone organisés 70 dégagés suite à l'étape a) est noté d1. L'étape b) conduit à une augmentation de la distance séparant les plans 35 de carbone de surface : exfoliation des plans de carbone de surface. Cela est illustré à la figure 3 par une distance d2 entre les plans de carbone de 302 5 5 3 1 10 surface après mise en oeuvre de l'étape b) supérieure à la distance d1 avant mise en oeuvre de l'étape b). Exemple 5 Une préforme fibreuse comportant des fibres de carbone synthétisées à partir de fibres de polyacrylonitrile (PAN) a tout d'abord été traitée par oxydation anodique en utilisant le dispositif de la figure 3. La préforme qui a été utilisée est commercialisée sous la dénomination Aiguitex®. 10 Dans l'exemple considéré, un bain électrolytique d'acide sulfurique à 2mol/L a été utilisé et un courant pulsé de forme rectangulaire (0,01s en alimentation et 0,05s en non alimentation) a été appliqué durant le traitement d'oxydation anodique. Une tension supérieure ou égale à 10 Volts a été appliquée et la densité de courant 15 appliquée était de 0,5 A/g de carbone. Le temps de traitement était inférieur à 1 heure. Un rinçage de l'excès d'acide sulfurique a été réalisé avec de l'eau. L'analyse fine des fibres résultantes permet de supposer que les plans de carbone faiblement organisés en surface des fibres sont 20 majoritairement éliminés et que des plans de carbone organisés sont dégagés. Cela est prouvé par l'augmentation de l'énergie de surface des fibres suite au traitement d'oxydation anodique (voir figure 4A où l'énergie de surface est obtenue par CGI). On observe aussi, après l'étape a), une diminution des indices de morphologie obtenus par CGI à partir de 25 l'injection de molécules sondes cycliques ou ramifiées (voir figures 4B et 4C). La figure 4D fournit, quant à elle, les valeurs des rapports Ig/Id calculés à partir des spectres Raman des fibres de carbone avant et après l'étape a). On fournit ci-dessous au tableau 1 le résultat obtenu après 30 analyse par spectrométrie photoélectronique X (« X-Ray photoelectron spectrometry », analyse « XPS ») pour la préforme fibreuse ayant subi le traitement d'oxydation anodique et pour une préforme fibreuse n'ayant pas subi un tel traitement. Dans le tableau 1, la colonne « R » est relative à la préforme « référence » (i.e. n'ayant pas subi de traitement 35 d'oxydation anodique), les colonnes « OA lE » et « OA 2E » désignent les résultats obtenus pour la préforme ayant subi un traitement d'oxydation 302 5 5 3 1 11 anodique, ces résultats correspondant à la composition de la préforme prise à différents niveaux d'épaisseur dans la texture. R OA 1E OA 2E C15 (%at) 95,32 76,49 84,70 Ois (%at) 3,10 17,85 12,74 Ois /Cis 0,03 0,23 0,15 Si2p (%at) 0,46 0,24 0,13 N1s (%at) 1,09 1,04 0,93 Sep (°/oat) - 4,15 1,35 5 Tableau 1 Cette analyse montre la présence de soufre dans la préforme traitée par oxydation anodique et l'augmentation des fonctions oxygénées. Le soufre est, en effet, intercalé entre les plans de carbone présents en surface des fibres de carbone obtenues après l'étape a). 10 La préforme fibreuse traitée par oxydation anodique a ensuite été soumise à un choc thermique dans lequel la température a été élevée très rapidement (traitement thermique « flash »). Dans cette deuxième phase du traitement, la température imposée à la préforme fibreuse a été augmentée de la température ambiante à 1300°C en 7 minutes. Un tel 15 choc thermique a permis, comme expliqué plus haut, d'augmenter l'espacement entre les plans de carbone de surface afin de rendre le carbone de ces plans plus disponible pour interagir avec des espèces carbonées destinées à être formées ultérieurement au contact des fibres traitées. 302 5 5 3 1 12 Une matrice de pyrocarbone a ensuite été formée dans la porosité de la préforme fibreuse ainsi traitée par un procédé d'infiltration chimique en phase vapeur. On a représenté à la figure 5 un diagramme contrainte- 5 allongement comparant les propriétés mécaniques de la pièce selon l'invention obtenue après densification et d'une pièce de référence hors l'invention. La pièce de référence correspond à une préforme commercialisée sous la marque Aiguitex® densifiée par une matrice pyrocarbone par infiltration chimique en phase vapeur. La courbe relative 10 à la pièce selon l'invention correspond à la courbe « C0 +0 » et celle relative à la pièce de référence correspond à la courbe « Créf ». La courbe contrainte-allongement de la pièce selon l'invention démontre une meilleure adhérence entre les fibres et la matrice que pour la pièce de référence. 15 On a aussi évalué la résilience lors d'un essai aux chocs de la pièce selon l'invention en comparaison avec la pièce de référence (préforme Aiguitex® densifiée par une matrice pyrocarbone par infiltration chimique en phase vapeur). Cet essai aux chocs a été mené avec un appareil de mesure de la résilience comportant un mouton Pendule ZWICK 20 type 5101. Durant l'essai mis en oeuvre, la masse oscillante avait un mouvement pendulaire avec un percuteur de type Charpy et un angle de chute de 160° par rapport à un axe vertical. Les résultats sont fournis dans le tableau 2 ci-dessous. Résilience (Id/m2) Créf 12,9 ± 1,16 CoxA 11,6 ± 2,54 COxA+e 20,8 ± 2,54 25 Tableau 2 De la même manière que plus haut, le résultat obtenu pour la pièce selon l'invention correspond à la ligne « Com+e » et le résultat obtenu pour la pièce de référence correspond à la ligne « Créf ». La ligne 30 « Com » correspond, quant à elle, au résultat obtenu pour une pièce hors invention fabriquée par densification par une matrice pyrocarbone d'un 302 5 5 3 1 13 renfort de fibres obtenues après l'étape a) et sans mise en oeuvre de l'étape b). Les résultats fournis au tableau 2 montrent une amélioration de la résilience d'un facteur proche de 2 suite au traitement selon l'invention. 5 On a représenté aux figures 6 et 7 deux faciès de rupture. Ces faciès de rupture ont été obtenus suite à un essai de traction réalisé avec une machine de traction électromécanique à traverse mobile avec montage à mors hydraulique. Les déformations longitudinales ont été mesurées par le biais de deux extensomètres à contact. La vitesse de la 10 traverse a été fixée à 0,1 mm/min. La figure 6 montre le faciès de rupture de la pièce selon l'invention préparée par mise en oeuvre du procédé détaillé plus haut. On voit qu'il n'y a pas de déchaussement des fibres, ce qui démontre une excellente cohésion entre les fibres et la matrice. A titre de comparaison, la figure 7 montre le faciès de rupture obtenu pour la 15 pièce de référence (préforme Aiguitex® densifiée par une matrice pyrocarbone par infiltration chimique en phase vapeur). On voit qu'il y a, dans ce cas, déchaussement des fibres de la matrice ce qui prouve à nouveau l'existence d'une moins bonne cohésion entre les fibres et la matrice que dans le cas des pièces selon l'invention. 20 La figure 8 est une photographie obtenue par microscopie électronique en transmission de l'interface fibre/matrice pour la pièce selon l'invention obtenue par mise en oeuvre du procédé tel que décrit plus haut (l'expression « HT PyC » utilisée signifie pyrocarbone hautement texturé). 25 La figure 8 montre que, suite à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention décrit plus haut, l'interface entre les fibres et la matrice de carbone pyrolytique est nettement moins marquée que dans le cas d'une pièce hors invention (voir en comparaison les figures 9A et 9B qui correspondent à des photographies de l'interface fibre/matrice pour la 30 pièce de référence : préforme Aiguitex® densifiée par une matrice pyrocarbone par infiltration chimique en phase vapeur). En effet, on voit sur les figures 9A et 9B, l'existence d'un manque de matière à certains endroits entre les fibres et la matrice, ce qui se traduit par un caractère de décohésion interfaciale fibre/matrice plus prononcé. Cette continuité entre 35 la surface des fibres et la matrice de carbone pyrolytique visible à la figure 8 confère une excellente cohésion entre les fibres de carbone et la matrice 3025531 14 de carbone pyrolytique et confère, par conséquent, à la pièce selon l'invention d'excellentes propriétés mécaniques. La figure 10 est une photographie obtenue par microscopie électronique en transmission de l'interface fibre/matrice pour la pièce 5 fabriquée par le procédé selon l'invention détaillé plus haut. Elle correspond à un agrandissement de la figure 8. La figure 10 montre que les plans de carbone situés à la surface des fibres s'étendent continument depuis la surface desdites fibres pour former des plans de carbone d'une matrice de carbone pyrolytique présente au contact des fibres. Il y a donc 10 continuité entre les plans carbonés en surface de la fibre de carbone et les plans carbonés de la matrice de carbone pyrolytique. L'expression « comportant/contenant un(e) » doit se comprendre comme « comportant/contenant au moins un(e) ». L'expression « compris(e) entre ... et ... » ou « allant de ... à 15 » doit se comprendre comme incluant les bornes. REVENDICATIONS1. Procédé de traitement de la surface (S) de fibres de carbone (60) comportant les étapes suivantes : a) soumission des fibres de carbone (60) à un traitement d'intercalation permettant d'obtenir des fibres de carbone (62) présentant à leur surface des plans de carbone de surface entre lesquels des composés d'intercalation du carbone (72) sont présents, et b) exfoliation des plans de carbone de surface par soumission des fibres obtenues après mise en oeuvre de l'étape a) à un choc thermique comportant une phase de montée en température avec une vitesse de chauffage suffisante pour réaliser l'exfoliation. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le traitement d'intercalation est réalisé par oxydation anodique de la surface (S) des fibres de carbone (60). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que un courant pulsé est imposé durant l'oxydation anodique. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les fibres de carbone (60) sont, durant l'oxydation anodique, présentes dans un bain électrolytique comportant un composé soufré. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'une préforme fibreuse (3) comportant les fibres de carbone est traitée durant l'étape a). 30 6. Procédé de fabrication d'une pièce en matériau composite comportant l'étape suivante : c) formation d'une matrice dans la porosité d'une préforme fibreuse comportant une pluralité de fibres de carbone traitées par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. 25 35 302 5 5 3 1 16 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la matrice formée est une matrice céramique. 8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la 5 matrice formée est une matrice de carbone pyrolytique. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la matrice est formée par infiltration chimique en phase vapeur. 10 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que avant l'étape c) une interphase de carbone pyrolytique est formée sur les fibres de carbone (64) obtenues après mise en oeuvre de l'étape b). 15 11. Pièce en matériau composite comportant un renfort fibreux comportant une pluralité de fibres de carbone, les fibres de carbone présentant des plans de carbone de surface qui se prolongent continument depuis la surface desdites fibres pour former : 20 - des plans de carbone d'une matrice de carbone pyrolytique présente dans la porosité du renfort fibreux, ou - des plans de carbone d'une interphase de carbone pyrolytique recouvrant les fibres de carbone.