Brevet FR3086286A1 — publié le 20200327

PROCEDE DE FABRICATION D'UNE PIECE DENSIFIEE CONSOLIDEE EN CERAMIQUE OU EN CARBONE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention a trait à un procédé de fabrication d'une pièce en céramique ou en carbone. Plus précisément, l'invention a trait à un procédé de fabrication d'une pièce en une première céramique ou en carbone, consolidée, densifiée, par une deuxième céramique. La pièce préparée par le procédé selon l'invention possède une géométrie déterminée, de préférence une géométrie complexe. La pièce préparée par le procédé selon l'invention trouve notamment son application dans les récepteurs solaires pour les centrales thermodynamiques. Le domaine technique de l'invention peut être défini comme celui de la préparation de pièces en céramique ou en carbone, notamment de pièces en céramique ou en carbone de qui possèdent des géométries, formes complexes. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Les pièces en céramique ou en carbone, notamment les pièces en céramique ou en carbone qui possèdent des géométries, formes complexes sont actuellement fabriquées par des procédés longs, complexes et coûteux tels que l'usinage à cru, le frittage, ou le frittage laser, en particulier lorsque l'on souhaite obtenir des pièces denses, pouvant résister à des températures élevées et ayant une bonne tenue mécanique. De plus, les procédés actuels ne permettent tout simplement pas de fabriquer des pièces en céramique ou en carbone qui possèdent certaines géométries particulièrement complexes. Autrement dit, certaines géométries sont inaccessibles par les procédés de fabrication actuels. 2 Il existe donc un besoin pour un procédé de fabrication d'un pièce en céramique ou en carbone, en particulier d'une pièce en céramique ou en carbone qui possède une géométrie, forme, complexe, qui soit simple, fiable et d'un coût limité. Il existe, en outre, un besoin pour un tel procédé qui permette d'obtenir toutes sortes de géométries, et y compris des géométries jusqu'alors impossibles à obtenir par les procédés de fabrication connus. Il existe encore un besoin pour un tel procédé qui ne présente pas les inconvénients, défauts, limitations et désavantages des procédés de l'art antérieur, et qui apporte une solution aux problèmes des procédés de l'art antérieur. 10 Ce procédé doit notamment permettre d'obtenir des pièces en céramique ou en carbone denses, pouvant résister à des températures élevées et ayant une bonne tenue mécanique. Le but de l'invention est de fournir un procédé de fabrication d'une pièce en carbone ou en céramique qui réponde entre autres aux besoins et exigences mentionnés plus haut. 15 EXPOSÉ DE L'INVENTION Ce but, et d'autres encore, sont atteints, conformément à l'invention, par un procédé de fabrication d'une pièce en une première céramique ou en carbone, densifiée, consolidée par une deuxième céramique, possédant une géométrie déterminée, dans lequel on réalise 20 les étapes successives suivantes : a) on fabrique une préforme en un polymère organique, la préforme possédant la même géométrie que la pièce à fabriquer; b) on imprègne la préforme en un polymère organique par une résine précurseur de la première céramique (résine précéramique) ou une résine précurseur du carbone; 25 c) on réticule et/ou on polymérise, puis on pyrolyse la résine précurseur de la première céramique (résine précéramique) ou la résine précurseur du carbone; d) éventuellement, on répète les étapes b) et c) ; moyennant quoi, à l'issue de l'étape c) ou de l'étape d), on obtient une pièce en une première céramique ou en carbone possédant la même géométrie que la pièce à fabriquer ; 3 e) on dépose la deuxième céramique (céramique de consolidation) sur la pièce en une première céramique ou en carbone obtenue à l'issue de l'étape c) ou de l'étape d), par un procédé de dépôt chimique en phase vapeur (« Chemical Vapour Deposition » ou « CVD » en anglais) ou un procédé d'infiltration chimique en phase vapeur (« Chemical Vapour Infiltration » ou « CVI » en anglais). Avantageusement, la géométrie déterminée peut être une géométrie complexe. Par géométrie complexe, on entend généralement une géométrie présentant une grande surface spécifique, par exemple avec des recoins, cavités internes, concavités, 10 convexités, orifices, orifices borgnes, etc. Avantageusement, la première céramique peut être choisie parmi les céramiques oxydes, les céramiques nitrures, et les céramiques carbures. Avantageusement, la première céramique peut être choisie parmi le carbure de silicium, le carbure de titane, le carbure de zirconium, le carbure de hafnium, et le carbure 15 de tantale. Avantageusement, le polymère organique peut être un polymère thermoplastique. Avantageusement, le polymère thermoplastique peut être choisi parmi l'acide polylactique (PLA), les polycarbonates, les polyamides, les poly(chlorure de vinyle) (PVC), les polymères acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS), les polymères élastomères 20 thermoplastiques tels que les polymères élastomères thermoplastiques de polyuréthane, et leurs mélanges. Avantageusement, la préforme en un polymère organique peut être préparée par un procédé de fabrication additive. Avantageusement, le procédé de fabrication additive est un procédé d'impression 3D 25 de fil fondu, et le polymère organique est alors un polymère thermoplastique. Avantageusement, la préforme en un polymère thermoplastique peut présenter une porosité, notamment une microporosité. Cette porosité ou microporosité peut être obtenue par exemple par dissolution de l'un des polymères de la préforme, ce polymère étant hydrosoluble, dans de l'eau. 4 Avantageusement, la résine précurseur de la première céramique (résine précéramique) peut être choisie parmi les résines polyca rbosila nes et la résine précurseur du carbone peut être choisie parmi les résines phénoliques, notamment les résines formophénoliques. Avantageusement, la deuxième céramique (céramique de consolidation) peut être choisie parmi les céramiques oxydes, les céramiques nitrures, et les céramiques carbures. Avantageusement, la deuxième céramique (céramique de consolidation) peut être choisie parmi le carbure de silicium, le carbure de titane, le carbure de zirconium, le carbure de hafnium, et le carbure de tantale. 10 Avantageusement, la pièce est en une première céramique et la deuxième céramique est identique à la première céramique telle que le SiC. La pièce dense, consolidée alors obtenue peut être qualifiée de monolithe. Le procédé selon l'invention comprend une suite spécifique d'étapes spécifiques qui n'a jamais été décrite ou suggérée dans l'art antérieur. 15 Le procédé selon l'invention répond aux besoins et exigences énumérés plus haut et apporte une solution aux problèmes que présentent les procédés de l'art antérieur. Le procédé selon l'invention permet d'obtenir des pièces avec toutes sortes de géométries, et y compris des géométries jusqu'alors impossibles à obtenir par les procédés de fabrication connus. 20 Les pièces en céramique ou en carbone obtenues par le procédé selon l'invention sont denses, et elles peuvent généralement résister à des températures élevées, par exemple à des températures supérieures à 1200°C, et ont généralement de bonnes propriétés mécaniques, une bonne tenue mécanique. Par pièce dense, on entend une pièce dont le taux de porosité est inférieur à 15%. 25 Cette porosité finale dépend de la durée de traitement lors de l'étape finale de CVD. On peut dire que le procédé selon l'invention comprend, pour simplifier, trois étapes successives, consécutives pour obtenir finalement la pièce souhaitée, à savoir : une première étape de fabrication d'une préforme en un polymère organique, notamment en un polymère organique thermoplastique, possédant la même géométrie que la pièce à fabriquer; 5 une deuxième étape de transformation de cette préforme en un polymère organique en une pièce en une première céramique ou en carbone possédant la même géométrie que la pièce à fabriquer. Cette deuxième étape de transformation regroupe les étapes b) et c) d'imprégnation, réticulation et pyrolyse et éventuellement d) du procédé 5 revendiqué. Cette étape peut être qualifiée d'étape de « PIP » (« Polymer Impregnation and Pyrolysis ») une troisième étape de consolidation, densification par un procédé de dépôt chimique en phase vapeur (« Chemical Vapour Deposition » ou « CVD » en anglais) ou un procédé d'infiltration chimique en phase vapeur (« Chemical Vapour Infiltration » ou 10 « CVI » en anglais). Par densification, on entend que la pièce obtenue à l'issue de l'étape de CVD/CVI a une densité, masse volumique supérieure à celle de la pièce avant cette étape, c'est-à-dire la pièce obtenue à l'issue de l'étape de pyrolyse. Par exemple, la densité, masse volumique peut être multipliée par un facteur de 5 à 15, notamment de 6 à 11, en particulier de 7 à 15 10 lors de cette étape de CVD. La pièce finale est une pièce dense, c'est-à-dire qu'elle a une porosité microscopique (mesurée par porosité à l'eau ou par pycnomètrie à l'hélium) inférieure à 15% de la densité théorique, qui dépend de la durée du traitement CVD. La transformation d'une préforme, structure, en un polymère organique, notamment 20 en un polymère organique thermoplastique (matière plastique) ayant notamment une géométrie complexe, en une pièce, structure en céramique ou en carbone de même géométrie, par un procédé de réticulation puis de pyrolyse dit procédé « PIP » , puis la consolidation, densification, de cette pièce en céramique ou en carbone par un procédé de « CVD » ou de « CVI » pour obtenir une pièce finale consolidée, densifiée de même 25 géométrie, n'a jamais été décrite ou suggérée dans l'art antérieur. Cette transformation a été réalisée pour la première fois par le procédé selon l'invention. Si le couplage d'étapes de « PIP » et de « CVD/CVI » est connu pour préparer des matériaux essentiellement inorganiques tels que des composites à matrice céramique renforcés par des fibres inorganiques. Il n'existe pas de travaux mentionnant la mise en 30 oeuvre d'une étape de « PIP » pour transformer une préforme initiale en un matériau 6 organique, notamment en un matériau plastique, en une préforme un matériau en céramique ou en carbone de même géométrie. A fortiori, le couplage d'une telle étape de transformation par « PIP » avec une étape finale de « CVD/CVI » n'est ni décrite ni suggérée dans l'art antérieur. La voie mixte associant « PIP » et « CVD/CVI » présente l'intérêt d'être plus rapide qu'une voie mettant uniquement en oeuvre un procédé de « CVD/CVI ». L'étape finale de CVD/CVI est là pour densifier, réellement donner une tenue mécanique au matériau final. Ainsi, la porosité microscopique est généralement supérieure à 90% avant l'étape de 10 CVD/CVI, et elle est inférieure à 15% (mesurée par porosité à l'eau ou par pycnomètrie à l'hélium) après cette dernière étape de CVD/CVI. Plusieurs avantages de techniques de CVD/CVI peuvent être cités : grande pureté des matériaux déposés ; contrôle de la stoechiométrie et de la composition des dépôts et par 15 conséquent leurs propriétés ; la possibilité d'obtenir des dépôts sur des pièces de formes complexes. De préférence, comme on l'a déjà précisé plus haut, lors de l'étape a) du procédé selon l'invention, ou première étape, la préforme en un polymère organique, notamment en un polymère thermoplastique, peut être fabriquée par un procédé de fabrication 20 additive tel qu'un procédé d'impression 3D de fil fondu. L'impression 3D de fil en matière plastique pour élaborer des pièces aux géométries complexes est un procédé en plein développement. Ce procédé est simple et peu coûteux et permet d'élaborer toutes les géométries même les plus complexes par fusion couche à couche d'un fil extrudé au-travers d'une buse chauffante. 25 Un procédé de fabrication additive tel qu'un un procédé d'impression 3D de fil fondu permet de fabriquer des préformes possédant toutes sortes de géométries, même très complexes, à un faible coût. Le procédé de fabrication additive tel que le procédé d'impression 3D de fil fondu permet même de fabriquer des préformes qui, du fait de l'extrême complexité de leur 30 géométrie, ne pourraient pas être fabriquées par un autre procédé. 7 A fortiori, la combinaison d'un procédé de fabrication additive tel qu'un procédé d'impression 3D de fil fondu, d'une étape de « PIP » et d'une étape de « CVD/CVI » n'a jusqu'alors jamais été décrite ou suggérée et permet pour la première fois d'obtenir des pièces consolidées, densifiées, en céramique ou en carbone, de géométrie complexe qui peuvent généralement résister à des températures élevées, qui possèdent généralement de bonnes propriétés mécaniques, une bonne tenue mécanique. Autrement dit, le procédé selon l'invention relève avec succès le défi de la transformation d'une préforme (préparée notamment par un procédé de fabrication additive tel qu'un procédé d'impression 3D de fil fondu) en un polymère organique (tel 10 qu'un polymère thermoplastique), en une pièce en céramique ou en carbone dense ayant une bonne tenue mécanique ayant la même géométrie que la préforme. Cette transformation est réalisée, de manière surprenante en traitant la préforme lors d'une étape de « PIP » puis lors d'une étape de « CVD/CVI ». D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture 15 de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation. Cette description détaillée est faite à titre illustratif et non limitatif, en liaison avec les dessins joints. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS. La Figure 1 montre différentes structures gyroïdes suivant la valeur de « t » 20 choisie, à savoir t = 0,5 (A) ; t = 0,8 (B) ; t = 1,1 (C) ; t = 1,4 (D). Les Figures 2A, 2B, et 2C présentent des images en tomographie-X d'une coupe transversale d'une structure gyroïde aux différents stades du procédé selon l'invention, dit procédé de céramisation, pour obtenir l'échantillon 1 dans l'exemple 1. La Figure 2A est l'image de la structure gyroïde brute, en PLA, obtenue après 25 l'impression 3D (image post impression 3D). La Figure 2B est l'image de la structure gyroïde obtenue après l'étape de pyrolyse de la résine R5101 (image post pyrolyse). La Figure 2C est l'image de la structure gyroïde obtenue après l'étape de dépôt chimique en phase vapeur CVD (image post CVD). 8 La Figure 2C montre également, en bas à droite, une image agrandie d'une portion encadrée en pointillé de l'image de cette Figure. L'échelle portée sur la Figure 2A représente 5 mm. L'échelle portée sur la Figure 2B représente 5 mm. L'échelle portée sur la Figure 2C représente 5 mm. L'échelle portée sur l'image agrandie de la Figure 2C représente 1 mm. Les Figures 3A, 3B, et 3C présentent des images en tomographie-X d'une coupe transversale d'une structure gyroïde aux différents stades du procédé selon l'invention, dit procédé de céramisation, pour obtenir l'échantillon 2 dans l'exemple 2. 10 La Figure 3A est l'image de la structure gyroïde brute, en PLA, obtenue après l'impression 3D (image post impression 3D). La Figure 3B est l'image de la structure gyroïde obtenue après l'étape de pyrolyse de la résine SMP 10 (image post pyrolyse). La Figure 3B, montre également, en bas à gauche, une image macroscopique de la 15 structure gyroïde. La Figure 3C est l'image de la structure gyroïde obtenue après l'étape de dépôt chimique en phase vapeur CVD (image post CVD). La Figure 3C, montre également, à droite, en haut, une image macroscopique de la structure gyroïde. 20 La Figure 3C montre aussi, à droite en bas une image agrandie d'une portion encadrée en pointillé de l'image de cette Figure. L'échelle portée sur la Figure 3A représente 5 mm. L'échelle portée sur la Figure 3B représente 5 mm. L'échelle portée sur la Figure 3C représente 5 mm. 25 Les Figures 4A et 4B présentent des images au Microscope électronique à balayage à électrons secondaires (MEB) (SE), à deux grossissements différents, de la structure obtenue après l'étape de pyrolyse dans l'exemple 2 pour préparer l'échantillon 2 (FIG. 3B). L'échelle portée sur la Figure 4A représente 500 pm. 30 L'échelle portée sur la Figure 4B représente 100 pm. 9 La Figure 5 présente une image au Microscope électronique à balayage (MEB) (SE) de la structure en POROLAY® obtenue après trempage dans l'eau dans l'exemple 3 et l'exemple 4. L'échelle portée sur la Figure 5 représente 500 Rm. Les Figures 6A, 6B, et 6C présentent des images au Microscope électronique à balayage (MEB) (SE), de la surface de la structure gyroïde obtenue après l'étape de pyrolyse de la résine RS101 dans l'exemple 3 pour préparer l'échantillon 3. La Figure 6A est une vue d'une paroi de la gyroïde. Les Figures 6B et 6C montrent quelques microporosités présentes sur l'échantillon. 10 L'échelle portée sur la Figure 6A représente 1 mm. L'échelle portée sur la Figure 6B représente 400 Rm. L'échelle portée sur la Figure 6C représente 100 Rm. Les Figures 7A, 7B, et 7C présentent des images au Microscope électronique à balayage (MEB) (SE), de la surface de la structure gyroïde obtenue après l'étape de dépôt 15 de SIC par CVD, dans l'exemple 3 pour préparer l'échantillon 3. L'échelle portée sur la Figure 7A représente 1 mm. L'échelle portée sur la Figure 7B représente 200 Rm. L'échelle portée sur la Figure 7C représente 40 Rm. Les Figures 8A et 8B présentent des images en tomographie-X d'une coupe 20 transversale d'une structure gyroïde aux différents stades du procédé selon l'invention, dit procédé de céramisation, pour obtenir l'échantillon 3 dans l'exemple 3. La Figure 8A est l'image de la structure gyroïde obtenue après l'étape de pyrolyse de la résine RS101 (image post pyrolyse). La Figure 8B est l'image de la structure gyroïde obtenue après l'étape de dépôt 25 chimique en phase vapeur CVD (image post CVD). La Figure 8B montre aussi, en bas, à gauche une image agrandie d'une portion encadrée en pointillés de l'image de cette Figure. L'échelle portée sur la Figure 8A représente 2 mm. L'échelle portée sur la Figure 8B représente 2 mm. 30 L'échelle portée sur l'image agrandie de la Figure 8B représente 1 mm. 10 Les Figures 9A, 9B, et 9C présentent des images au Microscope électronique à balayage (MEB) (SE), de la surface de la structure gyroïde obtenue après l'étape de pyrolyse de la résine SMP10 dans l'exemple 4 pour préparer l'échantillon 4. Les Figures 9A et 9B mettent en évidence des craquelures du résidu céramique. La Figure 9C est un gros plan (« zoom ») d'une craquelure. L'échelle portée sur la Figure 9A représente 1 mm. L'échelle portée sur la Figure 9B représente 500 L'échelle portée sur la Figure 9C représente 100 10 Les Figures 10A, 10B et 10C présentent des images en tomographie-X d'une coupe transversale d'une structure gyroïde aux différents stades du procédé selon l'invention, dit procédé de céramisation, pour obtenir l'échantillon 4 dans l'exemple 4. La Figure 10A est l'image de la structure gyroïde obtenue après l'étape de pyrolyse de la résine SMP10 (image post pyrolyse). 15 Les Figures 10B et 10C sont des images de la structure gyroïde obtenue après l'étape de dépôt chimique en phase vapeur CVD (image post CVD). La Figure 10C est une image agrandie d'une portion encadrée en pointillés de la Figure 10B. L'échelle portée sur la Figure 10A représente 3 mm. 20 L'échelle portée sur la Figure 10B représente 3 mm. L'échelle portée sur la Figure 10C représente 500 'lm. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Le procédé selon l'invention est un procédé de fabrication d'une pièce en une 25 première céramique ou en carbone, consolidée par une deuxième céramique, possédant une géométrie déterminée, dans lequel on réalise les étapes successives a), b), c) énumérées plus haut. Comme on l'a déjà exposé, on peut aussi considérer que le procédé selon l'invention comprend, pour simplifier trois étapes successives, consécutives pour obtenir finalement 11 la pièce souhaitée, à savoir : une première étape de fabrication d'une préforme en un polymère organique, notamment en un polymère organique thermoplastique, possédant la même géométrie que la pièce à fabriquer; une deuxième étape de transformation de cette préforme en un polymère organique en une pièce en une première céramique ou en carbone possédant la même géométrie que la pièce à fabriquer, cette deuxième étape pouvant être qualifiée d'étape de « PIP » (« Polymer Impregnation and Pyrolysis ») ; et enfin une troisième étape de consolidation, densification par un procédé de dépôt chimique en phase vapeur (« Chemical Vapour Deposition » ou « CVD » en anglais) ou un procédé d'infiltration chimique en phase vapeur (« Chemical Vapour Infiltration » ou 10 « CV/ » en anglais). Dans l'étape a) du procédé selon l'invention, on fabrique une préforme en un polymère organique notamment en un polymère organique thermoplastique, la préforme possédant la même géométrie que la pièce à fabriquer. Cette étape de fabrication comprend généralement la mise en forme d'un matériau 15 en un polymère organique notamment en un polymère organique thermoplastique (matière plastique) afin d'obtenir une préforme en un polymère organique possédant une géométrie déterminée qui est la même géométrie que la pièce à fabriquer. Il n'existe aucune limitation sur la géométrie que peut posséder cette préforme. Cette géométrie peut être une géométrie complexe telle que définie plus haut. 20 Il n'existe également aucune limitation sur la taille de cette pièce si ce n'est celle dictée par la taille des enceintes de « CVD/CVI ». Cette préforme peut être fabriquée par tout procédé connu de mise en forme d'un polymère organique, notamment d'un polymère organique thermoplastique. Cependant, selon l'invention, la préforme en un polymère organique, notamment en 25 un polymère organique thermoplastique, peut être avantageusement fabriquée par un procédé de fabrication additive. Parmi les procédés de fabrication additive, on peut citer notamment les procédés de fusion ou frittage sur lit de poudre (« Power Red Fusion or Sintering » en anglais), et les procédés d'impression 3D de fil fondu. 12 Les procédés de fusion ou frittage sur lit de poudre comprennent notamment les techniques de Frittage sélectif par Laser (« Selective Laser Sintering » en anglais), de Fusion sélective par Laser (« Selective Laser Melting »), de Fusion par faisceau Laser (« Beam Laser Melting »), et de fusion par faisceau d'électrons (« Électron Beam Melting »). De préférence, selon l'invention, le procédé de fabrication additive est un procédé d'impression 3D de fil fondu. Dans ce procédé, un fil en polymère organique thermoplastique est fondu et extrudé à travers une buse. Ce procédé est aussi appelé Dépôt de fil fondu (« Fused Deposition Modeling » ou « FDM » en anglais). 10 Avantageusement, le polymère thermoplastique peut être choisi parmi l'acide polylactique (PLA), les polycarbonates, les polyamides, les poly(chlorure de vinyle) (PVC), les acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS), les polymères élastomères thermoplastiques tels que les polymères élastomères thermoplastiques de polyuréthane, et leurs mélanges. Avantageusement, la préforme en un polymère organique thermoplastique peut 15 présenter une porosité, notamment une microporosité. Cette microporosité peut être générée préalablement ou postérieurement à la fabrication de la pièce. Dans le cas où la microporosité de la préforme est générée postérieurement à la fabrication, on peut procéder de la manière suivante : on fabrique une préforme en un 20 mélange de deux polymères, l'un de ces polymères, étant soluble dans un solvant donné tel que l'eau, et l'autre polymère n'étant pas soluble dans ce solvant tel que l'eau. Par exemple, le polymère soluble dans l'eau peut être l'alcool polyvinylique et l'autre polymère, insoluble dans l'eau peut être un polymère élastomère insoluble dans l'eau. Ensuite, la préforme est trempée, immergée dans ledit solvant, par exemple dans 25 l'eau pendant une durée suffisante, par exemple de 48 à 96 heures, pour que le polymère soluble dans ce solvant tel que de l'eau soit dissout, moyennant quoi une microporosité est générée au sein de la préforme et on obtient finalement une préforme microporeuse essentiellement constituée par le polymère insoluble dans le solvant. Dans l'étape b) du procédé selon l'invention, on imprègne la préforme en un 30 polymère organique, notamment en un polymère organique thermoplastique, par une 13 résine précurseur de la première céramique ou bien par une résine précurseur du carbone. La résine précurseur de la première céramique peut être dénommée résine précéramique. Si l'on souhaite fabriquer une pièce en une première céramique, on utilise une résine précurseur de la première céramique, ou bien, si l'on souhaite fabriquer une pièce en carbone on utilise une résine précurseur du carbone. L'homme du métier peut facilement déterminer la résine précurseur à utiliser en fonction de la première céramique que l'on souhaite obtenir qui peut être choisie parmi les céramiques oxydes, les céramiques nitrures, et les céramiques carbures telles que le carbure de silicium, le carbure de titane, le carbure de zirconium, le carbure de hafnium, et 10 le carbure de tantale. Par exemple si la première céramique est le carbure de silicium SIC, la résine précurseur de la première céramique peut être choisie par les résines polycarbosilanes comme l'allylhydridopolycarbosilane (AHPCS). La résine précurseur du carbone peut être choisie par exemple parmi les résines 15 phénoliques, notamment les résines formo-phénoliques. Pour l'imprégnation, la préforme est généralement simplement trempée, immergée dans la résine précurseur de la première céramique pure, ou la résine précurseur du carbone pure, notamment si ces résines sont liquides à la température ambiante, ou bien ces résines peuvent être diluées dans un solvant. 20 La résine se dépose sur les surfaces de la préforme en un polymère organique, notamment en un polymère organique thermoplastique, c'est-à-dire sur les surfaces externes (visibles), et les surfaces internes (hormis la porosité), et éventuellement à l'intérieur de la porosité, notamment de la microporosité éventuelle, et permet après réticulation et pyrolyse d'obtenir une structure en une première céramique ou en carbone. 25 Dans l'étape c) du procédé selon l'invention, on réticule puis on pyrolyse la résine précurseur de la première céramique (résine précéramique) ou la résine précurseur du carbone. La réticulation peut être réalisée à une température dite température de réticulation, de 150°C à 180°C, par exemple à une température de 170°C ou 160°C, maintenue pendant 14 une durée de 3 à 4 heures, par exemple de 3 heures. En d'autres termes, on observe un palier à la température de réticulation pendant la durée susmentionnée. Ce palier à la température de réticulation est atteint en observant une ou plusieurs rampes de montée en température, par exemple depuis la température ambiante ou depuis 100°C. Cette rampe ou ces rampes peut (peuvent) avoir des pentes identiques ou différentes allant de 0,2°C/minute à 0,5°C/minute. Par exemple, on peut observer une rampe avec une pente de 0,4°C/minute depuis la température ambiante (20°C) ou depuis 100°C jusqu'à atteindre par exemple 165°C. 10 La réticulation peut être réalisée sous air, ou sous un gaz inerte tel que l'azote ou l'argon si la résine est sensible à l'air. La pyrolyse peut être réalisée à une température dite température de pyrolyse, de 800°C à 1100°C, par exemple à une température de 850°C ou 1000°C, maintenue pendant une durée de 0 à 2 heures, par exemple de 1 heure. En d'autres termes, on observe un 15 palier à la température de pyrolyse pendant la durée susmentionnée. Ce palier à la température de pyrolyse est atteint en observant une ou plusieurs rampes de montée en température, par exemple depuis la température ambiante (20°C). Cette rampe ou ces rampes peut (peuvent) avoir des pentes identiques ou différentes allant de 1°C/minute à 5°C/minute. Par exemple, on peut observer une rampe de montée 20 en température avec une pente de 5°C /minute depuis la température ambiante (20°C) jusqu'à 150°C, puis une rampe de montée en température avec une pente de 1°C/minute depuis 150°C jusqu'à 600°C, puis une rampe de montée en température avec une pente de 5°C/minute jusqu'à 850°C, on peut observer ensuite immédiatement (le palier est donc de 0 minute) une rampe de descente en température jusqu'à la température ambiante (20°C) 25 avec une pente de 20°C/minute. La pyrolyse est généralement réalisée sous une atmosphère de gaz inerte, tel que l'azote ou l'argon pour éviter toute oxydation du carbone ou de la céramique, telle que le SiC, à haute température. La succession des étapes b) et c) peut être répétée de 1 à n fois, avec par exemple 30 n = 10 , moyennant quoi, à l'issue de l'étape c) ou de l'étape d), on obtient une pièce en 15 une première céramique ou en carbone possédant la même géométrie que la pièce à fabriquer. L'étape dite de transformation regroupe les étapes b) et c) d'imprégnation, réticulation et pyrolyse et éventuellement d) du procédé revendiqué. Cette étape peut être qualifiée d'étape de « PIP » (« Polymer Impregnation and Pyrolysis »). Cette étape permet de passer d'une préforme en polymère organique, par exemple en polymère organique thermoplastique à une pièce de même géométrie mais en matière inorganique, en céramique, ou en carbone. En effet, lors de cette étape de transformation, le polymère organique est totalement éliminé, décomposé, et il ne reste plus à l'issue de cette étape 10 qu'un squelette en céramique ou en carbone mais possédant la même géométrie que la préforme et que la pièce finale à fabriquer. Cependant, la pièce en une première céramique ou en carbone possédant la même géométrie que la pièce à fabriquer obtenue à l'issue de l'étape c) ou de l'étape d) reste généralement très friable, même si l'on effectue plusieurs successions d'étapes b) et c). Il 15 faut donc la consolider, la densifier, et c'est ce qui est réalisé lors de l'étape finale e) du procédé selon l'invention. Lors de l'étape e), on dépose la deuxième céramique, dite céramique de consolidation ou de densification sur la pièce en une première céramique ou en carbone obtenue à l'issue de l'étape c) ou de l'étape d), par un procédé de dépôt chimique en phase 20 vapeur (« Chemical Vapour Deposition » ou « CVD » en anglais) ou un procédé d'infiltration chimique en phase vapeur (« Chemical Vapour Infiltration » ou « CVI » en anglais). Par dépôt sur la pièce, on entend qu'un dépôt de la deuxième céramique est réalisé sur toutes les surfaces externes et internes hors porosité, par exemple microporosité, de la pièce et éventuellement à l'intérieur de la porosité éventuelle. Ce dépôt peut avoir une 25 épaisseur de 1 à 200 microns, par exemple de 100 microns. Ce dépôt permet de consolider la pièce et de la densifier. La deuxième céramique de consolidation peut être choisie parmi les céramiques oxydes, les céramiques nitrures, et les céramiques carbures, de préférence, la deuxième céramique de consolidation peut être choisie parmi le carbure de silicium, le carbure de 30 titane, le carbure de zirconium, le carbure de hafnium, et le carbure de tantale. 16 De préférence, la pièce est en une première céramique et la deuxième céramique est identique à la première céramique telle que le SiC. La pièce finale fabriquée peut être alors considérée comme un monolithe en une seule céramique. La densité de cette pièce finale peut être par exemple de 3,1 g/cm' soit 97% de la densité théorique pour une pièce en SiC. Les conditions de procédé de « CVD/CVI » peuvent être facilement déterminées par l'homme du métier selon la deuxième céramique que l'on souhaite déposer et selon l'importance, l'épaisseur du dépôt que l'on souhaite réaliser. Ainsi, notamment, la température du four, la durée de réaction, la pression totale, la 10 nature du ou des précurseurs, le débit du ou des précurseurs, et le débit d'hydrogène peuvent être facilement déterminés par l'homme du métier en fonction de la deuxième céramique que l'on souhaite déposer et selon l'importance du dépôt que l'on souhaite réaliser. Par exemple, dans le cas où la deuxième céramique est du SiC, le précurseur est le 15 MéthylTrichloroSila ne (MTS). La pièce finale obtenue est dense, c'est à dire que sa porosité (mesurée par porosité à l'eau ou par pycnomètrie à l'hélium) est inférieure à 15% de la densité théorique, et elle est consolidée, c'est-à-dire qu'elle n'est pas cassante, friable et qu'elle présente de bonnes propriétés mécaniques, par exemple proches du SiC monolithique, et une résistance aux 20 températures élevées. En effet, c'est la dernière étape de CVD qui donne à la pièce la totalité de la résistance finale. L'invention va maintenant être décrite en référence aux exemples suivants donnés à titre illustratif et non limitatif. 25 EXEMPLES. Dans les exemples qui suivent, quatre échantillons, à savoir quatre pièces en céramique possédant une géométrie complexe ont été préparées par le procédé selon l'invention. 17 Dans le Tableau 1, est indiquée l'architecture, géométrie de la préforme, structure initiale en un matériau polymère thermoplastique. Cette architecture, géométrie est la même que celle de la pièce finale en céramique. La structure initiale qui est préparée dans les exemples qui suivent, par impression 3D est une structure gyroïde qui sera décrite en détail plus loin. Une telle structure gyroïde présente la particularité d'avoir une géométrie très complexe, impossible à réaliser autrement que par impression 3D. Dans le Tableau 1, est également précisée la nature du matériau thermoplastique constituant le fil utilisé pour la préparation de la préforme par impression 3D lors de l'étape 10 a) du procédé selon l'invention. Deux types de fils ont été utilisés, à savoir un fil plastique classique en acide polylactique PLA pour les échantillons 1 et 2, et un fil microporeux en POROLAY (Mélange de PVA et d'un élastomère) pour les échantillons 3 et 4. On verra que c'est avec ce dernier que les meilleurs résultats ont été obtenus. 15 Dans le Tableau 1, on a mentionné, en outre, la nature de la résine précurseur de céramique, ou résine de transformation ou d'imprégnation mise en oeuvre dans l'étape b) du procédé selon l'invention. Dans le Tableau 1, on a enfin indiqué les conditions de l'étape de consolidation ou densification, à savoir de l'étape e) du procédé selon l'invention. 20 Tableau 1. I\I° échantillon 1 2 3 4 Architecture Gyroïde Gyroïde Gyroïde Gyroïde Nature du fil d'impression 3D PLA PLA POROLAY POROLAY Résine de transformation RS101 SMP10 RS101 SMP10 (précurseur de C) (précurseur de SiC) (précurseur de C) (précurseur de SiC) Etape de consolidation CVD/CVI de SiC CVD/CVI de SiC CVD/CVI de SiC CVD/CVI de SiC Description des Matériels, structures, matières et méthodes mis en oeuvre dans les exemples. 18 1. Structure mise en jeu : la structure gyroïde. Les structures gyroïdes sont des surfaces minimales triplement périodiques (dont la courbure moyenne est nulle). Elles appartiennent au groupe d'espace cubique la-3d et 5 forment des structures poreuses ayant la topologie d'une mousse à cellules ouvertes. L'utilisation de ces structures passe nécessairement par la compréhension de leur géométrie et de leurs propriétés. Si l'on s'intéresse à la géométrie des gyroïdes, leur structure peut être décrite de manière approximative par les équations (1) et (2) suivantes 10 F(x,y,z) = t (1) 27rx 27ry) sin( 2ff z) sin I 27r x) où F(x, y, z) = sinHicosHi + sin Hcos( + sin -a) cos (-a (2) 15 où « a » est la périodicité de la structure gyroïde et « t» une constante appartenant à l'intervalle -1,5 REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'une pièce en une première céramique ou en carbone, consolidée par une deuxième céramique, possédant une géométrie déterminée, dans lequel on réalise les étapes successives suivantes : a) on fabrique une préforme en un polymère organique, la préforme possédant la même géométrie que la pièce à fabriquer ; b) on imprègne la préforme en un polymère organique par une résine précurseur de la première céramique ou une résine précurseur du carbone ; c) on réticule et/ou on polymérise, puis on pyrolyse la résine précurseur de la première céramique ou la résine précurseur du carbone ; d) éventuellement, on répète les étapes b) et c) ; moyennant quoi, à l'issue de l'étape c) ou de l'étape d), on obtient une pièce en une première céramique ou en carbone possédant la même géométrie que la pièce à fabriquer ; e) on dépose la deuxième céramique sur la pièce en une première céramique ou en carbone obtenue à l'issue de l'étape c) ou de l'étape d), par un procédé de dépôt chimique en phase vapeur (« Chemical Vapour Deposition » ou « CVD » en anglais) ou un procédé d'infiltration chimique en phase vapeur (« Chemical Vapour Infiltration » ou « CV/ » en anglais). 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la géométrie déterminée est une géométrie complexe. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la première céramique est choisie parmi les céramiques oxydes, les céramiques nitrures, et les céramiques carbures. 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la première céramique est choisie parmi le carbure de silicium, le carbure de titane, le carbure de zirconium, le carbure de hafnium, et le carbure de tantale. 37 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le polymère organique est un polymère thermoplastique. 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel le polymère thermoplastique est choisi parmi l'acide polylactique (PLA), les polycarbonates, les polyamides, les poly(chlorure de vinyle) (PVC), les polymères acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS), les polymères élastomères thermoplastiques tels que les polymères élastomères thermoplastiques de polyuréthane, et leurs mélanges. 10 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la préforme en un polymère organique est préparée par un procédé de fabrication additive. 8. Procédé selon la revendication 5 et la revendication 7, dans lequel le procédé de fabrication additive est un procédé d'impression 3D de fil fondu. 15 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la préforme en un polymère organique présente une porosité, notamment une microporosité. 20 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la résine précurseur de la première céramique est choisie parmi les résines polycarbosilanes et la résine précurseur du carbone est choisie parmi les résines phénoliques, notamment les résines formo-phénoliques. 25 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la deuxième céramique est choisie parmi les céramiques oxydes, les céramiques nitrures, et les céramiques carbures. 38 12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel la deuxième céramique (céramique de consolidation) est choisie parmi le carbure de silicium, le carbure de titane, le carbure de zirconium, le carbure de hafnium, et le carbure de tantale. 5 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la pièce est en une première céramique, et la deuxième céramique est identique à la première céramique telle que le SiC.