Brevet FR3125742A1 — publié le 20230203

Tube comportant un élément cylindrique pultrudé L’invention porte sur un tube comportant : -au moins un élément cylindrique en un matériau fibreux pultrudé imprégné d’une matrice thermoplastique, - au moins un renfort fibreux supplémentaire, enveloppant partiellement ou totalement le ou les éléments cylindriques, les fibres contenues dans le renfort fibreux supplémentaire étant positionnées selon un axe différent de l’axe longitudinal de l’élément cylindrique, la teneur totale en fibres du tube étant comprise entre 40 et 70 % en volume par rapport au volume de la matrice et des fibres contenues dans le tube. Figure 1 Tube comportant un élément cylindrique pultrudé La présente invention porte sur un tube comportant un élément cylindrique pultrudé. L’invention porte également sur son procédé de fabrication, ainsi que sur son utilisation dans des structures, notamment dans le domaine de la mobilité. Depuis de nombreuses années des matériaux plus légers et plus résistants sont recherchés. Ces matériaux peuvent être utilisés dans le domaine notamment des transports. Dans le domaine de l’aéronautique ou des automobile, les matériaux plastiques ou composites tendent doucement à remplacer les pièces métalliques, lorsque cela est possible. Or, les propriétés de légèreté et de résistance mécanique ne sont pas toujours conciliables. Par ailleurs, il est recherché des matériaux, qui peuvent se cintrer facilement permettant d’éviter des raccords entre différentes pièces. Cette capacité à être cintrée diminue le nombre de pièces à utiliser, et limite ainsi les coûts, évite d’éventuelles fuites dans le cas de canalisation par exemple, simplifie la mise en œuvre de la structure dans sa totalité, et permet de maintenir des performances mécaniques élevées même dans ces zones cintrées. Enfin, au regard des exigences environnementales, il est recherché des matériaux recyclables. Ainsi, il est recherché un tube léger, résistant mécaniquement, qui est relativement facile et simple à produire et à mettre en forme, et qui puisse être recyclable. L’invention vise un tube comportant : -au moins un élément cylindrique en un matériau fibreux pultrudé imprégné d’une matrice thermoplastique, - au moins un renfort fibreux supplémentaire, enveloppant partiellement ou totalement, de préférence totalement le ou les éléments cylindriques, les fibres contenues dans le renfort fibreux supplémentaire étant positionnées dans un axe différent de l’axe longitudinal de l’élément cylindrique, la teneur totale en fibres du tube étant comprise entre 40 et 70 % en volume par rapport aux volumes de la matrice et des fibres contenues dans le tube. L’invention porte également sur un procédé de fabrication du tube tel que défini ci-dessus, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes successives suivantes : a) pultrusion de l’élément cylindrique, b) dépose du renfort fibreux supplémentaire. Enfin, l’invention concerne l’utilisation du tube tel que défini ci-dessus pour former des structures parmi notamment, des cadres de vélo, des renforts, des renforts de pack de batterie, des renforts de châssis de véhicules. Il a été observé que le tube selon l’invention est léger. Il présente une excellente résistance mécanique en flexion, en compression et en traction. Par ailleurs, il présente d’excellentes propriétés pour le cintrage à chaud, permettant d’envisager ainsi des formes diverses. Or, ce tube déformé après cintrage et après une éventuelle reconsolidation en moule fermé, conserve ses propriétés de résistance mécanique. Brève description des figures est un schéma illustrant le procédé de préparation du tube selon l’invention. est un schéma illustrant un autre procédé de préparation du tube selon l’invention. Tube comportant : -au moins un élément cylindrique en un matériau fibreux pultrudé imprégné d’une matrice thermoplastique, - au moins un renfort fibreux supplémentaire, enveloppant partiellement ou totalement le ou les éléments cylindriques, les fibres contenues dans le renfort fibreux supplémentaire étant positionnées selon un axe différent de l’axe longitudinal de l’élément cylindrique, la teneur totale en fibres du tube étant comprise entre 40 et 70 % en volume par rapport aux volumes de la matrice et des fibres contenues dans le tube. Tube selon la revendication 1, caractérisé en ce que le renfort fibreux supplémentaire est choisi parmi des fibres sèches continues, un matériau fibreux à base de fibres continues imprégnées d’une matrice thermoplastique, et leur mélange. Tube selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le renfort fibreux supplémentaire comporte des fibres positionnées selon un angle compris entre +/-10° et +/-89° par rapport à l’axe de l’élément cylindrique. Tube selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’une partie des fibres comprises dans le matériau de l’élément cylindrique est positionnée dans l’axe longitudinal de l’élément cylindrique. Tube selon l’une quelconque des revendications 1, 3 et 4, caractérisé en ce que le renfort fibreux supplémentaire est choisi parmi une tresse de fibres sèches, une tresse de rubans fibreux imprégnés de résine thermoplastique, et leur mélange. Tube selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les fibres utilisées pour fabriquer le matériau fibreux pultrudé de l’élément cylindrique sont une tresse de fibres sèches. Tube selon l’une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que la matrice thermoplastique de l’élément cylindrique est totalement ou partiellement miscible avec la matrice thermoplastique du renfort fibreux supplémentaire. Tube selon l’une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que la matrice thermoplastique du renfort fibreux supplémentaire présente une température de fusion supérieure à 150°C, et/ou une température de transition vitreuse supérieure à 80°C. Tube selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte à l’intérieur de l’élément cylindrique un second élément cylindrique composé d’une ou plusieurs couches de résine thermoplastique, ne comportant pas de fibres. Procédé de fabrication du tube tel que défini à l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes successives suivantes : a) pultrusion de l’élément cylindrique, b) dépose du renfort fibreux supplémentaire. Utilisation du tube tel que défini à l’une quelconque des revendications 1 à 9 pour former des structures, telles que des cadres de vélo, des renforts, plus particulièrement des renforts de pack de batterie, des renforts de châssis de véhicules, des éléments de canne à pêche, des pieds de caméra ou d’appareils photo, des supports de panneau photovoltaïque, des structures d’éléments de camping, comme des structures de tente, des bâtons de ski, des canalisations pour le transport de fluides.