Brevet FR3120325A1 — publié le 20220909

Texture fibreuse pour aube en matériau composite à bord fin Une texture fibreuse (200) d’une aube présente un tissage tridimensionnel entre une première pluralité de couches de fils (201) et une deuxième pluralité de couches de fils (202) . La texture comprend une partie de pale d’aube (205) s’étendant entre un premier bord (205a) et un deuxième bord (205b). La texture comprend une première partie (212) avec au moins trois couches de fils de la première pluralité de fils et au moins trois couches de fils de la deuxième pluralité de fils. . Des fils des deux couches de fils de la première pluralité de fils (201) lient des fils de la deuxième pluralité de fils (202) sur les deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils suivant une fréquence de liage déterminée. Figure pour l’abrégé : Fig. 1. Texture fibreuse pour aube en matériau composite à bord fin La présente invention se rapporte au domaine général de la fabrication d’aubes en matériau composite comportant un renfort fibreux densifié par une matrice, le renfort fibreux étant obtenu par tissage tridimensionnel (3D) ou multicouche Un domaine visé est celui d’aubes de turbines à gaz pour moteurs aéronautiques ou turbines industrielles et, plus particulièrement mais non exclusivement, des aubes de soufflantes pour moteurs aéronautiques. La réalisation d’une aube en matériau composite obtenue à partir d’un renfort fibreux réalisé par tissage tridimensionnel et densifié par une matrice est notamment décrite dans le document US 2005/0084377. Le tissage tridimensionnel (3D) ou multicouche permet de conférer à l’aube en matériau composite résultante une très bonne tenue mécanique. L’optimisation du rendement des moteurs aéronautiques nécessite de concevoir des aubes en matériau composite présentant des bords de plus en plus fins pour répondre aux nouvelles exigences aérodynamiques. Cependant, les armures de tissage 3D ou multicouches utilisées jusqu’ici pour former des aubes en matériau composite ne permettent pas de former des bords d’aube d’attaque et/ou de fuite très fins. En effet, afin d’assurer une bonne tenue mécanique dans les parties fines de l’aube, les armures de tissage 3D ou multicouches utilisent un nombre minimal de trois couches de trame liées entre elles par un nombre minimal de trois couches de chaîne. Or, il existe un besoin pour des aubes en matériau composite présentant des bords d’attaque et/ou de fuite très fins, et ce avec de bonnes propriétés mécaniques même au niveau de ces bords. A cet effet, l’invention propose une texture fibreuse destinée à former le renfort fibreux d’une aube de turbomachine en matériau composite comprenant un renfort fibreux densifié par une matrice, la texture étant en une seule pièce et présentant un tissage tridimensionnel ou multicouche entre une première pluralité de couches de fils ou torons s’étendant selon une direction longitudinale et une deuxième pluralité de couches de fils ou torons s’étendant selon une direction transversale, la texture comprenant une partie de pale d’aube s’étendant selon la direction transversale entre un premier bord correspondant à un bord d’attaque de l’aube et un deuxième bord correspondant à un bord de fuite de l’aube, ladite texture comprenant une première partie avec au moins trois couches de fils de la première pluralité de fils et au moins trois couches de fils de la deuxième pluralité de fils, caractérisée en ce qu’elle comprend en outre au moins une deuxième partie présente au niveau du premier ou deuxième bord de la partie de pale d’aube de la texture fibreuse, la deuxième partie comportant seulement deux couches de fils de la première pluralité de fils et deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils, des fils des deux couches de fils de la première pluralité de fils liant des fils de la deuxième pluralité de fils sur les deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils suivant une fréquence de liage déterminée. La texture fibreuse de l’invention permet d’atteindre une épaisseur minimale dans tout ou partie du ou des bords tout en conservant des propriétés mécaniques suffisantes pour assurer une bonne tenue mécanique des bords d’attaque et de fuite de l’aube finale. Selon une caractéristique particulière de la texture fibreuse de l’invention, celle-ci comprend une deuxième partie présente au niveau du premier bord de la partie de pale d’aube de la texture fibreuse, la deuxième partie comportant seulement deux couches de fils de la première pluralité de fils et deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils, des fils des deux couches de fils de la première pluralité de fils liant des fils de la deuxième pluralité de fils sur les deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils suivant une première fréquence de liage déterminée et une troisième partie présente au niveau du deuxième bord de la partie de pale d’aube de la texture fibreuse, la troisième partie comportant seulement deux couches de fils de la première pluralité de fils et deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils, des fils des deux couches de fils de la première pluralité de fils liant des fils de la deuxième pluralité de fils sur les deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils suivant une deuxième fréquence de liage, la deuxième partie présentant une première densité en fils de la deuxième pluralité de fils et la troisième partie présentant une deuxième densité en fils de la deuxième pluralité de fils supérieure à la première densité, la première fréquence de liage dans la deuxième partie étant supérieure à la deuxième fréquence de liage dans la deuxième zone. Cela permet d’adapter l’armure de tissage dans les parties comprenant seulement deux couches de fils en fonction de la densité en fils de la deuxième pluralité de fils de manière à éviter d’avoir un tissage trop lâche ou trop serré dans ces parties. La texture fibreuse présente des parties très fines qui possèdent une bonne capacité à se déformer, c’est-à-dire que ces parties sont capables de supporter des déformations importantes lors de la mise en forme de la texture tout en conservant leur intégrité et, par conséquent, leur fonction de renfort. Dans un exemple de réalisation particulier de la texture fibreuse, chaque fil de la première pluralité de fils lie des fils de la deuxième pluralité de fils suivant une armure de type multi-toile dans la deuxième partie et suivant une armure de type multi-satin dans la troisième partie. Selon une autre caractéristique particulière de la texture fibreuse de l’invention, la deuxième partie comprend une première zone présentant une première densité en fils de la deuxième pluralité de fils et une deuxième zone présentant une deuxième densité en fils de la deuxième pluralité supérieure à la première densité, la fréquence de liage dans la première zone étant supérieure à la fréquence de liage dans la deuxième zone. Cela permet d’adapter l’armure de tissage dans une même partie de la texture comprenant seulement deux couches de fils de trame, c’est-à-dire dans un même bord, lorsque la densité en fils de la deuxième pluralité de fils varie de manière significative. Dans un exemple de réalisation particulier de la texture fibreuse, chaque fil de la première pluralité de fils lie des fils de la deuxième pluralité de fils suivant une armure de type multi-toile dans la première zone et suivant une armure de type multi-satin dans la deuxième zone. L’invention a également pour objet une aube en matériau composite comprenant un renfort fibreux densifié par une matrice, l’aube s’étendant suivant une direction longitudinale entre une portion de pied ou portion inférieure et un sommet d’aube ou une portion supérieure et, suivant une direction transversale, entre un bord d’attaque et un bord de fuite, caractérisée en ce que le renfort fibreux du corps d’aube est constituée par une texture fibreuse selon l’invention. L’invention a encore pour objet un procédé de tissage d’une structure fibreuse destinée à former le renfort fibreux d’une aube en matériau composite comprenant un renfort fibreux densifié par une matrice, la structure fibreuse étant tissée en une seule pièce par tissage tridimensionnel ou multicouche entre une première pluralité de couches de fils ou torons s’étendant selon une direction longitudinale et une deuxième pluralité de couches de fils ou torons s’étendant selon une direction transversale, la texture comprenant une partie de pale d’aube s’étendant selon la direction transversale entre un premier bord correspondant à un bord d’attaque de l’aube et un deuxième bord correspondant à un bord de fuite de l’aube, le procédé comprenant le tissage d’une première partie avec au moins trois couches de fils de la première pluralité de fils et au moins trois couches de fils de la deuxième pluralité de fils, caractérisé en ce qu’il comprend en outre le tissage d’au moins une deuxième partie présente au niveau du premier ou deuxième bord de la partie de pale d’aube de la texture fibreuse, la deuxième partie comportant seulement deux couches de fils de la première pluralité de fils et deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils, des fils des deux couches de fils de la première pluralité de fils liant des fils de la deuxième pluralité de fils sur les deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils suivant une fréquence de liage déterminée. Selon une caractéristique particulière du procédé de l’invention, celui-ci comprend le tissage d’une deuxième partie présente au niveau du premier bord de la partie de pale d’aube de la texture fibreuse, la deuxième partie comportant seulement deux couches de fils de la première pluralité de fils et deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils, des fils des deux couches de fils de la première pluralité de fils liant des fils de la deuxième pluralité de fils sur les deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils suivant une première fréquence de liage déterminée et le tissage d’une troisième partie présente au niveau du deuxième bord de la partie de pale d’aube de la texture fibreuse, la troisième partie comportant seulement deux couches de fils de la première pluralité de fils et deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils, des fils des deux couches de fils de la première pluralité de fils liant des fils de la deuxième pluralité de fils sur les deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils suivant une deuxième fréquence de liage, la deuxième partie présentant une première densité en fils de la deuxième pluralité de fils et la troisième partie présentant une deuxième densité en fils de la deuxième pluralité de fils supérieure à la première densité, la première fréquence de liage dans la deuxième partie étant supérieure à la deuxième fréquence de liage dans la deuxième zone. Dans un exemple de mise en œuvre particulier du procédé, chaque fil de la première pluralité de fils lie des fils de la deuxième pluralité de fils suivant une armure de type multi-toile dans la deuxième partie et suivant une armure de type multi-satin dans la troisième partie. Selon une autre caractéristique particulière du procédé de l’invention, la deuxième partie comprend une première zone présentant une première densité en fils de la deuxième pluralité de fils et une deuxième zone présentant une deuxième densité en fils de la deuxième pluralité supérieure à la première densité, la fréquence de liage dans la première zone étant supérieure à la fréquence de liage dans la deuxième zone. Dans un exemple de mise en œuvre particulier du procédé, chaque fil de la première pluralité de fils lie des fils de la deuxième pluralité de fils suivant une armure de type multi-toile dans la première zone et suivant une armure de type multi-satin dans la deuxième zone. La présente invention concerne aussi un procédé de fabrication d’une aube en matériau composite comprenant les étapes suivantes: - réalisation d’une structure fibreuse conformément au procédé de tissage d’une structure fibreuse selon l’invention, - mise en forme de la structure fibreuse pour former une préforme fibreuse de l’aube à fabriquer, - densification de la préforme fibreuse. La est une vue schématique illustrant le tissage tridimensionnel d'une structure fibreuse pour la fabrication d'une aube de moteur aéronautique conformément à un mode de réalisation de l'invention, Les figures 2A à 2D représentent, suivant la coupe II-II sur la , les différents plans successifs d'armure de tissage d’une portion de la structure fibreuse de la destinée à former une partie du bord d’attaque de l’aube, Les figures 3A à 3D représentent, suivant la coupe III-III sur la , les différents plans successifs d'armure de tissage d’une portion de la structure fibreuse de la destinée à former une partie du bord de fuite de l’aube, La est une vue schématique en perspective d’une préforme fibreuse d’aube issue de la structure fibreuse de la , La est une vue schématique en perspective d’une aube en matériau composite obtenue par densification par une matrice de la préforme de la . Texture fibreuse (200) destinée à former le renfort fibreux d’une aube (10) de turbomachine en matériau composite comprenant un renfort fibreux densifié par une matrice, la texture étant en une seule pièce et présentant un tissage tridimensionnel ou multicouche entre une première pluralité de couches de fils (201) ou torons s’étendant selon une direction longitudinale (D L ) et une deuxième pluralité de couches de fils (202) ou torons s’étendant selon une direction transversale (D T ), la texture comprenant une partie de pale d’aube (205) s’étendant selon la direction transversale entre un premier bord (205a) correspondant à un bord d’attaque (105a) de l’aube et un deuxième bord (205b) correspondant à un bord de fuite (105b) de l’aube, ladite texture comprenant une première partie (212) avec au moins trois couches de fils de la première pluralité de fils et au moins trois couches de fils de la deuxième pluralité de fils, caractérisée en ce qu’elle comprend en outre au moins une deuxième partie (210, 211) présente au niveau du premier ou deuxième bord (205a, 205b) de la partie de pale d’aube (205) de la texture fibreuse (200), la deuxième partie comportant seulement deux couches de fils de la première pluralité de fils (201) et deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils (202), des fils (201 1 , 201 2 , 201 3 , 201 4 ) des deux couches de fils de la première pluralité de fils (201) liant des fils de la deuxième pluralité de fils (202) sur les deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils suivant une fréquence de liage déterminée. Texture fibreuse selon la revendication 1, comprenant une deuxième partie (210) présente au niveau du premier bord (205a) de la partie de pale d’aube (205) de la texture fibreuse, la deuxième partie comportant seulement deux couches de fils de la première pluralité de fils (201) et deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils (202), des fils (201 1 , 201 2 ) des deux couches de fils de la première pluralité de fils liant des fils de la deuxième pluralité de fils sur les deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils suivant une première fréquence de liage déterminée et une troisième partie (211) présente au niveau du deuxième bord (205b) de la partie de pale d’aube (205) de la texture fibreuse, la troisième partie comportant seulement deux couches de fils de la première pluralité de fils (201) et deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils (202), des fils (201 3 , 201 4 ) des deux couches de fils de la première pluralité de fils liant des fils de la deuxième pluralité de fils sur les deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils suivant une deuxième fréquence de liage, la deuxième partie (210) présentant une première densité en fils de la deuxième pluralité de fils (202) et la troisième partie présentant une deuxième densité en fils de la deuxième pluralité de fils supérieure à la première densité, la première fréquence de liage étant supérieure à la deuxième fréquence de liage. Texture fibreuse selon la revendication 2, dans laquelle chaque fil de la première pluralité de fils (201) lie des fils de la deuxième pluralité de fils (202) suivant une armure de type multi-toile dans la deuxième partie et suivant une armure de type multi-satin dans la troisième partie. Texture fibreuse selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle ladite au moins une deuxième partie comprend une première zone présentant une première densité en fils de la deuxième pluralité de fils et une deuxième zone présentant une deuxième densité en fils de la deuxième pluralité supérieure à la première densité, la fréquence de liage dans la première zone étant supérieure à la fréquence de liage dans la deuxième zone. Texture fibreuse selon la revendication 4, dans laquelle chaque fil de la première pluralité de fils lie des fils de la deuxième pluralité de fils suivant une armure de type multi-toile dans la première zone et suivant une armure de type multi-satin dans la deuxième zone. Aube en matériau composite (10) comprenant un renfort fibreux densifié par une matrice, l’aube s’étendant suivant une direction longitudinale (D L ) entre une portion de pied ou portion inférieure (103) et un sommet d’aube ou une portion supérieure (105e) et, suivant une direction transversale (D T ), entre un bord d’attaque (105a) et un bord de fuite (105b), caractérisée en ce que le renfort fibreux du corps d’aube est constituée par une texture fibreuse selon l’une quelconque des revendications 1 à 5. Procédé de tissage d’une structure fibreuse (200) destinée à former le renfort fibreux d’une aube en matériau composite comprenant un renfort fibreux densifié par une matrice, la structure fibreuse étant tissée en une seule pièce par tissage tridimensionnel ou multicouche entre une première pluralité de couches de fils ou torons (201) s’étendant selon une direction longitudinale (D L ) et une deuxième pluralité de couches de fils ou torons (202) s’étendant selon une direction transversale (D T ), la texture comprenant une partie de pale d’aube (205) s’étendant selon la direction transversale entre un premier bord (205a) correspondant à un bord d’attaque (105a) de l’aube et un deuxième bord (205b) correspondant à un bord de fuite (105b) de l’aube, le procédé comprenant le tissage d’une première partie (212) avec au moins trois couches de fils de la première pluralité de fils (201) et au moins trois couches de fils de la deuxième pluralité de fils (202), caractérisé en ce qu’il comprend en outre le tissage d’au moins une deuxième partie (201, 211) présente au niveau du premier ou deuxième bord (205a, 205b) de la partie de pale d’aube de la texture fibreuse, la deuxième partie comportant seulement deux couches de fils de la première pluralité de fils (201) et deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils (202), des fils (201 1 , 201 2 , 201 3 , 201 4 ) des deux couches de fils de la première pluralité de fils liant des fils de la deuxième pluralité de fils sur les deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils suivant une fréquence de liage déterminée. Procédé selon la revendication 7, comprenant le tissage d’une deuxième partie (210) présente au niveau du premier bord (205a) de la partie de pale d’aube (205) de la texture fibreuse, la deuxième partie comportant seulement deux couches de fils de la première pluralité de fils (201) et deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils (202), des fils (201 1 , 201 2 ) des deux couches de fils de la première pluralité de fils liant des fils de la deuxième pluralité de fils sur les deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils suivant une première fréquence de liage déterminée et une troisième partie (211) présente au niveau du deuxième bord (205b) de la partie de pale d’aube (205) de la texture fibreuse, la troisième partie comportant seulement deux couches de fils de la première pluralité de fils (201) et deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils (202), des fils (201 3 , 201 4 ) des deux couches de fils de la première pluralité de fils liant des fils de la deuxième pluralité de fils sur les deux couches de fils de la deuxième pluralité de fils suivant une deuxième fréquence de liage, la deuxième partie (210) présentant une première densité en fils de la deuxième pluralité de fils (202) et la troisième partie présentant une deuxième densité en fils de la deuxième pluralité de fils supérieure à la première densité, la première fréquence de liage étant supérieure à la deuxième fréquence de liage. Procédé selon la revendication 8, dans lequel chaque fil de la première pluralité de fils lie des fils de la deuxième pluralité de fils suivant une armure de type multi-toile dans la deuxième partie et suivant une armure de type multi-satin dans la troisième partie. Procédé selon la revendication 8 ou 9, dans lequel ladite au moins une deuxième partie comprend une première zone présentant une première densité en fils de la deuxième pluralité de fils et une deuxième zone présentant une deuxième densité en fils de la deuxième pluralité supérieure à la première densité, la fréquence de liage dans la première zone étant supérieure à la fréquence de liage dans la deuxième zone. Procédé selon la revendication 10, dans lequel chaque fil de la première pluralité de fils lie des fils de la deuxième pluralité de fils suivant une armure de type multi-toile dans la première zone et suivant une armure de type multi-satin dans la deuxième zone. Procédé de fabrication d’une aube (10) en matériau composite comprenant les étapes suivantes: - réalisation d’une structure fibreuse (200) conformément au procédé de tissage d’une structure fibreuse selon l’une quelconque des revendications 7 à 11, - mise en forme de la structure fibreuse pour former une préforme fibreuse 300 de l’aube à fabriquer, - densification de la préforme fibreuse.