Brevet FR3135647A1 — publié le 20231124

L’invention concerne un procédé de fabrication d’une pièce (120) en matériau composite à matrice organique pour une turbomachine (100), notamment d’aéronef, comprenant : - la réalisation d’une préforme (125) tissée de fibres, le placement de la préforme tissée dans un moule et l’imprégnation de la préforme tissée par une résine (126) ; et - avant imprégnation de la préforme tissée par la résine, la pose dans une zone de la préforme tissée d’un support d’identification (140) formé par une superposition d’au moins un pli (142) de fibres de verre pré-imprégné et d’une étiquette (144) comportant des informations relatives à la pièce composite à matrice organique. Figure pour l'abrégé : Figure 4 PROCÉDÉ DE FABRICATION D’UNE PIÈCE EN MATÉRIAU COMPOSITE AVEC MARQUAGE INTÉGRÉ ET PIÈCE COMPOSITE AINSI OBTENUE Domaine technique de l'invention L’invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce en matériau composite et notamment au marquage d'une telle pièce. Elle concerne plus particulièrement le marquage d'une pièce composite comportant une préforme tissée imprégnée et enrobée de résine durcie. Arrière-plan technique Dans l'industrie aéronautique, il est nécessaire de procéder à un marquage de certaines pièces, au moins pour assurer et faciliter leur identification et leur traçabilité. Autrefois, on utilisait beaucoup le marquage de type « code barre », par exemple au moyen d'une simple étiquette autocollante appliquée directement sur la pièce. Un tel système rudimentaire présente l’inconvénient que l'étiquette peut se décoller ou être endommagée, compromettant au moins la traçabilité à moyen terme ou à long terme. Par ailleurs, le nombre d'informations qu'il est possible d'associer à la pièce est assez limité. Actuellement, l’identification des pièces composites pour turbomachine, notamment d’aéronef, telles que les aubes et pièces de carter, est effectuée par étiquetage en coton. La représente une vue éclatée d’une telle pièce étiquetée 10. Après fabrication de la pièce 2 en matériau composite à matrice organique (CMO), une étiquette en coton 14 est collée sur la dite pièce par application d’une première couche de vernis 12 sur la pièce puis une second couche de vernis sur l’étiquette en coton 14. L’étiquetage est réalisé manuellement et ajoute une étape supplémentaire à la production de la pièce et donc un surcoût supplémentaire à la pièce finale. D’une part, certains des vernis utilisés présentent une certaine dangerosité/toxicité et vont être interdits d’utilisation dans les prochaines années notamment du fait de l’introduction de la réglementation REACH (règlement européen n°1907/2006) pour sécuriser la fabrication et l'utilisation des substances chimiques dans l'industrie européenne. D’autre part, cette technique d’étiquetage peut présenter quelques inconvénients en fonctionnement moteur, soit par une usure prématurée de la couche de vernis, induisant alors une illisibilité de l’étiquette et donc la perte de toute ou partie de l’information sur la pièce, soit par un écaillage du vernis, provoquant des particules possiblement ingérables par le moteur et allant user d’autres pièces. En outre, l’étiquetage d’une pièce en matériau composite à matrice organique (CMO) est soumis à différentes difficultés de conception telles que la durabilité de l’étiquette, sa résistance aux produits chimiques et à son environnement (UV, poussières…), sa compatibilité avec les différentes matières de la pièce et/ou de l’assemblage des pièces, ses compatibilités vis-à-vis du procédé de fabrication de la pièce (cycle thermique, pression, maniabilité, etc.) et son imprimabilité, sa lisibilité, sa légèreté, son épaisseur. De plus, l’étiquetage est également lié aux contraintes liées à l’état de surface de la pièce, notamment l’emplacement dans ou hors flux air froid/chaud, les contraintes extérieures (air salin, air pollué, etc.). Ainsi, il existe un besoin pour une nouvelle méthode d’étiquetage performante permettant d’assurer la traçabilité des pièces étiquetées auprès des autorités de certification durant toute l’exploitation de la pièce. L’étiquetage est d’autant plus important que la gravure est impossible sur une pièce en matériau composite puisqu’il n’est pas question d’endommager, d’entailler, de fissurer, etc. la pièce devant être étiquetée. L’invention a pour objectif de proposer une solution permettant de remédier à au moins certains de ces inconvénients. En particulier, la présente invention propose un procédé de fabrication d’une pièce en matériau composite à matrice organique (CMO), notamment dans un matériau composite tissé 3D ayant un support d’identification intégré. L’invention concerne un procédé de fabrication d’une pièce en matériau composite à matrice organique pour une turbomachine, notamment d’aéronef, comprenant : - la réalisation d’une préforme tissée de fibres, le placement de la préforme tissée dans un moule et l’imprégnation de la préforme tissée par une résine ; et - avant imprégnation de la préforme tissée par la résine, la pose dans une zone de la préforme tissée d’un support d’identification formé par une superposition d’au moins un pli de fibres de verre pré-imprégné et d’une étiquette comportant des informations relatives à la pièce composite à matrice organique. Ainsi, l’invention propose un nouveau procédé pour intégrer une étiquette à la pièce à étiqueter durant la fabrication de celle-ci. L’invention permet ainsi d’intégrer une étiquette à la pièce sans nécessiter d’étape spécifique supplémentaire pour installer l’étiquette puisque son intégration est prévue pendant la fabrication de la pièce, avant l’injection de la résine dans le moule de fabrication de la pièce. L’étiquette étant recouverte par la résine dans la pièce finie, il n’y a pas de risque de décollement de celle-ci pendant le fonctionnement de la turbomachine. Les matériaux du support d’identification sont adaptés pour ne pas affecter la résine et la polymérisation de celle-ci, être stables thermiquement pendant la cuisson éventuelle de la préforme imprégnée de résine et/ou la réaction exothermique de polymérisation de la résine, ne pas perturber le tissage, ne pas gêner la fermeture du moule de fabrication de l’aube, et ne pas être trop encombrante. Par exemple, le procédé s'applique avantageusement pour la fabrication d'une aube d’une turbomachine, notamment une aube de soufflante, ou un carter d’une turbomachine, notamment un carter de soufflante. Le procédé de fabrication selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou en combinaison les unes avec les autres, selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - au moins un pli de fibres de verre pré-imprégné est posé directement sur la préforme tissée ; - l’ensemble comporte au moins deux plis de fibres de verre pré-imprégnés, l’étiquette étant agencée entre au moins deux plis de fibres de verre pré-imprégnés ; - la préforme tissée est pré-imprégnée et formée d’un tissu de fibres de verre et d’une résine époxyde ; - l’étiquette est constituée d’un tissu de coton dont le grammage est compris entre 80 et 120 g.m -2 ; - les informations relatives à la pièce sont imprimées sur le tissu de coton, par exemple sous forme de caractères alphanumériques et/ou de QR-code et/ou de code barre ; - l’étiquette comporte une puce RFID comprenant une mémoire stockant les informations relatives à la pièce composite à matrice organique ; - le procédé de fabrication comprenant après l’injection de la résine, une étape de polymérisation de la résine par chauffage ou par étuvage ou par décapage thermique ; - la pièce en matériau composite à matrice organique est une aube de turbomachine, notamment une aube de soufflante de turbomachine, ou une pièce de carter de turbomachine, notamment de carter de soufflante de turbomachine. L’invention concerne également une pièce en matériau composite à matrice organique pour une turbomachine, notamment d’aéronef, comprenant un ensemble formé d’une préforme tissée de fibres et d’une superposition dans une zone de la préforme d’au moins un pli de fibres de verre et d’une étiquette comportant des informations relatives à la pièce, l’ensemble étant densifié par une résine. L’invention concerne également un procédé de réparation d’une telle pièce composite à matrice organique, comprenant : - le retrait de l’étiquette de la zone de la préforme de la pièce ; - la pose d’une autre étiquette non densifiée sur la zone de la préforme de la pièce ; - l’imprégnation par une résine puis la densification de la préforme de la pièce et de l’autre étiquette. Avantageusement, le retrait comporte l’arrachement de l’étiquette. Brève description des figures L’invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages apparaîtront encore à la lecture de la description détaillée qui suit comprenant des modes de réalisation, donnés à titre illustratif en référence avec les figures annexées et présentées en tant qu’exemples non limitatifs, qui pourront servir à compléter la compréhension de la présente invention et l’exposé de sa réalisation et, le cas échéant, contribuer à sa définition, sur lesquelles : la , déjà décrite, est une représentation schématique en coupe d’une pièce étiquetée selon l’art antérieur ; la est une représentation schématique en coupe longitudinale d’une turbomachine comprenant des pièces auxquelles s’applique l’invention ; la est une représentation schématique d’une aube, notamment de soufflante, avec un support d’identification selon l’invention ; la est une représentation schématique en coupe d’une pièce étiquetée selon l’invention ; la est une représentation schématique en coupe d’une pièce étiquetée selon un autre mode de réalisation de l’invention ; la est une représentation schématique du support d’identification de la ; la est une représentation schématique d’une étape de lecture de l’étiquette d’un support d’identification d’un carter de soufflante d’une turbomachine ; la représente un ordinogramme d’un procédé de fabrication d’une pièce composite selon l’invention ; et la est une représentation schématique d’un morceau de structure fibreuse tissée d’une préforme sur laquelle est positionné un support d’identification. Les éléments ayant les mêmes fonctions dans les différentes mises en œuvre ont les mêmes références dans les figures. Procédé de fabrication d’une pièce (120 ; 130) en matériau composite à matrice organique pour une turbomachine (100), notamment d’aéronef, comprenant : - la réalisation d’une préforme (125) tissée de fibres, le placement de la préforme tissée dans un moule et l’imprégnation de la préforme tissée par une résine (126) ; et - avant imprégnation de la préforme tissée par la résine, la pose dans une zone de la préforme tissée d’un support d’identification (140) formé par une superposition d’au moins un pli (142) de fibres de verre pré-imprégné et d’une étiquette (144) comportant des informations relatives à la pièce composite à matrice organique. Procédé de fabrication selon la revendication 1, dans lequel au moins un pli (142) de fibres de verre pré-imprégné est posé directement sur la préforme (125) tissée. Procédé de fabrication selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’ensemble (140) comporte au moins deux plis (142) de fibres de verre pré-imprégnés, l’étiquette (144) étant agencée entre au moins deux plis de fibres de verre pré-imprégnés. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la préforme (125) tissée est pré-imprégnée et formée d’un tissu (127) de fibres de verre et d’une résine époxyde. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’étiquette (144) est constituée d’un tissu de coton dont le grammage est compris entre 80 et 120 g.m -2 . Procédé de fabrication selon la revendication précédente, dans lequel les informations relatives à la pièce (120, 130) sont imprimées sur le tissu de coton, par exemple sous forme de caractères alphanumériques et/ou de QR-code (148) et/ou de code barre. Procédé de fabrication selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel l’étiquette (144) comporte une puce RFID comprenant une mémoire stockant les informations relatives à la pièce composite à matrice organique. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant après l’injection de la résine, une étape de polymérisation de la résine par chauffage ou par étuvage ou par décapage thermique. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la pièce en matériau composite à matrice organique est une aube (120) de turbomachine, notamment une aube de soufflante de turbomachine, ou une pièce de carter (130) de turbomachine, notamment de carter de soufflante de turbomachine. Pièce en matériau composite à matrice organique pour une turbomachine, notamment d’aéronef, comprenant un ensemble formé d’une préforme tissée de fibres et d’une superposition dans une zone de la préforme d’au moins un pli de fibres de verre et d’une étiquette comportant des informations relatives à la pièce, l’ensemble étant densifié par une résine. Procédé de réparation d’une pièce composite à matrice organique, selon la revendication précédente, comprenant : - le retrait de l’étiquette de la zone de la préforme de la pièce ; - la pose d’une autre étiquette non densifiée sur la zone de la préforme de la pièce ; - l’imprégnation par une résine puis la densification de la préforme de la pièce et de l’autre étiquette. Procédé de réparation selon la revendication 11, dans lequel le retrait comporte l’arrachement de l’étiquette.