Brevet FR3129870A1 — publié le 20230609

Dispositif de contrôle du compactage d’un drapage de matériau composite et système de fabrication d’une pièce composite utilisant un tel dispositif Un aspect de l’invention concerne un dispositif de contrôle (120) du compactage d’un drapage d’un matériau composite (150) dans un moule de drapage (160), pour la fabrication d’une pièce composite, au moyen d’une vessie de compactage (140), ledit dispositif de contrôle comportant au moins : - une unité (121) de mesure du compactage du drapage du matériau composite (150) appliquant, à l’intérieur de la vessie (140), une dépression d’une valeur de vide prédéfinie, pendant une durée d’application prédéfinie, et - une unité (122) de contrôle de l’étanchéité de la vessie (140) contrôlant automatiquement un état de la vessie. Un autre aspect de l’invention concerne un système (100) de fabrication d’une pièce aéronautique composite comportant un réseau de vide (110), un moule (160) de drapage du matériau composite (150), une vessie de compactage (140) et le dispositif de contrôle (120) monté entre le réseau de vide (110) et la vessie de compactage (140). Figure à publier avec l’abrégé : Figure 1 Dispositif de contrôle du compactage d’un drapage de matériau composite et système de fabrication d’une pièce composite utilisant un tel dispositif DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION La présente invention concerne un dispositif de contrôle du compactage d’un drapage de matériau composite pour la fabrication d’une pièce composite. Elle concerne également un système de fabrication d’une pièce composite utilisant ce dispositif de contrôle. L’invention trouve des applications dans le domaine de la fabrication de pièces en matériau composite et, en particulier, dans le domaine de l’aéronautique pour la fabrication de pièces composites aéronautiques tels que les capots de moteurs. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION Les pièces en matériau composite, appelées aussi pièces composites, sont généralement réalisées en interposant une âme, sous forme de structure alvéolée ou de mousse, entre deux peaux en fibres. En aéronautique, les pièces composites, comme les capots de moteurs, sont généralement formées à partir de matériaux composites de type sandwich dont les peaux sont en fibres de carbone orientées, pré-imprégnées d’une résine thermodurcissable. La pièce composite est tout d’abord formée en drapant le matériau composite dans un moule de drapage, de forme prédéfinie, avant d’être cuite afin de durcir dans la forme prédéfinie du moule. En aéronautique, certaines pièces composites ont des géométries complexes, qui peuvent engendrer des plis lors du drapage dans le moule. Or, ces plis peuvent être dommageables pour la qualité des pièces composites car ils fragilisent leurs structures. Pour éviter toute plissure, ou pli, au niveau du drapage du matériau composite, il est connu de procéder à un compactage dudit drapage au fur et à mesure de l’empilement des couches du matériau composite. Ce compactage permet d’aplanir les éventuels plis et lisser le drapage. Le compactage est généralement réalisé au moyen d’un sac, appelé aussi vessie, apposé sur le drapage et dans lequel règne une pression négative, appelée dépression ou vide. La vessie, soumise à la dépression, épouse la forme du moule de drapage – appelé plus simplement moule - et soumet le drapage à une force de compression uniforme qui aplanit tout éventuel pli. Pour générer une dépression dans la vessie, cette dernière est généralement connectée à un réseau de vide qui assure, dans un premier temps, l’aspiration de l’air présent dans ladite vessie puis, dans un second temps, la mise en dépression de ladite vessie. Cette dépression est appliquée à la vessie avec une valeur de pression prédéfinie, pendant une durée d’application prédéfinie. Le procédé de compactage actuel est donc mis en œuvre par un opérateur de la façon suivante : l’opérateur connecte la vessie à un réseau de vide, capé à une valeur dépressionnaire prédéterminée, par dépression, l’air excédentaire au sein de la vessie est aspiré par le réseau de vide, une fois l’air excédentaire de la vessie aspiré, l’opérateur maintient la connexion de la vessie sur le réseau de vide pendant une durée d’application prédéfinie, puis à la fin de la durée d’application, l’opérateur ouvre la vessie et la déconnecte du réseau de vide. En pratique, il est considéré que le niveau de qualité requis pour la pièce composite, avant cuisson, est atteint dès que la durée d’application prédéfinie est terminée. Le compactage est alors considéré comme terminé et la pièce composite peut être mise en cuisson. Cependant, rien ne prouve que la valeur dépressionnaire prédéfinie ait bien été appliquée, et ce de manière homogène sur l’ensemble de la pièce composite, ni que la durée d’application prédéfinie ait bien été respectée. Seul un opérateur expérimenté peut, à la fin du procédé de compactage, voir visuellement si le compactage est conforme au niveau de qualité requis. Or, tous les opérateurs ne sont pas suffisamment expérimentés pour déterminer visuellement le niveau de qualité d’une pièce composite compactée. Il peut, en effet, arriver que la vessie n’adhère pas totalement au moule, par exemple si la vessie est trouée ou lorsque la forme de la vessie est complexe (si la forme du moule est complexe, alors la forme de la vessie est également complexe) avec de possibles accidents de forme engendrant une mauvaise adhésion de la vessie au moule. Une procédure manuelle existe, consistant à débrancher le dispositif de vide au niveau des connecteurs vessie et à y brancher un manomètre de vide. L’opérateur peut alors « lire » la valeur de vide dans la vessie et éventuellement détecter une fuite en cas de variation de la valeur, sans garantie de détection et encore moins de caractérisation. Pareillement, cette lecture est laissée à l’appréciation de l’opérateur (niveau acceptable, temps de mesure, etc…). Il existe donc un réel besoin d’un dispositif permettant de contrôler, indépendamment de l’expérience de l’opérateur, le compactage du drapage afin d’être assuré que le niveau de qualité requis avant cuisson pour la pièce composite est atteint. Pour répondre aux problèmes évoqués ci-dessus de manque de contrôle du niveau de qualité avant cuisson d’une pièce composite, le demandeur propose un dispositif de contrôle du compactage du drapage, automatique, indépendant de l’opérateur, et prenant en compte les dimensions de la vessie. Selon un premier aspect, l’invention concerne un dispositif de contrôle du compactage d’un drapage d’un matériau composite dans un moule de drapage, pour la fabrication d’une pièce composite, au moyen d’une vessie de compactage, ledit dispositif de contrôle comportant au moins : une unité de mesure du compactage du drapage du matériau composite appliquant, à l’intérieur de la vessie, une dépression d’une valeur de vide prédéfinie, pendant une durée d’application prédéfinie, et une unité de contrôle de l’étanchéité de la vessie contrôlant automatiquement un état de la vessie. Ce dispositif de contrôle permet, d’une part, d’assurer automatiquement le compactage du drapage à un niveau de pression adapté et pendant une durée d’application prédéfinie et, d’autre part, de s’assurer que le niveau de pression requis est resté régulier pendant toute la durée d’application prédéfinie. Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, le dispositif de contrôle de compactage du drapage selon un aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : l’unité de mesure du compactage et l’unité de contrôle de l’étanchéité mettent en œuvre des paramètres enregistrés dans une fiche de paramétrage configurée pour chaque pièce composite. la fiche de paramétrage comporte un paramètre de nombre de cycles de compactage à appliquer, un paramètre de nombre de cycles de contrôle de l’étanchéité à appliquer, une durée test prédéfinie, un paramètre de tolérance du niveau de pression et/ou un paramètre de pertes de pression. il comporte une unité d’impression d’une étiquette de traçabilité. il comporte une unité d’auto-diagnostique d’un état de santé interne dudit dispositif de contrôle. il est monté dans un boîtier transportable. Un autre aspect de l’invention concerne un système de fabrication d’une pièce aéronautique composite comportant un réseau de vide, un moule de drapage du matériau composite et une vessie de compactage. Ce système est caractérisé par le fait qu’il comporte au moins un dispositif de contrôle tel que décrit ci-dessus, monté entre le réseau de vide et la vessie de compactage. Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, le système de fabrication d’une pièce composite peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : il comporte un premier ensemble de connexion connecté entre le réseau de vide et le dispositif de contrôle pour transmettre une force d’aspiration audit dispositif de contrôle. Il comporte un deuxième ensemble de connexion assurant une liaison entre le dispositif de contrôle et des bouches d’aspiration logées dans la vessie. il comporte un troisième ensemble de connexion connecté entre le dispositif de contrôle et des connecteurs de vide logés dans la vessie. il comporte plusieurs dispositifs de contrôle tels que définis ci-dessus et la fiche de paramétrage est enregistrée sur un dispositif informatique distant auquel chacun des dispositif de contrôle a accès. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, illustrée par les figures dans lesquelles : La représente une vue schématique du système de fabrication d’une pièce composite selon l’invention ; La représente un exemple du niveau de pression dans une vessie du système de fabrication de la pendant un cycle de compactage ; La représente un exemple du niveau de pression dans une vessie du système de fabrication de la pendant un cycle de contrôle de l’étanchéité ; et La représente une vue schématique de face d’un exemple d’écran du dispositif de contrôle du compactage selon l’invention. Dispositif de contrôle (120) du compactage d’un drapage d’un matériau composite (150) dans un moule de drapage (160), pour la fabrication d’une pièce composite, au moyen d’une vessie de compactage (140), ledit dispositif de contrôle comportant au moins : une unité (121) de mesure du compactage du drapage du matériau composite (150) appliquant, à l’intérieur de la vessie (140), une dépression d’une valeur de vide prédéfinie, pendant une durée d’application prédéfinie, et une unité (122) de contrôle de l’étanchéité de la vessie (140) contrôlant automatiquement un état de la vessie. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’unité (121) de mesure du compactage et l’unité (122) de contrôle de l’étanchéité mettent en œuvre des paramètres enregistrés dans une fiche de paramétrage (170) configurée pour chaque pièce composite. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la fiche de paramétrage (170) comporte un paramètre de valeur de vide, un paramètre de durée d’application, un paramètre de nombre de cycles de compactage à appliquer, un paramètre de nombre de cycles de contrôle de l’étanchéité à appliquer, un paramètre de durée test, un paramètre de tolérance du niveau de pression et/ou un paramètre de pertes de pression. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’il comporte une unité (123c) d’impression d’une étiquette de traçabilité. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’il comporte une unité (123e) d’auto-diagnostique d’un état de santé interne dudit dispositif de contrôle. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il est monté dans un boîtier transportable. Système (100) de fabrication d’une pièce aéronautique composite comportant un réseau de vide (110), un moule (160) de drapage du matériau composite (150) et une vessie de compactage (140), caractérisé en ce qu’il comporte au moins un dispositif de contrôle (120) selon l’une quelconque des revendications précédentes, monté entre le réseau de vide (110) et la vessie de compactage (140). Système selon la revendication 7, caractérisé en ce qu’il comporte un premier ensemble de connexion (115) connecté entre le réseau de vide (110) et le dispositif de contrôle (120) pour transmettre une force d’aspiration audit dispositif de contrôle. Système selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu’il comporte un deuxième ensemble de connexion (145) assurant une liaison entre le dispositif de contrôle (120) et des bouches d’aspiration (141, 142) logées dans la vessie (140). Système selon l’une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu’il comporte un troisième ensemble de connexion (125) connecté entre le dispositif de contrôle (120) et des connecteurs de vide (146, 147) logés dans la vessie (140). Système selon l’une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce qu’il comporte plusieurs dispositifs de contrôle (120) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 et en ce que la fiche de paramétrage (170) est enregistrée sur un dispositif informatique distant auquel chacun des dispositifs de contrôle a accès.