Brevet FR3144535A1 — publié le 20240705

Procédé de fabrication d’une pièce en matériau composite pour véhicule automobile et pièce de matériau textile pour mettre en œuvre ledit procédé de fabrication. L’invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce en matériau composite pour véhicule automobile. Selon l’invention, le procédé comprend les étapes suivantes visant à : - collecter (étape E1) un ensemble de chutes de textiles issues d’une fin de cycle d’utilisation d’un matériau textile, - mettre en forme (étape E2) ledit ensemble de chutes de textiles collectées, - rigidifier (étape E3) ledit ensemble de chutes de textiles mises en forme. L’invention concerne également une pièce de matériau textile pour la mise en œuvre dudit procédé de fabrication, comportant selon l’invention un ensemble de fils thermofusibles. Figure 1 Procédé de fabrication d’une pièce en matériau composite pour véhicule automobile et pièce de matériau textile pour mettre en œuvre ledit procédé de fabrication L'invention a trait au domaine des véhicules automobiles et concerne plus particulièrement un procédé de fabrication d’une pièce en matériau composite pour véhicule automobile et une pièce de matériau textile pour mettre en œuvre ledit procédé de fabrication. Un véhicule automobile comporte un ensemble de pièces en matériau composite, ces pièces pouvant être à finalité esthétique ou structurelle. Les procédés de fabrication d’une telle pièce en matériau composite connus de l’art antérieur comportent une première étape d’approvisionnement ou de confection d’une pièce de matériau textile, tissé ou non tissé, formée de fibres de renfort. La pièce de matériau textile peut être pré-imprégnée d'une matrice, par exemple thermodurcissable ou thermoplastique, avant d’être insérée dans un moule dans lequel la pièce en matériau composite est destinée à être formée. En variante, il est connu de ne pas pré-imprégner d'une matrice la pièce de textile avant de l’introduire dans le moule dans lequel la pièce en matériau composite est destinée à être formée, le matériau thermodurcissable étant introduit dans le moule avant chauffage et mise en compression de l’ensemble. Dans un cas comme dans l’autre, le procédé de fabrication nécessite une étape d’approvisionnement ou de fabrication de la matière première, constituée par la pièce de textile. Cette étape d’approvisionnement ou de fabrication de la matière première constituée par la pièce de matériau textile est consommatrice d’énergie. Aussi, l’impact carbone engendré par l’approvisionnement ou par la fabrication de la matière première constituée par la pièce de matériau textile est élevé. Enfin, le coût de la matière première est relativement important. La présente invention vise à surmonter les inconvénients précités, et concerne pour ce faire un procédé de fabrication d'une pièce en matériau composite pour véhicule automobile, remarquable en ce qu’il comprend les étapes suivantes visant à : - collecter un ensemble de chutes de textiles issues d’une fin de cycle d’utilisation d’un matériau textile, - mettre en forme ledit ensemble de chutes de textiles collectées, - rigidifier ledit ensemble de chutes de textiles mises en forme. Le procédé de fabrication objet de la présente invention vise à mettre en forme des chutes de textiles récupérées en fin de cycle d’utilisation d’un matériau textile, afin de générer des pièces de décors ou des pièces partiellement structurelles pouvant être utilisées aussi bien à l’intérieur qu’à l’extérieur d’un véhicule automobile. Ainsi, la consommation d’énergie nécessaire pour fabriquer une pièce par le procédé de l’invention est diminuée par rapport à l’art antérieur, la matière première étant composée de pièces de textiles recyclées. De plus, grâce au procédé de la présente invention, le coût d’approvisionnement en matière première est réduit par rapport à l’art antérieur. Aussi, le fait de recycler les chutes de textiles issues des lignes de production de l’industrie automobile et d’autres industries permet avantageusement de réduire le volume de déchets issus de ces lignes de production. Selon des caractéristiques optionnelles du procédé de fabrication selon l’invention : - ledit ensemble de chutes de textiles comportent un ensemble de fils thermofusibles ; - l’étape visant à rigidifier (étape E3) ledit ensemble de chutes de textiles est obtenue par thermocompression dudit ensemble de chutes de textiles mises en forme ; - un film plastique est agencé de part et d’autre dudit ensemble de chutes de textiles lors de l’étape de thermocompression dudit ensemble de chutes de textiles mises en forme ; - l’étape visant à rigidifier (étape E3) ledit ensemble de chutes de textiles est obtenue par surmoulage dudit ensemble de chutes de textiles mises en forme, ledit surmoulage étant réalisé par injection sur l’une des faces dudit ensemble de chutes de textiles d’une matière liquide plastique ; - ladite matière liquide plastique comprend de l’acrylonitrile butadiène styrène mélangé à du polycarbonate, et/ou du polypropylène et/ou des fibres de polypropylène ; - un film plastique est agencé sur la face dudit ensemble de chutes de textiles opposée à celle sur laquelle ladite matière liquide plastique est injectée ; - ledit ensemble de chutes de textiles comporte du polyester et/ou du polyéthylène téréphtalate ; - le procédé de fabrication comporte une étape supplémentaire postérieure à l’étape visant à collecter (étape E1) ledit ensemble de chutes de textiles et antérieure à l’étape visant à mettre en forme (étape E2) ledit ensemble de chutes de textiles collectées, ladite étape supplémentaire visant à déstructurer au moins en partie ledit ensemble de chutes de textiles collectées. L’invention concerne aussi une pièce de matériau textile pour la mise en œuvre du procédé de fabrication selon l’invention, remarquable en ce qu’elle comporte un ensemble de fils thermofusibles. D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : illustre les étapes du procédé de fabrication d’une pièce en matériau composite selon l’invention. montre la mise en œuvre du procédé de fabrication selon un premier mode de réalisation de l’invention. montre une variante d’exécution du premier mode de réalisation du procédé de fabrication de l’invention. montre la mise en œuvre du procédé de fabrication selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. montre une variante d’exécution du deuxième mode de réalisation du procédé de fabrication de l’invention. Dans la suite de la description, des éléments présentant une structure identique ou des fonctions analogues sont désignés par une même référence. On se réfère à la à laquelle on a illustré les étapes du procédé de fabrication d’une pièce en matériau composite selon l’invention. Le procédé de fabrication selon l’invention comporte une étape E1 de constitution de la matière première, visant à collecter des chutes de textiles en fin de cycle d’utilisation d’un matériau textile, textile pouvant par exemple être utilisé pour réaliser des sièges du véhicule automobile. La fin d’un cycle d’utilisation d’un matériau textile peut, par exemple, correspondre à la fin d’un processus de production d’une pièce comportant du textile, ou à la fin de vie d’une pièce comportant du textile. En variante, les chutes de textiles peuvent être issues de la production de textile d’autres industries, par exemple l’industrie de la mode ou l’industrie aéronautique. Le matériau textile utilisé en tant que matière première dans le cadre du procédé de l’invention peut comporter par exemple du polyester (PES) et/ou du polyéthylène téréphtalate (PET). En variante, le matériau textile utilisé en tant que matière première dans le procédé de l’invention peut comporter, en complément du polyester et/ou du polyéthylène téréphtalate, un ensemble de fils thermofusibles. Selon une disposition de l’invention, lorsque le matériau textile comporte un ensemble de fils thermofusibles, les fils thermofusibles sont intégrés dans le matériau textile dès la fabrication du matériau textile. Les fils thermofusibles restent neutres tout au long du cycle d’utilisation du matériau textile compte tenu du fait qu’aucune mise en forme avec chauffe n’est pratiquée tant que le procédé de l’invention n’est pas mis en œuvre. Ainsi, la pièce de matériau textile est avantageusement conçue lors de sa fabrication pour être recyclé, c’est-à-dire qu’il comprend lors de sa fabrication l’ensemble de fils thermofusibles. Lorsque l’étape E1 de collecte des chutes de textiles est terminée, les chutes de textiles peuvent être utilisées dans la suite du procédé de fabrication de l’invention directement dans la forme selon laquelle elles sont récupérées. En variante, les chutes de textiles récupérées lors de l’étape E1 peuvent être partiellement ou totalement déstructurées, notamment par découpage, avant d’être utilisées dans la suite du procédé de fabrication. Le fait de déstructurer les chutes de textiles permet notamment de conférer à la pièce issue du procédé de fabrication selon l’invention une meilleure souplesse. Le procédé de fabrication de l’invention comporte une étape E2 visant à mettre en forme l’ensemble de chutes de textiles collectées et une étape E3 visant à rigidifier ledit ensemble de chutes de textiles mises en forme, de façon à créer un lien mécanique entre les chutes de textiles récupérées. Selon une première réalisation de l’invention, l’étape E3 de rigidification est obtenue par thermocompression des chutes de textiles récupérées lors de l’étape E1 et mises en forme lors de l’étape E2. L’étape de thermocompression est réalisée par chauffage et mise en compression des chutes de textiles. On se réfère à la montrant de façon schématique la mise en œuvre du procédé de fabrication lorsque l’étape de rigidification est réalisée par thermocompression. L’étape E2 de mise en forme de l’ensemble de chutes de textiles collectées lors de l’étape E1 est obtenue en chauffant puis en disposant les chutes 1 de textiles les unes à côté des autres, dans un moule 3. L’étape E3 de rigidification, ici réalisée par thermocompression, est réalisée par positionnement d’un contre-moule 5, de forme géométrique complémentaire au moule 3, contre les chutes 1 de textiles disposées dans le moule 3 et par mise en pression de l’ensemble ainsi formé jusqu’à obtenir la pièce en matériau composite 7 finale. Lorsque les chutes 1 de textiles récupérées lors de l’étape E1 ne comportent pas de fils thermofusibles, les chutes 1 de textiles sont noyées dans une matrice thermodurcissable ou thermoplastique avant d’être comprimées par moulage. Lorsque les chutes 1 de textiles récupérées lors de l’étape E1 comportent des fils thermofusibles, les chutes 1 de textiles sont comprimées directement dans le moule 3 et le contre-moule 5 sans l’utilisation d’une matrice. Selon une variante de réalisation illustrée à la , un film plastique 9 peut être agencé de part et d’autre des chutes 1 de textiles lors de l’étape de thermocompression. La présence du film plastique 9 permet de contribuer à conférer de la rigidité à la pièce en matériau composite 7 obtenue, notamment lorsque les chutes 1 de textiles récupérées lors de l’étape E1 ne comportent pas de fils thermofusibles. Aussi, la présence du film plastique 9 permet également de créer une couche de protection de la pièce en matériau composite 7 lors de son utilisation dans un véhicule automobile. Selon une deuxième réalisation de l’invention, l’étape E3 de rigidification est obtenue par surmoulage des chutes de textiles récupérées lors de l’étape E1 et mises en forme lors de l’étape E2. On se réfère à la montrant de façon schématique la mise en œuvre du procédé de fabrication lorsque l’étape de rigidification est réalisée par surmoulage. L’étape E2 de mise en forme de l’ensemble de chutes de textiles collectées lors de l’étape E1 est obtenue en disposant les chutes 1 de textiles les unes à côté des autres dans un moule 11. L’étape E3 de rigidification, ici réalisée par surmoulage, est réalisée par injection de matière liquide plastique 13 sur l’une des faces des chutes 1 de textiles disposées dans le moule 11, par exemple au travers d’un contre-moule 15 de forme géométrique complémentaire au moule 11. La matière liquide plastique 13 utilisée pour surmouler les chutes 1 de textiles peut par exemple comporter de l’acrylonitrile butadiène styrène (désigné par l’acronyme « ABS ») mélangé à du polycarbonate (désigné par l’acronyme « PC »), conférant de bonnes propriétés mécaniques et une bonne résistance aux chocs. La matière liquide plastique 13 utilisée pour surmouler les chutes de textiles peut par exemple comporter du polypropylène ou des fibres de polypropylène, en complément ou à la place du mélange ABS-PC. La matière liquide plastique 13 constitue la matrice de la pièce en matériau composite 17 obtenue par le procédé selon l’invention. Lors de la mise en œuvre du surmoulage, le contre-moule 15 appuie contre les chutes 1 de textiles disposées dans le moule 3 et l’ensemble peut être mis en pression lors de l’injection de la matière liquide plastique 13, jusqu’à obtenir la pièce en matériau composite 17 finale. Selon une variante de réalisation illustrée à la , les chutes 1 de textiles peuvent recevoir un film plastique 19 lors de l’étape de surmoulage. Le film plastique 19 est agencé sur la face opposée à celle sur laquelle la matière liquide plastique 13 est injectée. La présence du film plastique 19 permet ici aussi de contribuer à conférer de la rigidité à la pièce en matériau composite 7 ainsi obtenue. Aussi, la présence du film plastique 19 permet également de créer une couche de protection de la pièce en matériau composite 7 lors de son utilisation dans un véhicule automobile. Selon une disposition commune aux modes de réalisation qui viennent d’être décrits, lorsque les pièces en matériau composite 7, 17 obtenues par le procédé de fabrication selon l’invention arrivent en fin de vie, les pièces en matériau composite 7, 17 peuvent être broyées et les composants formant les pièces en matériau composite 7, 17 peuvent ensuite être triés selon leur poids, et les chutes de textiles peuvent être récupérées pour fabriquer une nouvelle pièce. Le procédé selon l’invention permet de fabriquer des pièces internes ou externes au véhicule automobile, décoratives ou partiellement structurelles. Dans une réalisation, les pièces obtenues par le procédé de fabrication de l’invention peuvent par exemple être intégrées à l’avant du véhicule automobile, par exemple au niveau du pare-chocs avant du véhicule. Dans une autre réalisation, les pièces obtenues par le procédé de fabrication de l’invention peuvent par exemple être intégrées au niveau des enjoliveurs des roues du véhicule automobile. Comme il va de soi, la présente invention ne se limite pas aux seules formes de réalisation de ce procédé de fabrication d’une pièce en matériau composite pour véhicule automobile et de cette pièce de matériau textile pour mettre en œuvre ledit procédé de fabrication, décrites ci-dessus uniquement à titre d'exemples illustratifs, mais elle embrasse au contraire toutes les variantes faisant intervenir les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l’invention. Procédé de fabrication d'une pièce en matériau composite (7, 17) pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes visant à : - collecter (étape E1) un ensemble de chutes (1) de textiles issues d’une fin de cycle d’utilisation d’un matériau textile, - mettre en forme (étape E2) ledit ensemble de chutes (1) de textiles collectées, - rigidifier (étape E3) ledit ensemble de chutes (1) de textiles mises en forme. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit ensemble de chutes (1) de textiles comportent un ensemble de fils thermofusibles. Procédé selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l’étape visant à rigidifier (étape E3) ledit ensemble de chutes (1) de textiles est obtenue par thermocompression dudit ensemble de chutes (1) de textiles mises en forme. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu’un film plastique (9) est agencé de part et d’autre dudit ensemble de chutes (1) de textiles lors de l’étape de thermocompression dudit ensemble de chutes (1) de textiles mises en forme. Procédé selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l’étape visant à rigidifier (étape E3) ledit ensemble de chutes (1) de textiles est obtenue par surmoulage dudit ensemble de chutes (1) de textiles mises en forme, ledit surmoulage étant réalisé par injection sur l’une des faces dudit ensemble de chutes (1) de textiles d’une matière liquide plastique (13). Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite matière liquide plastique (13) comprend de l’acrylonitrile butadiène styrène mélangé à du polycarbonate, et/ou du polypropylène et/ou des fibres de polypropylène. Procédé selon l’une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu’un film plastique (19) est agencé sur la face dudit ensemble de chutes (1) de textiles opposée à celle sur laquelle ladite matière liquide plastique (13) est injectée. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit ensemble de chutes (1) de textiles comporte du polyester et/ou du polyéthylène téréphtalate. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu’il comporte une étape supplémentaire postérieure à l’étape visant à collecter (étape E1) ledit ensemble de chutes (1) de textiles et antérieure à l’étape visant à mettre en forme (étape E2) ledit ensemble de chutes (1) de textiles collectées, ladite étape supplémentaire visant à déstructurer au moins en partie ledit ensemble de chutes (1) de textiles collectées. Pièce de matériau textile pour la mise en œuvre du procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu’elle comporte un ensemble de fils thermofusibles.