Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
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PROCEDE ET DISPOSITIF DE FABRICATION D'UN CORPS DE REVOLUTION
ET PRODUITS OBTENUS
La présente invention concerne un corps de révolution formé d'au moins
une matière organique thermoplastique renforcée par des fils de verre continus
enroulés autour de l'axe du corps.
Bien qu'elle ne soit pas limitée à une telle application, l'invention sera
plus
particulièrement décrite en référence à la fabrication de tuyaux de tous
types;
notamment ceux destinés à véhiculer des fluides sous pression.
Une autre application intéressante est la fabrication de réservoirs destinés
à contenir des fluides notamment sous pression.
La fabrication d'un corps de révolution à base d'au moins une matière
organique thermoplastique renforcée par des fils de verre continus enroulés
autour de l'axe du corps est déjà décrite dans la demande de brevet
WO00/24566. Dans cette demande, on enroule un ruban chauffé, à base d'une
matière organique thermoplastique et de fils de verre continus, autour d'un
tube
en rotation tout en chauffant une partie de la surface du tube revêtue du
ruban et
en appliquant une pression en aval de cette partie chauffée. Le ruban est
généralement obtenu à partir de fils continus co-mêlés constitués de filaments
de
verre et de filaments de matière organique thermoplastique intimement
mélangés,
la version la plus courante de ces fils, commercialisés sous la dénomination
commerciale TWINTEX~ par la société SAINT-GOBAIN VETROTEX FRANCE,
présentant un rapport en poids, en pourcentages, de 60 ou 75 pour le verre et
de
ou 25 pour la matière organique thermoplastique.
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Si le procédé précédent et les produits obtenus sont performants, ils
présentent à l'usage certaines limites ou contraintes : contrainte des
opérations
supplémentaires de chauffage et pression sur le tube pour un dépôt uniforme du
ruban, ajout nécessaire d'un revêtement interne (« liner ») pour les
applications
alimentaires ou d'un revêtement externe pour une meilleure résistance à
l'abrasion, gamme des produits obtenus peu étendue et peu modulable.
Le but de la présente invention est de pallier les inconvénients précités, et
notamment de proposer une gamme plus variée de produits pouvant par exemple
présenter des taux de renforts différenciés sur un même produit, ou dont le
taux
est adapté « à la commande » sans perturbations importantes, en particulier au
niveau du procédé ou des dispositifs employés .
Ce but est atteint par le procédé selon l'invention comprenant au moins les
étapes suivantes
- on introduit au moins une première bande composite chauffée dans au
moins une filière,
- on introduit simultanément dans ladite filière au moins une matière fondue
au contact de ladite première bande composite, de manière à obtenir au moins
une seconde bande composite,
- on enroule ladite seconde bande composite autour d'un support en.
rotation autour de son axe.
La prësente invention concerne également un dispositif de fabrication d'un
corps de révolution, comprenant:
- un ou des moyens pour fournir au moins une première bande composite
chauffée,
- au moins une filière pour recevoir simultanément au moins la première
bande composite et au moins une matière fondue au contact de ladite première
bande composite, de manière à obtenir au moins une seconde bande composite,
- un ou des moyens pour enrouler ladite seconde bande composite autour
d'un support en rotation autour de son axe.
L'invention a également pour objet un corps de révolution composite, en
particulier obtenu par le procédé précédent. Ce corps présente au moins une
zone formée uniquement par enroulement d'une bande composite, cette zone
présentant selon les cas un taux de renforts) modulable (ou taux de renforts)
différencié ou ajustable ou variable), en particulier un taux de renforts)
variant
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suivant l'axe de révolution et/ou suivant l'épaisseur du corps de révolution,
etlou
cette zone présentant un taux de renfort réduit, en particulier par rapport au
taux
de renforts) du ou des produits composites de départ ou de la première bande
composite utilisée (par exemple un taux de renfort inférieur à 75 % en poids
pour
une première bande présentant un taux de renfort de 75 % ou un taux de renfort
inférieur à 60 % en poids pour une première bande présentant un taux de
renfort
de 60 %) et/ou un taux de renfort réduit par rapport à celui des zones
renforcées
obtenues par enroulement dans les corps de révolution actuels (par exemple un
taux de renfort représentant moins de 60 % en poids de ladite zone), et/ou au
moins une partie des renforts de cette zone présentant une position décentrée
au
sein de la matière organique dans laquelle ils sont noyés et/ou les renforts
de
cette zone étant noyés dans au moins deux matières diffërentes et/ou cette
zone
pouvant être au contact direct (sans revêtement fonctionnel, par exemple
protecteur, ou esthétique) avec l'intérieur (par exemple un fluide dans le cas
d'un
corps de révolution creux destiné à véhiculer ledit fluide, ou par exemple une
mousse de remplissage dans le cas d'un corps plein) et/ou avec l'extériéur du
corps de révolution.
Dans la présente invention, le gainage de la bande composite par une
seconde matière, dite matière de dilution, présente de multiples avantages :
en
diminuant le rapport taux de matière de renfort sur taux de matière organique
de .
la bande enroulée sur le support en rotation, il permet un dépôt plus homogène
et
une meilleure tenue de ladite bande sans nécessiter un chauffage ou
l'application
d'une pression supplémentaires sur la bande déposée ; en choisissant de façon
appropriée la matière de gainage, il évite l'ajout ultérieur d'un revêtement
interne
(par exemple pour les applications alimentaires) ou d'un revêtement externe
(par
exemple un revêtement anti-corrosion); de façon plus générale, par le choix de
la
matière de gainage, il est possible de conférer des propriétés supplémentaires
au
corps de révolution (propriétés anti-UV, étanchéité, anti-corrosion, etc.) ;
il permet
d'ajuster continuellement le taux de renfort en faisant varier en ligne
(pendant la
fabrication du corps) la quantité de matière de gainage délivrée et permet
d'obtenir ainsi des corps présentant des taux de renforts) différenciés à
partir
d'un produit de départ qui iui peut avantageusement ne pas varier.
Le procédë et les produits selon l'invention présentent donc l'avantage
d'étre modulables et ce sans changement des produits de départ. En outre, le
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procédé selon l'invention est de mise en oeuvre aisée et rapide, et est
économique. Le corps selon l'invention présente également, au moins dans sa
zone obtenue par enroulement, une parfaite cohésion entre les différents
éléments le composant (voire le cas échéant une parfaite continuité des
parties
organiques), l'union entre tes différents éléments étant suffisamment intime
pour
garantir une durée de vie et une résistance particulièrement satisfaisantes.
Dans le procédé selon l'invention, la première bande composite comprend
au moins une matière de renfort (verre, carbone, aramide...) et au moins une
matière organique thermoplastique. La matière de renfort (de préférence du
verre)
se présente préférentiellement au moins sous forme de fils et/ou filaments
continus dans le sens longitudinal de la bande. Les fils ou filaments de
matière de
renfort sont avantageusement liés entre eux par la matière organique
thermoplastique, elle-même de préférence sous forme de fils et/ou filaments,
et/ou par d'autres fils et/ou filaments de renfort (cas des bandes de renforts
tissés
ou croisés). De préférence, la bande est obtenue à partir de fils composites
formés de filaments de renfort (de préférence des filaments de verre) et de
filaments d'au moins une matière organique thermoplastique, ces différents
filaments étant avantageusement intimement mélangés, la structure intime de
ces
fils facilitant l'imprégnation des fibres de verre par la matière
thermoplastique, en
particulier permettant de former une bande consolidée (c'est-à-dire présentant
une cohésion et une intégrité qui permettent de la manipuler sans
endommagement) très homogène. Des fils composites àvantageux peuvent être
obtenus selon un procédé direct tel que celui décrit dans les brevets EP 0 367
661, WO 98/ 01751 ou EP 0 599 695, les fils selon ce procédé présentant
l'avantage d'avoir un excellent indice de co-mêlage induisant une excellente
répartition des fils de verre dans la matière thermoplastique comme explicité
dans
la demande de brevet WO00/24566.
La première bande composite présente généralement une largeur de 1 à
10 cm environ et peut être essentiellement plate ou affecter une forme de
section
plus complexe où chaque portion est assimilable à une bande. La bande peut
être
souple, notamment susceptible d'être enroulée lorsque la bande est
sensiblement
plate, ou plus ou moins rigide. L'emploi d'un ruban composite plutôt que d'un
fil
composite présente de nombreux avantages, notamment en termes de répartition
des filaments de verre dans la matière thermoplastique au sein du produit
final et
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de commodité de mise en oeuvre. De préférence, la première bande lors de son
entrée dans la filière présente non seulement une continuité longitudinale
mais
également transversale, en particulier présente un taux volumique de vide
inférieur à 5 % (voire inférieur à 3 %, voire même inférieur à 0,5 %). Le taux
5 volumique de vide peut être mesuré de maniëre connue à l'aide d'une méthode
micrographique du type analyse d'image, ou calculé à l'aide d'une formule
comme
explicité dans la demande de brevet WO/00/24566.
La première bande composite comprend au moins une matière organique
thermoplastique, appelée première matière, cette matière étant par exemple
choisie parmi les polyoléfines, notamment le polyéthylène (PE), le
polypropylène
(PP), les polyesters, notamment le polytéréphtalate d'éthylène, le
polytéréphtalate
de butylène, les élastomères, notamment un polymère éthylène propylène
(EPDM), ou le chlorure de polyvinyle (PVC), ou les polyamides, etc. certaines
de
ces matières (notamment le polyéthylène) présentant l'avantage d'être
chimiquement inertes et compatibles sur le plan alimentaire, de pouvoir
résister à
des températures très basses et de présenter un faible coût de revient.
La première bande est généralement formée à partir de fils composites
continus extraits d'enroulement(s) et assemblés de manière parallële (ou
sensiblement parallèle) en au moins une nappe, et/ou éventuellement à partir
de
nappes) de fils composites tissés ou croisés. Afin d'obtenir au moins une
première bande composite selon l'invention, la nappe de fils (ou le cas
échéant au
moins l'une des nappes) est introduite dans une zone où elle est chauffée à
une
température atteignant au moins celle de fusion de la première matière
thermoplastique (et inférieure à la température de dégradation de ladite
matière et
à la température de ramollissement des fibres de renforcement), puis la nappe
de
fils chauffés (généralement jointifs) passe dans un dispositif d'imprégnation
pour
répartir de manière homogène la première matière thermoplastique fondue et
imprégner les fibres de renfort par celle-ci .
On obtient ainsi une bande présentant une continuité transversale, cette
bande pouvant éventuellement subir une étape, supplémentaire ou conjointe à
l'imprégnation, de conformation afin d'obtenir le profil désiré.
II va de soi que l'on peut également former plusieurs nappes disjointes,
ainsi que plusieurs bandes disjointes, au moins une de ces bandes étant
introduite dans au moins une filière conformément au procédë selon
l'invention.
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Avantageusement, une étape de régulation de la tension des fils peut être
prévue (par exemple lors de leur rassemblement en nappes) ou faisceaux) ou
avant leur rassemblement) et/ou les fils peuvent être débarrassés de toute
électricité statique, par exemple avant le passage de la nappe dans la zone de
chauffage.
Le procédé selon l'invention peut comprendre une étape de formation de la
première bande comme mentionnée précédemment ou utiliser une ou des bandes
déjà formées, la ou les bandes étant dans ce dernier cas réchauffées (et
éventuellement conformées à un profil particulier) dans une étape préalable de
chauffage à une température atteignant au moins celle de fusion de la première
matière thermoplastique, avant introduction dans la filière. De préférence, le
procédé selon l'invention utilise uniquement comme produit de départ des fils
composites et comprend ainsi une étape préalable de formation de la bande
comme vu précédemment. La première bande composite ou la bande obtenue au
sortir du dispositif d'imprégnation comme explicité précédemment est
avantageusement maintenue en température à une température proche de la
température de fusion de la première matière thermoplastique (ou : à une
température de malléabilité de la première matière thermoplastique) jusqu'à la
filière ou jusqu'au(x) moyens) d'enroulement (tels que la tête de pose) de la
seconde bande mentionnés selon l'invention.
Conformément au procédé selon l'inventïon, la première bande est
introduite dans au moins une filière également alimentée par une matière
fondue
appelée seconde matière (ou matière de dilution ou matière de gainage). Cette
seconde matière peut être identique ou différente de la première matière
organique formant la bande. II peut également s'agir d'une matière composite.
Elle peut présenter des propriétés particulières ou comprendre des additifs ou
charges lui conférant des propriétés particulières (par exemple de la sciure
de
bois pour donner un aspect bois, un additif améliorant la résistance aux
hydrocarbures, elle peut également être chargée talc, fibres de verre, courtes
ou
longues, etc.). De préférence, la seconde matière comprend au moins une
matière organique ou plastique, avantageusement thermoplastique, par exemple
une polyoléfine (notamment du polyéthylène ou du polypropylène) ou du
polychlorure de vinyle, ou peut éventuellement comprendre une matière
thermodurcissable tel qu'un polyuréthane, ou un élastomère, par exemple un
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polypropylène modifié SEBS (styrène éthylène butadiène styrène).
Avantageusement, la seconde matière est choisie identique ou similaire ou
compatible chimiquement avec la première matière (de façon à ce qu'il y ait
une
bonne adhésion, voire une continuité, entre les deux matières) formant la
première bande, cette seconde matière pouvant éventuellement être chargée en
additifs tels que ceux mentionnés précédemment (sciure de bois, fibres de
verre,
talc, etc.).
Selon la matière choisie, la seconde matière peut jouer simplement un rôle
de dilution ou peut en plus conférer des propriétés supplémentaires à la
seconde
bande formée. La seconde bande formée comprend ainsi de préférence un taux
de matière de renfort compris entre 0 et 74% en poids de la bande, et de
préférence compris entre 1 et 60 % en poids, voire compris entre 5 et 55 % en
poids (les fils utilisés présentant eux généralement un taux de renfort de 60
ou
75% en poids), sur au moins une certaine partie de sa longueur, ce taux
pouvant
également varier suivant la longueur de la bande.
L'application de la seconde matière permet également une meilleure
consolidation de la première bande, la seconde bande obtenue étant en quelque
sorte formée d'au moins une seconde matière renforcée par au moins une
première bande composite. Lorsque ladite première bande est obtenue à partir
de
fils eux-mêmes composites, la seconde matière adhère à la première bande de
façon particulièrement satisfaisante (voire, lorsqu'il s'agit notamment de la
même
matière, fusionne avec la première matière de la première bande), et ceci pour
différentes matières. La seconde bande comprend ainsi avantageusement au
moins une première bande de fibres continues de renforcement agencées de
manière sensiblement parallèle et contiguë solidarisées entre elles par au
moins
une première matière thermoplastique, et au moins une seconde matière en
contact intime avec ladite première bande. Comme indiqué précédemment,
lorsque la première matière et la seconde sont identiques, les deux matières
sont
parfaitement fusionnées au sein du corps de révolution obtenu.
Dans le procédé et le dispositif selon l'invention, la seconde matière
introduite dans la filière peut provenir par exemple d'un dispositif
d'extrusion. II est
possible de contrôler parfaitement la quantité de matière que l'on veut
ajouter
ainsi que la forme que l'on veut donner à la seconde bande, cette forme
pouvant
être conférée notamment par la filière (et éventuellement par un dispositif de
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conformation supplémentaire). Selon les modes de réalisation, la première
bande
peut être déformée lors de son introduction dans la filière jouant alors le
rôle d'un
dispositif de conformation et revêtue de la seconde matière, ou simplement
être
revêtue de la seconde matière complétant la forme conférée par la filière (et
éventuellement passer dans un dispositif de conformation supplémentaire). De
préférence, la filière permet à la fois le positionnement de la première bande
et le
calibrage (ou conformation) de la section de la seconde bande.
La première bande (ou les premières bandes s'il y en a plusieurs
introduites dans une ou plusieurs filières) peut également être revêtue de
plusieurs matières identiques ou différentes alimentant la filière (ou le cas
échéant
plusieurs filières en série ou en parallèle), ce mode permettant encore
d'élargir la
gamme des produits obtenus. Lorsque plusieurs secondes bandes sont obtenues
en parallèle, la matière de gainage peut varier d'une bande à l'autre, ainsi
qu'au
sein de chaque bande, les différentes bandes étant ensuite enroulées ~ sur, le
support en rotation. Dans le procédé selon l'invention, en faisant varier
l'alimentation des différents matières, on peut par conséquent obtenir non
seulement des corps présentant des taux de renforts) différenciés mais
également des mélanges variables de matières suivant l'axe de révolution et/ou
l'épaisseur.
La seconde bande (ou les secondes bandes lorsqu'il y en a plusieurs)
formée dans le procédé selon l'invention peut avantageusement être enroulée
directement sur un mandrin (les propriétés recherchées étant le cas échéant
présentes in situ dans la bande enroulëe selon ('invention), mais il n'est pas
exclu
de l'enrouler sur un tube ou liner destiné à faire partie intégrante du corps
de
révolution ou sur un support tel qu'un pain de mousse, et /ou d'ajouter un
revêtement extérieur à l'enroulement obtenu, ce revêtement pouvant être
appliqué
par exemple sous forme d'un film ou d'une bande que l'on enroule, etc... La
seconde bande selon l'invention peut également être enroulée sur un support
déjà
revêtu d'un premier enroulement (sous forme par exemple d'une bande
organique). II n'est pas nécessaire par ailleurs (bien pue non exclu) de
réchauffer
et/ou d'appliquer une pression sur la seconde bande lors de son enroulement.
La seconde bande peut être enroulée en formant des spires jointives,
espacëes ou se recouvrant les unes les autres au moins en partie.
L'enroulement
de la ou des bandes peut se faire de façon plus ou moins transversale, et
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généralement se fait de façon hélicoïdale, l'angle de la bande par rapport à
l'axe
du corps pouvant changer suivant la position le long de l'axe et étant conféré
par
la téte de pose en fonction notamment des propriétés mécaniques recherchées
comme évoqué ultérieurement. Chaque tour de support peut voir le dépôt d'une
ou plusieurs spires, sur tout ou partie de la longueur du support, le tour
suivant
pouvant voir changer l'orientation de la ou des spires suivantes. On peut
ainsi
obtenir des structures avec des enroulements très denses, des guipages, ou des
enroulements lâches façon filets.
Comme indiqué précédemment, la présente invention concerne également
un dispositif de mise en oeuvre du procédé décrit ci-avant. Ce dispositif
comprend
notamment un ou des moyens pour former une bande composite ou un ou des
moyens pour délivrer (et/ou entraîner) et pour chauffer (et éventuellement
imprégner et/ou conformer) une nappe ou bande déjà formée. Lorsque le corps
de révolution selon l'invention est réalisé en continu à partir d'enroulements
de fils
composites, ces moyens peuvent notamment comprendre
- un ou des moyens pour entraîner et assembler les fils sous la forme d'au
moins un faisceau (ou nappe) de fils parallèles;
- un ou des moyens pour chauffer ledit faisceau ;
- au moins un dispositif d'imprégnation du faisceau chauffé de manière à
obtenir une bande, par exemple une bande densifiée et laminée de forme
aplatie;
- un ou des moyens pour maintenir la bande en température au moins
jusqu'à la filiére.
Le dispositif peut également comprendre un cantre à partir duquel sont
déroulées des bobines de fils et au moins un galet assurant le guidage des
fils.
Les moyens pour assembler les fils sous forme d'au moins uri faisceau de
fils parallèles peuvent par exemple consister en une plaque à oeillets et/ou
un
peigne dont les dents permettent un alignement parallèle des fils selon des
espaces réguliers.
Éventuellement, un ou des moyens de régulation de tension des fils
peuvent être prévus, par exemple en amont des moyens de rassemblement.
Également, un dispositif anti-statique peut être prévu, par exemple en
amont des moyens de chauffage.
Généralement, le dispositif comprend un ou des moyens de chauffage
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constitués par un ou des fours, par exemple de type à infrarouge, de
préférence
fonctionnant avec des lampes régulées en puissance en fonction de la
température de la bande, ce genre de four ayant l'avantage d'être à la fois
performant sur le plan énergétique et facile à réguler.
5 Le dispositif d'imprégnation peut à titre d'exemple comporter trois organes
disposés en triangle et entre lesquels défile le faisceau, la hauteur de
séparation
des organes étant adaptée pour établir une pression appropriée sur la surface
du
faisceau. Les organes peuvent être des cylindres (ou barreaux) chauffants, et
tournants ou fixes. Avantageusement, chaque cylindre peut comporter une lame
10 pour racler la matière thermoplastique fondue déposée sur le cylindre après
passage du faisceau.
Le dispositif d'imprégnation peut également faire office de dispositif de
conformation ou être suivi' par un ou des dispositifs de conformation
supplémentaires, de manière à transformer le faisceau de fils ou la bande
formée
en au moins une bande de section choisie. Ce dispositif de conformation peut
par
exemple comprendre une filière chauffante, et/ou des galets entre lesquels
circule
le faisceau de fils ou la bande respectivement.
Un' dispositif, par exemple de conformation, peut également assurer le
centrage de la nappe, avant notamment formation de la bande, et comporter par
exemple un galet inférieur et un galet supérieur de forme appropriée (par
exemple
de forme hyperboloïde ou munie de rebords) et tournant en sens opposés, la
nappe de fils étant concentrée autour de l'axe central de défilement lors de
son
passage entre les deux galets pour délivrer une faisceau de fils contigus.
Le dispositif selon l'invention comprend également au moins une filière,
appelée filière de gainage, préférentiellement calibrée à la section de la
seconde
bande que l'on souhaite obtenir, et dans laquelle peuvent être introduits
simultanément au moins une première bande et au moins une seconde matière
fondue au contact de la bande de manière à obtenir une seconde bande
constituée d'au moins une seconde matière renforcée par au moins une première
bande.
Eventuellement, le dispositif selon l'invention comprend en amont de ladite
filière ou cette filiëre elle-même comprend des moyens de positionnement et/ou
de conformation d'au moins une bande pour la mise en contact avec au moins
une seconde matière.
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Ladite filière peut également comprendre des moyens pour apporter la
seconde matière au contact de la bande en y appliquant une surpression. La
seconde matière (ou les secondes matières lorsqu'il y en a plusieurs) peut
arriver
au contact de la première bande par différents canaux dans la filière. Selon
la
section de la filière et/ou la présence de différents canaux et/ou
l'application de
surpressions) et/ou le positionnement de la première bande dans la filière, la
quantité de secondes) matières) délivrées) peut être différente en différents
points de la section de !a bande, par exemple plus de matière peut être
déposée
sur une face de la première bande que sur une autre, conduisant ainsi à un
décentrage de la matière de renfort au sein de la seconde bande formée.
De préférence, le dispositif selon l'invention comprend au moins une
extrudeuse apportant au moins une seconde matière fondue dans la ou les
filières
de gainage.
Le dispositif selon l'invention comprend également un ou des moyens
d'enroulement, ces moyens comprenant par exemple une tête de pose qui
positionne.la bande et facilite. sa mise en place. La tête de pose peut être
mobile
et commandée en rotation ; elle peut par exemple être formée de galets
tournants
ou fixes, autonettoyants et assurant par exemple le centrage de ia bande,
comme
décrit ultérieurement en référence aux figures.
De préférence, la filière de gainage mentionnée selon l'invention (ou au
moins l'une des filières de gainage lorsqu'il y en a plusieurs) se trouve en
sortie de
la tête de pose précédemment mentionnée et avant le support sur lequel la
seconde bande doit être enroulëe.
Bien que non nécessaires, le dispositif peut également comprendre un ou
des moyens (par exemple une buse de soufflage d'air chaud) pour chauffer au
moins en superficie la bande dans une zone à proximité du support en rotation
autour de son axe ou en aval de la zone de contact entre la bande et le
support
etlou un ou des moyens pour appliquer une pression locale (par exemple sous
forme d'au moins un galet rotatif) sur la partie de la surface périphérique
extérieure du support revêtu de la bande, par exemple dans une zone située
immédiatement en aval de la zone de chauffe précédente. Comme indiqué
précédemment, (e support en rotation peut être par exemple un mandrin, ce
mandrin pouvant être chauffé ou non, ou un tube (ou un insert plein ou une
pièce
à consolider) pouvant ou non faire partie du corps de révolution obtenu.
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Les différents éléments du dispositif selon l'invention peuvent être fixes ou
mobiles (en translation et/ou en rotation).
Le corps de révolution selon l'invention est généralement creux, et
comprend, dans sa paroi, au moins une matière de renfort sous forme continue,
généralement enroulée de façon hélicoïdale autour de l'axe (longitudinal) de
révolution du corps, et au moins une matiére organique thermoplastique (dans
laquelle la matière de renfort est généralement noyée). Les fils de renforts)
continus noyés dans la matière organique peuvent former par exemple, pour au
moins une partie d'entre eux, un angle de l'ordre de 15° avec l'axe
dudit corps, ou
selon un autre mode avantageux un angle compris entre 50 et 55° avec
l'axe dudit
corps, cet agencement permettant d'augmenter la résistance axiale et
circonférentielle du corps à la pression exercée par un fluide circulant ou
contenu
à l'intërieur pour une même quantité de fils de verre continus utilisée. Selon
une
autre variante avantageuse, au moins une partie des fils de renforts) continus
noyés dans la matière organique thermoplastique forment un angle proche de
90°
avec l'axe du corps et d'autres fils de renforts) continus sont noyés dans la
matière organique en étant disposés longitudinalement le long de l'axe du
corps.
Le choix d'une de ces variantes, de leur combinaison ou d'une autre
variante privilégiant un angle d'enroulement des fils de renforts) continus
différent, ainsi que des quantités respectives des fils de renforts) dans la
direction
selon laquelle ils sont disposés est effectué en fonction des contraintes
spécifiques liées à chaque application telles que la résistance à la pression,
à
l'ovalisation, à la flexion, à la traction...
Selon un mode de réalisation avantageux, la paroi du corps de révolution
selon l'invention est essentiellement voire entièrement formée par la seconde
bande enroulée.
L'invention concerne également une structure, par exemple un tuyau
composite, formée du corps de révolution précédemment défini et revêtue par
exemple d'une ou plusieurs couches de finition ( par enroulement , co-
extrusion,
etc.), notamment en matière organique thermoplastique et/ou munie d'éléments
complémentaires (tels que des embouts aux extrémités, solidarisés par exemple
par soudure ou collage, ou au moins un liner, etc.).
Le corps ou la structure conformes à l'invention sont particulièrement
adaptés pour contenir et/ou véhiculer des fluides sous pression.
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D'autres avantages et caractéristiques vont à présent être décrits en regard
de la figure jointe représentant une vue schématique d'un dispositïf de
fabrication
d'un corps de révolution selon l'invention. Dans un soucis de clarté,
l'échelle entre
les différentes parties n'est pas nécessairement respectée.
Le dispositif représenté permet la fabrication d'un corps de révolution 1
conforme à l'invention formé par enroulement autour d'un mandrin 2 d'une bande
composite 3 formée d'une première bande 4 formée de filaments de renforcement
agencés de manière parallèle et contiguë et solidarisés entre eux par une
première matière thermoplastique, cette bande étant noyée dans une seconde
matière plastique en contact intime avec ladite bande.
La bande est formée à partir de fils composites 5 tels que les fils
commercialisés par la société SAINT GOBAIN VETROTEX FRANCE sous la
dénomination commerciale TWINTEX° et fabriqués par exemple selon le
procédé
décrit dans le brevet EP 0 599 695, ces fils étant constitués par des
filaments de
verre et des filaments d'une matière organique thermoplastique, de type
polyoléfine ou polyester, intimement mêlés entre eux.
Ces fils sont dévidés à partir d'enroulements 6 disposés sur un cantre (non
représenté). Ce cantre peut être par exemple tel pue celui décrit dans la
demande
de brevet WO 00/24566. Ces fils sont ensuite rassemblés de manière parallèle à
l'aide d'un ou plusieurs dispositifs (symboliquement représentés par 7) tels
que un
ou plusieurs peignes) et/ou plaques) à oeillets et/ou galets) rainurés et/ou
embarrage(s), etc. Un ou des moyens de régulation de tension et/ou de
détection
de mouvement et/ou anti-statique peuvent également être prévus, par exemple au
niveau du cantre et/ou en un ou différents points du trajet avant formation de
la
bande. Par exemple, le dispositif selon l'invention peut comprendre
l'enchaînement de moyens décrit sous la référence 75 dans la demande de brevet
WO00/24566 entre le cantre et le premier four 8. Les fils rassemblés de façon
parallèle et contiguë passent dans un premier four ou une première série de
fours
infrarouge 8 où ils sont chauffés à une température atteignant au moins celle
de
fusion de la première matière thermoplastique, puis la nappe de fils chauffés
passe dans un dispositif d'imprégnation 9 qui en aplatissant la nappe permet
d'obtenir une première bande ou ruban en évacuant l'air contenu entre les fils
pour densifier la matière et en noyant totalement les filaments de verre dans
la
matière thermoplastique. Le dispositif d'imprégnation 9 est par exemple
constitué
CA 02491315 2004-12-30
WO 2004/007179 PCT/FR2003/001954
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de trois cylindres chauffants parallèles entre eux et disposés en triangle, le
cylindre supérieur étant réglable en hauteur de manière que la bande soit plus
ou
moins aplatie.
La première bande chauffée ainsi formée est maintenue en température,
par passage dans un deuxième four ou une deuxième série de fours 10, jusqu'à
la
fête de pose 11, cette tête étant avantageusement pivotante pour pouvoir
changer
l'angle de dépôt du ruban. Cette tête peut par exemple être celle décrite sous
la
référence 71 dans la demande de brevet WO00/24566. Au sortir de la tête de
pose et juste avant d'entrer en contact avec le mandrin, ia première bande est
introduite dans une filière 12 dans laquelle elle est revêtue d'une seconde
matière, cette seconde matière à l'état fondu provenant d'une extrudeuse 13 et
alimentant la filière par l'intermédiaire par exemple d'un tuyau souple 14. La
seconde matière est identique ou différente de la première matière et est
introduite dans l'extrudeuse sous forme de granulés 15 et/ou de fils, etc. La
seconde bande 3 ainsi formée par gainage de la première bande est ensuite
enroulée autour du mandrin en rotation autour de son axe (ici par exemple dans
le
sens indiqué par la flèche), un rouleau 16 adjacent au mandrin pouvant
également aider à l'application de la seconde bande (ce rouleau pouvant être
considéré comme faisant ou non partie du dispositif de pose).
Les corps de révolution obtenus selon l'invention peuvent être utilisés dans
diverses applications, telles que le transport ou stockage de fluides.
