Procédé d'infusion one-shot

An de valider les choix faits, en terme de températures, tissus d'environnement et géométries d'âmes, un certain nombre d'essais préliminaires ont été menés. Parmi ceux-ci, les principaux ont porté sur l'infusion simultanée des deux faces d'une âme pleine, l'optimisation de la géométrie de l'âme, et sur l'aspect de surface des échantillons obtenus.

Infusion double face

Les premières infusions double face ont été réalisées avec une âme mesurant 50x20 cm² et de 1 cm d'épaisseur an de valider le principe. Ces infusions ont permis de mettre en évidence l'impossibilité d'infuser telle quelle la face inférieure. La gure 25 montre un résultat de test de principe. Les traits noirs sur l'image sont séparés de 5 cm.

Figure 25 Résultat d'infusion sur une âme en contreplaqué.

Lors de l'infusion (de la gauche vers la droite sur la gure), il est apparu que les plis de bres sèches situés sur les cotés de l'âme créaient des chemins préférentiels pour le passage de la résine. En conséquence l'apparition de zones sèches situées sur les faces supérieures et inférieures était inévitable. On peut noter que sur la face supérieure l'infusion semble s'être déroulée sans problème sur la partie couverte par la grille drainante. Enn, la partie inférieure du sandwich révèle que les parties imprégnées de résine sont celles à proximité des chemins préférentiels.

La résine a pu progresser par capillarité depuis ces zones vers l'intérieur de la face inférieure, cependant toute cette zone n'a pas pu être totalement imprégnée. Plusieurs méthodes ont été testées an de limiter les chemins préférentiels tout en assurant l'imprégnation correcte de la face inférieure. En couvrant la totalité de la surface supérieure du sandwich par de la grille

drainante, la vitesse de progression de la résine dans les chemins préférentiels était équivalente à la vitesse de progression de la résine dans la grille drainante. Une feuille de séparateur micro-perforé fut également placée entre la grille drainante et le tissu d'arrachage an d'améliorer la répartition de la résine lors du remplissage. L'infusion de la face supérieure se t correctement et le risque d'apparition de zone sèche était supprimé. Il fut décidé d'utiliser de la grille drainante sur les deux faces du sandwich et après vérication et validation, la méthode fut appliquée pour la suite de l'étude.

Problèmes dus à la géométrie

L'application d'une grille drainante sur les deux faces du sandwich a eectivement permis le remplissage de la préforme breuse sans création de zones sèches. Cependant, il est apparu une diculté lors de la fabrication, liée à la géométrie de l'âme. L'épaisseur importante de l'âme (e=4cm) implique une diérence de distance à parcourir entre la face supérieure et la face inférieure. Outre les problèmes de drapabilité des tissus en surface supérieure de l'âme au niveau des changements de géométrie, la diérence de longueur parcourue correspond à deux fois l'épaisseur (cf gure 26a). En utilisant une pente en montée et en descente de résine (cf gure 26b), le positionnement des tissus est facilité, et la diérence de distance parcourue est réduite.

Figure 26 Diérence de longueurs infusées.

En taillant une montée et une descente d'un angle α, la diérence de longueur infusée ΔL entre la face supérieure et la face inférieure, est calculée suivant l'équation :

4L= 2.e( 1

sinα −cosα) (5)

An de conserver une surface utile optimale tout en minimisant la diérence de longueur infusée, l'angle α=45° est choisi. Dans ce cas, et pour une âme épaisse de e=4cm, on obtient 4l = 3,3cm. La géométrie choisie pour le reste de l'étude consistera en une pente en montée et en descente, les parois verticales étant laissées nues et non couvertes de renfort breux. La

Figure 27 Géométrie pour infusion de résine liquide.

Les dimensions globales du panneau infusé sont également choisies pour optimiser la fabri-cation. La table d'infusion présentée sur la gure 5 limite la largeur utile à 60cm. La nécessité d'avoir des plages techniques sur les cotés du panneau sandwich limite les dimensions de l'âme à 60x40 cm². Ces dimensions permettent de couper 12 échantillons dans le panneau (3 rangées de 4 colonnes) mesurant 15x10 cm² conformément aux normes Airbus AITM 1-0010 [Sus17b] pour les essais d'impacts tout en laissant des zones mortes entre les rangées d'échantillons. Ces zones sont conservées et permettent de faire des mesures de taux de porosité et de taux de bres. La disposition des échantillons sur un panneau sandwich est présenté gure 28.

Figure 28 Disposition et référencement des échantillons sur un panneau sandwich.

Lors de la fabrication des premiers panneaux sandwich, nous avons observé une diérence de vitesse de progression de la résine entre les faces supérieures et inférieures. La gure 29 montre un instantané pris 60 secondes après le début d'infusion.

Figure 29 Infusion à t = 60s, a) face supérieure, b) face inférieure.

La face supérieure présente une longueur infusée d'environ 15 cm, tandis que la face infé-rieure présente une longueur infusée d'environ 23 cm. Le calcul précédent montre pourtant une diérence théorique de 4L = 1,65 cm. La géométrie n'est donc pas la seule explication de la diérence de vitesse d'infusion. L'observation de la gure 29a) montre une surface quadrillée en face supérieure. Celle-ci est causée par la géométrie de la grille drainante. La bâche à vide venant compacter l'ensemble de la préforme, cette dernière vient épouser la géométrie de la grille. La perméabilité de la grille drainante sur la face supérieure est donc dans ce cas réduite.

La grille drainante sur la face inférieure se trouve contre le moule rigide (la plaque de verre), et sa perméabilité n'est pas changée. La vitesse de progression de la résine est donc modiée, et an de conserver la géométrie du drainant en face supérieure, une plaque de plexiglas rigide est placée entre le drainant et la bâche à vide.

Aspect de surface

Parmi les méthodes d'identication des endommagements, nous avons choisi d'utiliser une méthode de Contrôle Non Destructif (CND), la Thermographie InfraRouge (TIR). Cette mé-thode est présentée en détail dans la partie consacrée à la détection des endommagements (Partie II.4.3). Les premiers essais d'impact (II.1.2) et l'observation en TIR ont révélé un pro-blème d'observation déjà évoqué dans les travaux d'E. Perronet [Per12]. Les gures 30a) et 30b) montrent les résultats d'observations en TIR sur des échantillons impactés.

Figure 30 Observations brouillées en TIR.

La pixelisation apparente est causée par le tissu d'arrachage, tandis que les vagues sont causées par la géométrie de la grille drainante utilisée lors des premiers essais. En conséquence l'utilisation de tissu d'arrachage a été supprimée et remplacée par un complexe drainant compre-nant un séparateur micro-perforé. Ce complexe permet également de moins marquer les pièces (eet de vagues atténué et ne gênant pas l'observation en TIR).