FR2949791A1

FR2949791A1 - Procede de fabrication d'un materiau fibreux pre-impregne de polymere thermoplastique

Info

Publication number: FR2949791A1
Application number: FR0956121A
Authority: FR
Inventors: Patrice Gaillard
Original assignee: Arkema France SA
Current assignee: Arkema France SA
Priority date: 2009-09-09
Filing date: 2009-09-09
Publication date: 2011-03-11
Anticipated expiration: 2029-09-09
Also published as: WO2011030052A3; WO2011030052A2; FR2949793A1; FR2949792A1; FR2949791B1

Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'un matériau fibreux tel qu'un tissu, feutre, non tissé pouvant se présenter sous forme de bandes, nappes, tresses, mèches ou morceaux, à base de fibres de renfort et de polymère thermoplastique. Selon l'invention on utilise au moins deux séries de fibres différentes, une première série de fibres comprenant des fibres minérales et une seconde série de fibres comprenant des fibres de polymère thermoplastique ayant une température de fusion Tf, on dispose les deux séries de fibres au contact l'une de l'autre puis on chauffe l'ensemble des deux séries de fibres jusqu'à une température au moins égale à la température de fusion Tf des fibres thermoplastiques puis on laisse refroidir l'ensemble jusqu'à la température ambiante. L'invention s'applique à la fabrication de pièces 3D.

Description

PROCEDE DE FABRICATION D'UN MATERIAU FIBREUX PREIMPREGNE DE POLYMERE THERMOPLASTIQUE Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un matériau fibreux, tel qu'un tissu, feutre, non tissé pouvant se présenter sous forme de bandes, nappes, tresses, mèches ou morceaux, à base de fibres de renfort et de polymère thermoplastique. Les fibres pouvant entrer dans la composition du matériau sont plus spécialement des fibres de carbone, des fibres de verre, des fibres à base de polymères, des fibres végétales, utilisées seules ou en mélange. On s'intéresse dans la présente invention à des matériaux composites légers permettant la fabrication de pièces mécaniques ayant une structure à 3 dimensions et possédant des propriétés de bonne résistance mécanique, thermique et capables d'évacuer des charges électrostatiques, c'est-à-dire des propriétés compatibles avec la fabrication de pièces dans le domaine de la mécanique, de l'aéronautique et nautique. Etat de la technique Il est connu d'utiliser des tissus réfractaires pré-imprégnés d'une résine pour réaliser une matrice thermiquement isolante afin d'assurer la protection thermique de dispositifs mécaniques soumis à de fortes températures comme cela peut être le cas dans le domaine de l'aéronautique ou de l'automobile. On pourra se reporter au brevet européen n°0 398 787 qui décrit une couche de protection thermique comprenant un tissu réfractaire, destinée à protéger la virole d'une chambre de moteur statoréacteur. Outre la complexité de réalisation de cette couche de protection thermique, le tissu réfractaire noyé dans cette couche ne remplit que la fonction de bouclier thermique. On a également recours depuis quelques années à des fibres composites pour fabriquer, notamment, diverses pièces aéronautiques ou automobiles. Ces fibres composites qui se caractérisent par de bonnes résistances thermomécaniques et chimiques, sont constituées d'un renfort filamentaire formant armature, destinée à répartir les efforts de résistance à la traction, à la flexion ou à la compression, à conférer dans certains cas une protection chimique au matériau et à lui donner sa forme. Ref : 0276-ARK11 On peut par exemple se reporter à la demande de brevet FR 2 918 081 qui décrit un procédé d'imprégnation de fibres continues par une matrice polymérique composite renfermant un polymère thermoplastique. Les procédés de fabrication de pièces composites à partir de ces fibres enrobées comprennent diverses techniques telles que, par exemple, le moulage au contact, le moulage par projection, le drapage autoclavé ou le moulage basse pression. Une technique pour réaliser des pièces creuses est celle dite de l'enroulement filamentaire, qui consiste à imprégner des fibres sèches d'une résine puis à les enrouler sur un mandrin formé d'armatures et de forme adaptée à la pièce à fabriquer. La pièce obtenue par enroulement est ensuite durcie par chauffage. Une autre technique, destinée à réaliser des plaques ou des coques, consiste à imprégner des tissus de fibres puis à les presser dans un moule afin de consolider le composite stratifié obtenu.

Pour la fabrication de matériau polymérique à renfort fibreux, on utilise généralement une étape d'ensimage, qui consiste à déposer un film de polymère thermoplastique sur des fibres. Ainsi le procédé de fabrication de matériau pre-imprégné de la société Cyntex comprend, comme étape d'enduction des fibres, le passage en continu de fibres dans un bain fondu de polymère thermoplastique contenant un solvant organique tel que la benzophénone ; ce solvant permettant d'adapter la viscosité du mélange fondu et d'assurer une bonne enduction des fibres. Les fibres pré-imprégnées de polymères sont ensuite mises en forme (par exemple découpées en bandes puis disposées sous une presse, pour la réalisation des pièces de structure, puis chauffées à une température supérieure à la température de fusion du polymère pour assurer la cohésion du matériau et notamment l'adhérence du polymère sur les fibres.

Le problème technique Selon la nature chimique du polymère, les températures de chauffe peuvent monter à des températures supérieures à 250 °C, et même supérieure à 320°C, températures très supérieures à la température d'ébullition du solvant, entraînant un départ brusque du solvant, provoquant des défauts dans la pièce et donc un manque de reproductibilité du procédé ainsi que des risques d'explosion mettant en danger les opérateurs. Ref : 0276-ARK11 Un autre procédé connu d'ensimage de fibre est le passage en continue des fibres dans une dispersion aqueuse de poudre polymérique puis le séchage des fibres pour évaporer l'eau dans un four, suivi d'un traitement thermique destiné à la fusion du polymère. Ce traitement thermique peut être fait dans une filière de mise en forme, notamment pour faire des bandes de matériau pré-imprégné. Ces bandes sont ensuite utilisées pour la fabrication des pièces de structure, par disposition dans un moule, une presse, etc. Ce procédé nécessitant 2 zones de chauffage distinctes ou l'utilisation de 2 fours distincts est complexe et de mise en oeuvre délicate.

Comme autre état de la technique relatif à la fabrication d'un matériau fibreux, on peut se référer au document US 4 541884 de l'Imperial Chemical Industries ou encore au document EP 0406 067 déposé aux noms conjoints d'Atochem et de l'Etat français. Comme état de la technique relatif à la mise en place des fibres pour la formation de matériau fibreux et la constitution de structures à base de ce matériau fibreux on pourra se reporter aux brevets US 6 607 626 ; US 6 939 424 et US 7 235 149. Résumé de l'invention L'invention a pour objet un nouveau procédé de fabrication en ligne et en continu de matériau fibreux, permettant de remédier aux inconvénients ci-dessus. Le procédé proposé permet en outre d'obtenir un matériau fibreux homogène. Il ne peut pas y avoir d'irrégularités dans la structure ou de noeud susceptibles de fragiliser le matériau avec des risques de rupture comme c'est le cas avec les procédés de l'art antérieur. De façon plus précise, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un matériau fibreux pré-imprégné de polymère thermoplastique, consistant à i) utiliser au moins deux séries de fibres différentes, une première série de fibres comprenant des fibres minérales et une seconde série de fibres comprenant des fibres polymère thermoplastique ayant une température de fusion Tf, ii) disposer les deux séries de fibres au contact l'une de l'autre puis iii) chauffer l'ensemble des deux séries de fibres jusqu'à une température au moins égale à la température de fusion Tf des fibres thermoplastiques et à laisser refroidir l'ensemble jusqu'à la température ambiante. Ref : 0276-ARK11 Un dispositif de mise en place des deux séries de fibres permet avantageusement de mettre en forme les deux séries, par exemple, sous forme de bande ou de nappe, ou ruban que l'on découpe selon la longueur voulue. Ce dispositif peut également assurer un calandrage.

Les fibres minérales peuvent être disposées côte à côte ou bien être tissées selon deux directions. Ces fibres peuvent être de même nature chimique ou bien être de nature différente, par exemple des fibres de carbone tissées avec des fibres de verre. Afin d'améliorer la tenue mécanique de la structure fabriquée à partir de l'agencement approprié de plusieurs matériaux (empilement de plusieurs bandes par exemple), on prévoit de disposer sur l'assemblage des deux séries de fibres, juste avant l'étape iii) des charges minérales sous forme de poudre, conductrices ou non, comme la silice, de la poudre de métal, du noir de carbone pulvérulent, des fibrilles de carbone, des nanotubes de carbone, mais aussi des nanotubes de carbure de silicium, de carbonitrure de bore, de nitrure de bore ou de silicium. De préférence, les charges utilisées sont conductrices de l'électricité et/ou de la chaleur comme les nanotubes de carbone, les fibrilles de carbone ou encore le noir de carbone.

De préférence, on utilise des nanotubes de carbone. On rappelle que par nanotubes de carbone NTC, on entend un ou plusieurs tubes creux à une ou plusieurs parois de plan graphitique ou feuillets de graphène, coaxiaux, ou feuillet de graphène enroulé sur lui-même. Ce ou ces tubes, le plus souvent débouchant (c'est à dire ouverts à une extrémité) ressemblent à plusieurs tubes de grillages disposés coaxialement ; en coupe transversale les NTC se présentent sous forme d'anneaux concentriques. Le diamètre externe des NTC est de 2 à 50nm. On parle de nanotubes de carbone monofeuillet, (en anglais : Single-walled Carbon Nanotubes, SWNT) ou de nanotubes de carbone multifeuillets, (en anglais Multi-walled Carbon Nanotubes, MWNT).

Le saupoudrage des charges peut être assuré à l'aide d'un support vibrant, afin d'assurer une répartition homogène sur les fibres. On dépose par exemple, la poudre de NTC directement sur le matériau fibreux, placé à plat sur un support vibrant, afin de permettre la répartition de la poudre sur les fibres. Ref : 0276-ARK11 Avant la dispersion des charges sur les deux séries de fibres, ces charges peuvent être soumises à un traitement chimique afin de leur apporter des fonctions par exemple polaires en vue d'améliorer leur adhérence sur les fibres polymériques ou encore soumises à un traitement thermique, par exemple supérieur à 900°C et mieux à 1000°C afin d'éliminer des impuretés métalliques dues à leur procédé de synthèse. Avantageusement, les charges sont ni traitées chimiquement ni thermiquement. Les fibres thermoplastiques peuvent être constituées d'un seul type de polymère ou de plusieurs polymères ; dans le cas de plusieurs polymères, la température de fusion Tf ci-dessus est celle du polymère de température de fusion la plus élevée. Les polymères entrant dans la constitution des fibres de la seconde séries de fibres peuvent être choisis, sans limitation, parmi : - les polyéthylènimines (PEI), - les polyamides (PI), - les polyoléfines telles que le polyéthylène notamment haute densité, le polypropylène et les copolymères d'éthylène et/ou de polyprpylène; - les polyuréthanes thermoplastiques (TPU) ; - les polyesters tels que les polyhydroxyalcanoates ; - les polytéréphtalates d'éthylène (PET) ou de butylène (PBT); - les polyphenylenes sulfide (PPS) - les polychlorures de vinyle - les polymères siliconés ou fluorosiliconés ; - les polyalcool de vinyle) - les polyaryléther cétones (PAEK :PolyArylEtherKetone) telle que la polyétheréther cétone (PEEK) et la polyéthercétone cétone (PEKK) ; - les polyamides tels que polyamide tel que le polyamide 6 (PA-6), le polyamide 11 (PA-11), le polyamide 12 (PA-12), le polyamide 6.6 (PA-6.6), le polyamide 4.6 (PA-4.6), le polyamide 6.10 (PA-6.10), le polyamide 6.12 (PA-6.12), les polyamides aromatiques, en particulier les polyphtalamides et l'aramide, et les copolymères blocs, notamment polyamide/polyéther, - les polymères fluorés comprenant au moins un monomère de formule (I) :

Ref : 0276-ARK11 CFX=CHX' (I) ou X et X' désignent indépendamment un atome d'hydrogène ou d'halogène (en particulier de fluor ou de chlore) ou un radical alkyle perhalogéné (en particulier perfluoré), et de préférence X=F et X'=H, tels que le poly(fluorure de vinylidène) (PVDF), de préférence sous forme a, les copolymères de fluorure de vinylidène avec par exemple l'hexafluoropropylène (HFP), les copolymères fluoroéthylène / propylène (FEP), les copolymères d'éthylène avec soit le fluoroéthylène/propylène (FEP), soit le tétrafluoroéthylène (TFE), soit le perfluorométhylvinyl éther (PMVE), soit le chlorotrifluoroéthylène (CTFE), certains de ces polymères étant notamment commercialisés par la société ARKEMA sous la dénomination Kynar ; et - leur mélange.

Pour les polymères fluorés, on préfère utiliser un homopolymère du fluorure de vinylidène (VDF de formule CH2=CF2) ou copolymère du VDF comprenant en poids au moins 50% en masse de VDF et au moins un autre monomère copolymérisable avec le VDF. La teneur en VDF doit être supérieure à 80% en masse, voire mieux 90% en masse, pour assurer une bonne résistance mécanique à la pièce de structure, surtout lorsqu'elle est soumise à des contraintes thermiques. Le comonomère peut être un monomère fluoré choisi par exemple parmi le fluorure de vinyle; le trifluoroéthylène (VF3); le chlorotrifluoroéthylène (CTFE); le 1,2-difluoroéthylène; le tetrafluoroéthylène (TFE); l'éthylène tétrafluoroéthylène (ETFE), l'hexafluoropropylène (HFP); les perfluoro(alkyl vinyl) éthers tels que le perfluoro(méthyl vinyl)éther (PMVE), le perfluoro(éthyl vinyl) éther (PEVE) et le perfluoro(propyl vinyl) éther (PPVE); le perfluoro(1,3-dioxole); le perfluoro(2,2-diméthyl-1,3-dioxole) (PDD). De préférence, le comonomère éventuel est choisi parmi le chlorotrifluoroéthylène (CTFE), l'hexafluoropropylène (HFP), le trifluoroéthylène (VF3) et le tétrafluoroéthylène (TFE). Le comonomère peut aussi être une oléfine telle que l'éthylène ou le propylène. Le comonomère préféré est l'HFP. Pour des pièces de structure devant résister à des températures élevées, outre les polymères fluorés, on utilise avantageusement selon

Ref : 0276-ARK11 l'invention les PAEK (PolyArylEtherKetone) tels que PEK, PEEK, PEKK, PEKEKK etc. Par rapport aux procédés de l'art antérieur, le procédé selon la présente invention, est parfaitement bien adapté à des polymères présentant des températures de fusion élevées, par exemple supérieurs à 130°C comme les polymères fluorés, les PAEK, les polyéthylènes haute densité, ou encore le PET ou PBT ou PBT. On peut aussi utiliser des fibres de Kevlar ou des fibres d'aramide. Les fibres minérales auxquelles s'appliquent l'invention sont notamment les fibres de carbone, de verre, de bore, de silice, les fibres naturelles comme le lin, la soie notamment d'araignée, le chanvre, le sisal. Des fibres organiques peuvent être mélangées aux fibres minérales pour former la première série de fibres qui est destinée à être imprégnée de polymère après la fonte des fibres de polymère thermoplastique. Dans ce cas on choisira bien sûr des fibres organiques c'est-à-dire des fibres polymères dont la température de fusion est supérieure à la température de fusion Tf des fibres de la seconde série que l'on fond. Ainsi, il n'y a aucun risque de fusion pour les fibres organiques présentes dans la première série de fibres. Le matériau fibreux réalisé avec le procédé est obtenu avec 50% de fibres minérales et 50% de fibres de polymère thermoplastique, de préférence avec 30% de fibres minérales et 70% de fibres de polymère thermoplastique. L'invention concerne également l'utilisation de matériau fibreux tels que décrits pour la fabrication de pièces mécaniques en 3D, notamment les ailes d'avion, le fuselage d'un avion, la coque d'un bateau, les longerons ou spoilers d'une automobile, ou des disques de freins, ou encore le corps de vérin ou de volants de direction. L'invention concerne également un système de mise en oeuvre du procédé, ce système comprenant un dispositif de mise en place des fibres de manière à disposer les deux séries de fibres au contact l'une de l'autre, et un dispositif de chauffage des deux séries de fibres. Selon l'invention, le chauffage des deux séries de fibres minérales et de polymère est réalisé par un chauffage laser ou une torche à plasma ou encore un four à infra rouge.

Ref : 0276-ARK11 Le système peut comporter un dispositif de calandrage. Il peut également être prévu que le chauffage soit réalisé par le dispositif de calandrage.

D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description qui est faite ci-après et qui est donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif et en regard des figures sur lesquelles : - la figure représente le schéma d'un premier système de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, - la figure 2 représente le schéma d'un deuxième système de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, - la figure 3 représente le schéma en coupe transversale AA d'un support 50 recouvert de fibres selon le procédé, - la figure 4 représente le schéma en coupe transversale BB du support 50 après fonte des fibres polymère thermoplastique selon le procédé, - la figure 5 représente le schéma d'un troisième système de mise en oeuvre du procédé.

Les systèmes représentés sur les figures 1, 2 et 5 permettent une mise en oeuvre du procédé de fabrication en ligne et en continu proposé selon l'invention pour la fabrication de matériau fibreux pré imprégné de polymère thermoplastique. Chaque système comporte un dispositif 100 de mise en place des deux séries de fibres à savoir la première série de fibres 1 qui comporte des fibres minérales et la seconde série de fibres 2 qui comporte des fibres de polymère thermoplastique ayant leur température de fusion égale à Tf. Ces dispositifs portent la même référence 100 sur les figures 1, 2 et 5 et assurent la même fonction à savoir disposer les deux séries de fibres au contact l'une de l'autre.

Chaque système comporte également un dispositif de chauffage 110 et éventuellement un dispositif de calandrage 115 comme c'est le cas pour les systèmes des figures 1 et 5. Il peut être prévu que le dispositif de calandrage assure la fonction de chauffage de deux séries de fibres.

Ref : 0276-ARK11 Dans l'exemple du système représenté sur la figure 1, le dispositif 100, de mise en place des fibres comporte deux voies superposées. Les deux séries de fibres sont amenées par les deux voies superposées vers une même direction, ces deux voies se rapprochant jusqu'à ce que les deux séries de fibres s'intercalent pour former un plan homogène imposé par le calibre des fibres, les fibres ayant des dimensions constantes. Le plan homogène se présente sous la forme d'une bande acheminée de manière à passer devant le dispositif de chauffage 110. Ce dispositif de chauffage permet en quelques secondes d'atteindre la température de fusion désirée Tf de sorte que les fibres de polymère thermoplastique ayant une température de fusion inférieure ou égale à Tf, fondent. Le polymère fondu adhère aux fibres de la première série (comportant des fibres minérales). Après passage à température ambiante, la bande de matériau fibreux 10 ainsi réalisée peut être exploitée selon les besoins, par exemple, être découpée par un dispositif de découpe 200 pour entrer dans la fabrication de pièces mécaniques. Sur la figure 2 on a représenté un dispositif adapté à la mise en place des deux séries de fibres sur un support 50 servant de moule pour former la structure d'une pièce 3D en matériau fibreux.

Dans cet exemple, le dispositif de mise en place des fibres est constitué de deux bras 102 et 103 disposés au dessus d'un plan horizontal entraîné par un système mécanique non représenté de type tapis roulant 101. Plusieurs supports 50 sont disposés sur ce tapis les uns derrières les autres suivant le sans d'avancement. Le bras 102 permet de poser les fibres de la première série 1 sur un support 50 tandis que le bras 103 permet de poser les fibres de la deuxième 2 série sur un support 50 sur lequel les fibres de la première série ont été mises en place. Bien entendu, les bras 102 et 103 sont motorisés de manière à pouvoir être déplacés au plus prés de la surface des supports 50 afin d'avoir une bonne précision dans la mise en place des fibres. Pour l'arrêt net des fibres en bordure des supports 50, le système peut comporter des bras de découpes. Lorsque les supports 50 comportent les deux séries de fibres, ils sont acheminés dans la zone de chauffage. Chaque support 50 est placé face au

Ref : 0276-ARK11 dispositif de chauffage 110 pour permettre la fusion des fibres en polymère thermoplastique de la deuxième série. Le schéma de la figure 3 illustre un support 50 recouvert des deux séries de fibres 1 et 2, vu en coupe transversale.

Le schéma de la figure 4 permet d'illustrer ce support 50 après fusion des fibres de la deuxième série. Seules les fibres de la première série 1 peuvent être vues sur la coupe. Dans l'exemple du système représenté sur la figure 5, le dispositif de mise en place100 comporte deux voies dont les issues sont en vis-à-vis. Les deux séries de fibres 1 et 2 sont amenées par les deux voies sur un même plan de manière à venir en contact et à s'intercaler dans une zone de vis-à-vis et former un plan homogène imposé par le calibre des fibres. Le plan formé par les deux séries de fibres en contact, passe pendant quelques secondes dans la zone de chauffage prévue pour obtenir la fusion des fibres polymères thermoplastiques. Dans cet exemple le dispositif de calandrage 115 peut assurer en plus la fonction de chauffage et se substituer au dispositif 110. En sortie du dispositif de calandrage, on obtient le matériau fibreux sous forme de bande 10 que l'on peut ensuite exploiter selon les besoins.

Dans cet exemple les deux séries de fibres sont entraînées chacune par un dispositif de type tapis roulant 111 et 112. Il peut avantageusement être prévu des règles 113 et 114 de maintien de l'écartement de fibres sur chacun des tapis. Il est bien entendu que lorsque l'on parle de mettre en contact les fibres en les intercalant, cela ne se limite pas à placer une fibre d'une série entre deux fibres de l'autre série. En effet, les dispositifs de mise en place 100 permettent de placer deux fibres côte à côte d'une même série entre deux fibres de l'autre série. De préférence, un tel agencement sera utilisé de manière à avoir par exemple une fibre minérale pour deux fibres de polymère thermoplastique.

Cela ne se limite pas non plus à placer les fibres côte à côte. Il peut être prévu également, dans le cas où les fibres minérales constituent déjà un entrecroisement de type tissage à deux directions, de mettre les fibres de polymère thermoplastique en contact avec ce tissage, par exemple en les

Ref : 0276-ARK11 plaçant sur une face du tissage, cette face étant ensuite placée face au dispositif de chauffage. D'autres systèmes comme par exemple les systèmes mécaniques décrits dans les brevets US 6 607 626 ; US 6 939 424 et US 7 235 149 5 pourraient également convenir pour la mise en place des fibres. Ref : 0276-ARK11

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un matériau fibreux pré-imprégné de polymère thermoplastique, consistant à i) utiliser au moins deux séries de fibres différentes, une première série de fibres comprenant des fibres minérales et une seconde série de fibres comprenant des fibres de polymère thermoplastique ayant une température de fusion Tf, ii) disposer les deux séries de fibres au contact l'une de l'autre puis iii) chauffer l'ensemble des deux séries de fibres jusqu'à une température au moins égale à la température de fusion Tf des fibres thermoplastiques et à laisser refroidir l'ensemble jusqu'à la température ambiante.
2. Procédé de fabrication d'un matériau fibreux pré-imprégné de polymère thermoplastique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux séries de fibres sont mises place de manière à se présenter sous forme de bande ou de nappe, ou ruban.
3. Procédé de fabrication selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les fibres minérales sont disposées côte à côte ou bien tissées selon deux directions.
4. Procédé de fabrication selon la revendication 3, caractérisé en ce que les fibres minérales sont de même nature chimique ou bien de nature différente.
5. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fibres minérales sont choisies parmi les fibres de carbone, de verre, de bore, de silice, les fibres naturelles comme le lin, la soie notamment d'araignée, le chanvre, le sisal.
6. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première série de fibres comporte des fibres organiques dont la température de fusion est supérieure à la température de fusion Tf des fibres de la seconde série. Ref : 0276-ARK11 30
7. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on dispose sur l'assemblage des deux séries de fibres, juste avant l'étape iii) des charges minérales sous forme de poudre, conductrices ou non, comme la silice, de la poudre de métal, du noir de carbone pulvérulent, des fibrilles de carbone, des nanotubes de carbone, ou comme des nanotubes de carbure de silicium, de carbonitrure de bore, de nitrure de bore ou de silicium.
8. Procédé de fabrication selon la revendication 7, caractérisé en ce que les charges utilisées sont conductrices de l'électricité et/ou de la chaleur comme les nanotubes de carbone (NTC), les fibrilles (NFC) de carbone ou encore le noir de carbone.
9. Procédé de fabrication selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'on dépose de la poudre de NTC et en ce que cette poudre est déposée directement de manière répartie sur le matériau fibreux.
10. Procédé de fabrication selon la revendication 7 caractérisé en ce que, avant la dispersion des charges sur les deux séries de fibres, ces charges sont soumises à un traitement chimique en vue d'améliorer leur adhérence sur les fibres polymériques ou encore soumises à un traitement thermique, supérieur à 900°C et mieux supérieure à 1000°C afin d'éliminer des impuretés métalliques dues à leur procédé de synthèse.
11. Procédé de fabrication selon la revendication 7, caractérisé en ce que les charges sont ni traitées chimiquement ni thermiquement.
12 Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fibres de polymère thermoplastique entrant dans la constitution des fibres de la seconde séries de fibres sont constituées d'un seul type de polymère ou de plusieurs polymères ; dans le cas de plusieurs polymères, la température de fusion Tf est celle du polymère de température de fusion la plus élevée. Ref : 0276-ARK1113. Procédé de fabrication selon la revendication 12, caractérisé en ce que les polymères entrant dans la constitution des fibres de la seconde séries de sont choisis parmi : - les polyéthylènimines (PEI), - les polyimides (PI), - les polyoléfines telles que le polyéthylène notamment haute densité, le polypropylène et les copolymères d'éthylène et/ou de polyprpylène; - les polyuréthanes thermoplastiques (TPU) ; - les polyesters tels que les polyhydroxyalcanoates ; - les polytéréphtalates d'éthylène ou de butylène ; - les polychlorures de vinyle - les polymères siliconés ou fluorosiliconés ; - les poly(alcool de vinyle) - les polyaryléther cétones (PAEK) telle que la polyétheréther cétone 15 (PEEK) et la polyéthercétone cétone (PEKK) ; - les polyamides tels que polyamide tel que le polyamide 6 (PA-6), le polyamide 11 (PA-11), le polyamide 12 (PA-12), le polyamide 6.6 (PA-6.6), le polyamide 4.6 (PA-4.6), le polyamide 6.10 (PA-6.10), le polyamide 6.12 (PA-6.12), les polyamides aromatiques, en particulier les polyphtalamides et 20 l'aramide, et les copolymères blocs, notamment polyamide/polyéther, - les polymères fluorés comprenant au mois un monomère de formule (I) : CFX=CHX' (I) ou X et X' désignent indépendamment un atome d'hydrogène ou 25 d'halogène (en particulier de fluor ou de chlore) ou un radical alkyle perhalogéné (en particulier perfluoré), et de préférence X=F et X'=H, tels que le poly(fluorure de vinylidène) (PVDF), de préférence sous forme a, les copolymères de fluorure de vinylidène avec par exemple l'hexafluoropropylène (HFP), les copolymères fluoroéthylène / propylène 30 (FEP), les copolymères d'éthylène avec soit le fluoroéthylène/propylène (FEP), soit le tétrafluoroéthylène (TFE), soit le perfluorométhylvinyl éther (PMVE), soit le chlorotrifluoroéthylène (CTFE), certains de ces polymères étant par exemple commercialisés sous la dénomination Kynar ; et -leur mélange. 35 Ref : 0276-ARK1114. Procédé de fabrication selon la revendication 13, caractérisé en ce que pour les polymères fluorés, on choisit un homopolymère du fluorure de vinylidène (VDF de formule CH2=CF2) ou copolymère du VDF comprenant en poids au moins 50% en masse de VDF et au moins un autre monomère copolymérisable avec le VDF. 15. Procédé de fabrication selon la revendication 14, caractérisé en ce que la teneur en VDF est supérieure à 80% en masse, et de préférence 90% en masse, pour assurer une bonne résistance mécanique à la structure de pièces réalisées en matériau fibreux. 16 Procédé de fabrication selon la revendication 14, caractérisé en ce le comonomère est un monomère fluoré choisi par exemple parmi le fluorure de vinyle; le trifluoroéthylène (VF3); le chlorotrifluoroéthylène (CTFE); le 1,2- difluoroéthylène; le tetrafluoroéthylène (TFE); l'hexafluoropropylène (HFP); les perfluoro(alkyl vinyl) éthers tels que le perfluoro(méthyl vinyl)éther (PMVE), le perfluoro(éthyl vinyl) éther (PEVE) et le perfluoro(propyl vinyl) éther (PPVE); le perfluoro(1,3-dioxole); le perfluoro(2,2-diméthyl-1,3-dioxole) (PDD) ou ou une oléfine telle que l'éthylène ou le propylène. 17. Procédé de fabrication selon la revendication 14, caractérisé en ce que le comonomère est choisi parmi le chlorotrifluoroéthylène (CTFE), l'hexafluoropropylène (HFP), le trifluoroéthylène (VF3) et le tétrafluoroéthylène (TFE), de préférence le comonomère est l'HFP. 18. Procédé de fabrication selon la revendication 13, caractérisé en ce que pour des structures de pièces réalisées en matériau fibreux devant résister à des températures élevées, outre les polymères fluorés, on utilise les PAEK tels que PEK, PEEK, PEKK, PEKEKK. 19. Utilisation du matériau fibreux pré-imprégné de polymère thermoplastique obtenu par le procédé selon la revendication 1, pour la fabrication de structures de pièces mécaniques en 3D, comme les ailes d'avion, le fuselage d'un avion, la coque d'un bateau, les longerons ou spoilers d'une Ref : 0276-ARK11 30automobile, ou des disques de freins, ou encore le corps de vérin ou de volants de direction. 20. Système de mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif (100) de mise en place des fibres de manière à disposer les deux séries de fibres au contact l'une de l'autre et un dispositif de chauffage (110) des deux séries de fibres comme un chauffage au laser ou une torche à plasma ou un four à infra rouge. 21. Système de mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de calandrage (115) des deux séries de fibres. Ref : 0276-ARK11