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FR3153019A1 - Piece comprenant une barriere anti-feu - Google Patents

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FR3153019A1
FR3153019A1 FR2309949A FR2309949A FR3153019A1 FR 3153019 A1 FR3153019 A1 FR 3153019A1 FR 2309949 A FR2309949 A FR 2309949A FR 2309949 A FR2309949 A FR 2309949A FR 3153019 A1 FR3153019 A1 FR 3153019A1
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FR
France
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fire
resistant layer
thickness
matrix
temperature
Prior art date
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Pending
Application number
FR2309949A
Other languages
English (en)
Inventor
Sacha BERARD
Benjamin PACI
Jean THIBERT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran SA
Original Assignee
Safran SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Safran SA filed Critical Safran SA
Priority to FR2309949A priority Critical patent/FR3153019A1/fr
Priority to PCT/FR2024/051220 priority patent/WO2025062097A1/fr
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Abstract

L’invention concerne une pièce (11), en particulier pour une turbomachine (1) d’aéronef, la pièce (11) comprenant : - un corps (12) comprenant un premier matériau composite comprenant une matrice organique et des fibres noyées dans la matrice, et - une barrière anti-feu (13) comprenant une couche anti-feu (14) agencée sur au moins une surface du corps (12), caractérisée en ce que la couche anti-feu (14) a une capacité d’expansion et présente une première épaisseur (e1) lorsqu’elle est soumise à une température inférieure à une température seuil, et une seconde épaisseur lorsqu’elle est soumise à une température supérieure ou égale à la température seuil, la seconde épaisseur étant supérieure à la première épaisseur (e1), la couche anti-feu (14) comprenant un second matériau composite comprenant une matrice en polymère thermoplastique et des fibres non tissées noyées dans la matrice du second matériau. Figure d’abrégé : Figure 2

Description

PIECE COMPRENANT UNE BARRIERE ANTI-FEU Domaine technique de l'invention
L’invention concerne le domaine technique des pièces comprenant un corps en matériau composite à matrice organique et une barrière anti-feu.
L’invention concerne en particulier des pièces de turbomachine d’aéronef.
L’invention concerne également le procédé de fabrication de ces pièces.
 Arrière-plan technique
Parmi les matériaux composites, on connait les matériaux composites à matrice organique, également connus sous l’acronyme « CMO ». Ces matériaux composites comprennent typiquement une matrice organique et des fibres noyées dans la matrice organique.
De tels matériaux composites présentent une bonne tenue mécanique et une faible densité comparés aux matériaux métalliques tels que l’acier. Compte tenu de ces propriétés avantageuses, ces matériaux sont de plus en plus privilégiés dans le domaine aéronautique. Il est ainsi connu d’équiper des turbomachines d’aéronef de pièces en matériau composite à matrice organique.
Une turbomachine d’aéronef s’étend typiquement autour et le long d’un axe longitudinal. Elle comprend d’amont en aval dans le sens de circulation des gaz le long de l’axe longitudinal, une zone compartiment de soufflante dans laquelle est agencée une soufflante et une zone aval dans laquelle sont agencés un compresseur basse pression, un compresseur haute pression, au moins une chambre de combustion, une turbine haute pression et une turbine basse pression.
La zone aval est une zone dans laquelle les températures peuvent atteindre plusieurs centaines de degrés voire des températures allant jusqu’à 1500°C. Ainsi, les pièces situées dans cette zone, tels que des carters, doivent résister à de telles températures. Aussi, la zone de soufflante comme la zone aval, sont des zones à risque de feu dans laquelle un feu est susceptible de se propager. Ainsi, les pièces situées dans cette zone doivent également résister à de fortes températures.
Or, les pièces comprenant un corps en matériau composite à matrice organique ne résistent pas aux fortes températures et de tels matériaux sont susceptibles de se dégrader rapidement dans un environnement soumis à des températures élevées tel que la zone aval. En outre, du fait de leur faible résistance thermique, de telles pièces doivent présenter des dispositifs de sécurité supplémentaires pour être appliquées dans des zones de la turbomachine soumises à des risques de feu.
Dans ce cadre, il a été proposé d’équiper ces pièces d’une barrière anti-feu pour préserver le corps en matériau composite d’une dégradation thermique et permettre leur mise en œuvre dans la zone aval ou de soufflante.
Le document FR-B1-3 016 187 propose une pièce, en particulier un carter de soufflante, présentant un corps en matériau composite comprenant une matrice et des fibres noyées dans la matrice. Selon ce document, la pièce comprend en outre une barrière anti-feu comprenant des lés de fibres de verre pré-imprégnées avec une résine polymérisée. La résine est par exemple une résine époxy, une résine phénolique ou une résine cyanate ester. Les lés de fibres de verre noyées dans la résine forment une couche sacrificielle anti-feu. En effet, sous l’effet de l’augmentation de la température lors par exemple d’un feu, la résine se dégrade créant une lame d’air isolante thermiquement. C’est donc la dégradation de la résine qui permet la protection du corps de la pièce contre une attaque thermique.
Bien qu’une telle barrière anti-feu permette de limiter les dégradations du corps de la pièce en matériau composite en cas d’une augmentation de la température, elle ne donne pas entière satisfaction. En effet, une telle barrière anti-feu doit présenter une épaisseur importante pour limiter les dégradations thermiques du corps en matériau composite ce qui a tendance à augmenter la masse et l’encombrement de la pièce. Aussi, la fabrication d’une telle barrière anti-feu est complexe puisqu’elle implique une étape de drapage de fibres de verre pré-imprégnées. Le coût de fabrication d’une telle pièce est par conséquent élevé.
Il existe donc un besoin de fournir une pièce comprenant un corps en matériau composite à matrice organique pouvant être mise en œuvre dans un environnement soumis à un risque de feu ou à de fortes températures, qui soit légère, peu encombrante, facile à fabriquer et peu coûteuse.
A cet effet, l’invention propose une pièce, en particulier pour une turbomachine d’aéronef, la pièce comprenant :
- un corps comprenant un premier matériau composite comprenant une matrice organique et des fibres noyées dans la matrice, et
- une barrière anti-feu comprenant une couche anti-feu agencée sur au moins une surface du corps.
La pièce est remarquable en ce que la couche anti-feu a une capacité d’expansion et présente une première épaisseur lorsqu’elle est soumise à une température inférieure à une température seuil, et une seconde épaisseur lorsqu’elle est soumise à une température supérieure ou égale à la température seuil, la seconde épaisseur étant supérieure à la première épaisseur, la couche anti-feu comprenant un second matériau composite comprenant une matrice en polymère thermoplastique et des fibres non tissées noyées dans la matrice du second matériau.
Ainsi, selon l’invention, la couche anti-feu est expansible. Elle est apte à gonfler sous l’effet d’une augmentation de la température. Cette capacité d’expansion permet à la couche anti-feu d’isoler thermiquement le corps de la pièce en cas d’augmentation de la température, par exemple en cas de feu. Il a ainsi été démontré que la couche anti-feu selon l’invention permet un abattement thermique d’au moins 170°C en cas de feu comparé à une pièce sans couche anti-feu.
La pièce peut être ainsi mise en œuvre dans un environnement soumis à de fortes températures ou dans lequel règne un risque de feu.
En outre, tant que la température ne dépasse pas la température seuil, la couche anti-feu présente la première épaisseur et le passage à la seconde épaisseur ne survient que lorsque la température atteint ou dépasse la température seuil. Ainsi, l’épaisseur de la couche anti-feu peut être minimale afin de minimiser l’impact sur la masse de la pièce.
L’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :
- les fibres sont discontinues,
- la couche anti-feu présente un taux massique de fibres compris entre 40% et 80%, de préférence entre 40% et 50%,
- le polymère thermoplastique du second matériau composite présente une température de transition vitreuse égale à la température seuil,
- le polymère thermoplastique du second matériau composite présente une densité comprise entre 1 et 1, 5, de préférence de 1,38,
- le polymère thermoplastique du second matériau composite est choisi parmi les polysulfures de phénylène et les fibres sont des fibres de carbone,
- la couche anti-feu est collée au corps,
- la couche anti-feu est co-moulée avec le corps,
- la couche anti-feu a la capacité d’expansion par gonflement,
- le ratio entre la seconde épaisseur et la première épaisseur est compris entre 400% et 450%.
L’invention concerne également un procédé de fabrication d’une pièce pour une turbomachine d’aéronef, comprenant les étapes suivantes :
(a) fournir un corps comprenant un premier matériau composite comprenant une matrice organique et des fibres noyées dans la matrice du premier matériau,
(b) fournir une barrière anti-feu comprenant une couche anti-feu, et
(c) agencer cette couche anti-feu sur au moins une surface du corps.
Le procédé est remarquable en ce que la couche anti-feu a une capacité d’expansion et présente une première épaisseur lorsqu’elle est soumise à une température inférieure à une température seuil, et une seconde épaisseur lorsqu’elle est soumise à une température supérieure à la température seuil, la seconde épaisseur étant supérieure à la première épaisseur, la couche anti-feu comprenant un second matériau composite comprenant une matrice en polymère thermoplastique et des fibres non tissées noyées dans la matrice du second matériau.
Le procédé selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :
- (d) comprimer la couche anti-feu (14) jusqu’à atteindre l’épaisseur (e1),
- l’étape (d) est réalisée à une température comprise entre 100°C et 400°C, de préférence à 300°C et à une pression comprise entre 40 bars et 100 bars, de préférence 60 bars,
-l’étape (d) est réalisée avant l’étape (c).
Brève description des figures
D’autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit de modes de réalisation non limitatifs de l’invention en référence aux dessins annexés sur lesquels :
laFIG. 1est une représentation schématique en perspective d’une turbomachine d’aéronef à laquelle peut s’appliquer l’invention,
laFIG. 2est une représentation schématique en coupe d’une pièce selon l’invention lorsque la température est inférieure à la température seuil,
laFIG. 3est une représentation schématique en coupe d’une pièce selon l’invention lorsque la température est supérieure ou égale à la température seuil,
laFIG. 4est un schéma synoptique d’un procédé de fabrication de la pièce selon l’invention,
laFIG. 5est un graphique illustrant l’évolution de la température d’une pièce équipée d’une barrière thermique selon l’invention et sans barrière thermique en fonction du temps lorsque soumise à un test feu selon la norme ISO2685.
 Description détaillée de l'invention
Un exemple de turbomachine 1 pour un aéronef et à laquelle l’invention peut s’appliquer est représenté sur laFIG. 1.
L’invention peut s’appliquer à tout type de domaine technique dans lequel une résistance à la température voire au feu est recherchée.
La turbomachine 1 s’étend autour et le long d’un axe longitudinal A.
La turbomachine 1 est par exemple un turboréacteur. Elle comprend d’amont en aval le long de l’axe longitudinal X dans le sens d’écoulement des gaz F dans la turbomachine 1, une soufflante 2, au moins un compresseur 3 tel qu’un compresseur basse pression et un compresseur haute pression, une chambre de combustion 4, au moins une turbine 5 telle qu’une turbine haute pression et une turbine basse pression, et une tuyère d’échappement des gaz.
Les compresseurs basse et haute pression et les turbines haute et basse pression comprennent chacun au moins un rotor. Le rotor du compresseur basse pression est relié au rotor de la turbine basse pression par un arbre basse pression et le rotor du compresseur haute pression est relié au rotor de la turbine haute pression par un arbre haute pression. L’arbre haute pression est centré sur l’axe longitudinal A et agencé coaxialement autour de l’arbre basse pression.
La soufflante 2 comprend un disque 6 mobile en rotation autour de l’axe longitudinal A et des pales 7 s’étendant radialement du disque. La soufflante 2 comprend en outre un arbre de soufflante (non représenté) relié à l’arbre basse pression par l’intermédiaire d’un réducteur de vitesse par exemple. La soufflante 2 est de type carénée. La turbomachine 1 comprend ainsi en outre un carter de soufflante 8. Le carter de soufflante 8 est annulaire et centré sur l’axe longitudinal A. Il est agencé autour des pales 7. Le carter de soufflante 8 délimite une zone de soufflante.
Avantageusement, la turbomachine 1 comprend en outre un carter intermédiaire 9 agencé en aval du carter de soufflante 8. Il est relié au carter de soufflante 8 par exemple par des brides. Le carter intermédiaire 9 est annulaire, centré sur l’axe longitudinal A et délimite une zone intermédiaire dans laquelle peut être située le compresseur basse pression.
La turbomachine 1 comprend en outre un carter aval 10 relié axialement au carter de soufflante 8 par le carter intermédiaire 9. Le carter aval 10 est agencé en aval du carter de soufflante 8 et du carter intermédiaire 9. Il est relié au carter intermédiaire 9 par exemple par des brides. Le carter aval 10 s’étend autour du compresseur haute pression, de la chambre de combustion 4 et de la turbine 5. Le carter aval 10 est annulaire, centré sur l’axe longitudinal A et délimite une zone aval.
La température au sein de la zone aval est comprise entre 100°C et 1500°C, en particulier en raison de la présence de la chambre de combustion 4. Par ailleurs, en raison notamment du risque feu au sein de la zone de de soufflante et de la zone intermédiaire, il est requis que le carter de soufflante 8 et le carter intermédiaire 9 puissent résister à des températures allant jusqu’à 1100°C.
En référence à laFIG. 2, la turbomachine 1 est par ailleurs équipée de pièces 11 comprenant un corps 12 comprenant un premier matériau composite. Ces pièces 11 peuvent former l’un des carters 8, 9, 10 de la turbomachine 1 ou être agencées au sein de l’une des zones de la turbomachine 1 telles que la zone de soufflante, intermédiaire ou aval. Chaque pièce 11 peut être de révolution ou plane. Elle peut présenter une forme annulaire, tubulaire, polygonale ou toute forme selon son application.
Le premier matériau composite du corps 12 comprend une matrice et des fibres noyées dans la matrice. La matrice est de type organique. Le matériau organique de la matrice est un polymère choisi parmi les thermoplastiques ou les thermodurcissables ou un mélange de ceux-ci. Le polymère thermoplastique est par exemple choisi parmi les polyoléfines telles qu’un polypropylène, un polyéthylène, les polymères fluorés ou les polyaryléthercétones telles qu’un polyétheréthercétone ou un mélange de ceux-ci. Le polymère thermodurcissable est par exemple choisi parmi les résines époxy.
Les fibres sont par exemple choisies parmi les fibres de carbone, les fibres de verre ou encore les fibres d’aramide. Les fibres sont par exemple tissées. Elles sont par exemple organisées sous la forme d’une préforme fibreuse tri dimensionnelle.
La pièce 11 comprend en outre une barrière anti-feu 13. La barrière anti-feu 13 comprend une couche anti-feu 14 agencée sur au moins une surface du corps 12.
Selon l’invention, la couche anti-feu 14 comprend un second matériau composite comprenant une matrice en polymère et des fibres noyées dans la matrice. Avantageusement, le polymère de la matrice du second matériau composite présente une densité comprise entre 1 et 1, 5, de préférence de 1,38.
Selon l’invention, le polymère de la matrice du second matériau composite est de type thermoplastique. Préférentiellement, le polymère thermoplastique présente une température de transition vitreuse comprise entre 80°C et 150°C, de préférence entre 80°C et 100°C. Le polymère thermoplastique est par exemple choisi parmi les polyoléfines telles qu’un polyropylène, un polyéthylène, les polymères fluorés, les polyaryléthercétones telles qu’un polyétheréthercétone, les polysulfures de phénylène ou un mélange de ceux-ci. De manière préférée, le polymère thermoplastique est un polysulfure de phénylène.
En outre, selon l’invention, les fibres sont de type non tissées et avantageusement discontinues. De manière connue de l’homme du métier, les fibres non tissées sont des fibres liées par tout type de procédé en dehors du tissage. Par opposition aux filaments, les fibres discontinues désignent des fibres coupées et donc de courte longueur. Les fibres présentent une longueur par exemple comprise entre 10 mm et 50 mm, en particulier entre 12.5 mm et 50 mm. Les fibres présentent un diamètre par exemple compris entre 5 µm et 10 µm, en particulier entre 5 µm et 6 µm. Les fibres présentent un titrage par exemple compris entre 2 230 dtex et 4 460 dtex. Les fibres présentent une densité par exemple comprise entre 1,5 et 2, de préférence de 1,8.
Les fibres sont choisies parmi les fibres de carbone, de verre, d’aramide ou un mélange de celles-ci. Préférentiellement, les fibres sont des fibres de carbone.
Les fibres peuvent être orientées aléatoirement dans la matrice du second matériau composite ou de façon ordonnées. Elles sont préférentiellement orientées aléatoirement. Les fibres sont avantageusement présentes dans le second matériau composite selon un taux massique compris entre 40% et 80%, de préférence entre 40% et 50%.
La couche anti-feu 14 est par exemple un mat de fibres. La couche anti-feu 14 présente un grammage par exemple compris entre 400 gr/m² et 3200 gr/m².
La couche anti-feu 14 est expansible sous l’effet de la température. En particulier, la couche anti-feu 14 est expansible par gonflement. Ainsi, selon l’invention, la couche anti-feu 14 présente une première épaisseur e1 lorsqu’elle est soumise à une température inférieure à une température seuil et une seconde épaisseur e2 lorsqu’elle est soumise à une température supérieure ou égale à la température seuil. Autrement dit, sous l’effet d’une augmentation de la température, la couche anti-feu 14 gonfle.
LaFIG. 2illustre la pièce 11 selon l’invention lorsqu’elle est soumise à une température inférieure à la température seuil. Dans ce cas, la couche anti-feu 14 présente la première épaisseur e1.
LaFIG. 3illustre la pièce 11 selon l’invention lorsqu’elle est soumise à une température supérieure ou égale à la température seuil. Dans ce cas, la couche anti-feu 14 a gonflé et présente la seconde épaisseur e2 qui est supérieure à la première épaisseur e1.
Le caractère expansible par gonflement de la couche anti-feu 14 sous l’effet de la température permet d’assurer une isolation thermique du corps 12 en cas d’augmentation de la température, lors par exemple d’un feu. En effet, le différentiel d’épaisseur de la couche anti-feu limite le transfert de chaleur vers le corps 12 de la pièce 11.
Le ratio entre la seconde épaisseur e2 et la première épaisseur e1 est avantageusement compris entre 400 % et 450 %. Ce ratio représente le taux de gonflement de la couche anti-feu 14.
La première épaisseur e1 est préférentiellement comprise entre 0,5 mm et 5 mm, de préférence entre 1 mm et 3 mm et encore plus préférentiellement entre 1,8 mm et 2,2 mm. Une telle première épaisseur e1 permet de minimiser la masse et l’encombrement de la pièce 11.
La seconde épaisseur e2 est préférentiellement comprise entre 5 mm et 20 mm, de préférence entre 5 et 10 mm et encore plus préférentiellement entre 8,5 mm et 9 mm. Une telle seconde épaisseur e2 permet d’isoler efficacement thermiquement le corps 12 de la pièce 11 sans augmenter considérablement l’encombrement de la pièce 11.
La température seuil est par exemple comprise entre 80°C et 200°C. Préférentiellement, la température seuil est égale à la température de transition vitreuse de la matrice du second matériau composite, c’est-à-dire de la matrice de la couche anti-feu 14.
La barrière anti-feu 13 selon l’invention est, selon un mode de réalisation particulièrement préférée, obtenue par compression couplée à un traitement thermique de la couche anti-feu 14. En effet, la compression sous température de la couche anti-feu 14 permet de réduire l’épaisseur de la couche anti-feu 14 et d’appliquer des contraintes de compression dans la couche anti-feu 14. Lors d’une élévation de la température, en cas par exemple de feu, la matrice de la couche anti-feu 14 pourra atteindre sa température de transition vitreuse. Le changement d’état de la matrice permet de relâcher les contraintes au sein de la couche anti-feu 14 qui ont été préalablement appliquées lors de sa fabrication provoquant ainsi son gonflement. La couche anti-feu 14 présente alors une épaisseur supérieure à son épaisseur initiale et assure l’isolation thermique du corps 12 de la pièce 11.
La couche anti-feu 14 est reliée au corps 12 de la pièce 11. Selon un premier mode de réalisation, la couche anti-feu 14 est collée au corps 12 de la pièce 11. Selon ce mode de réalisation, la pièce 11 comprend en outre une couche de colle (non illustrée) agencée entre le corps 12 et la couche anti-feu 14. La couche de colle comprend par exemple un matériau époxy. La couche de colle présente par exemple une épaisseur comprise entre 50 µm et 500 µm, de préférence entre 100 µm et 200 µm.
Selon un autre mode de réalisation, la couche anti-feu 14 est co-moulée avec le corps 12.
Un procédé de fabrication d’une telle pièce 11 va maintenant être décrit en référence à laFIG. 4.
Le procédé selon l’invention comprend les étapes suivantes :
(a) fournir le corps 12,
(b) fournir la barrière anti-feu 13 comprenant la couche anti-feu 14,
(c) agencer la couche anti-feu 14 sur au moins une surface du corps 12,
(d) préférentiellement, comprimer la couche anti-feu 14.
Selon un exemple de réalisation, l’étape (a) peut comprendre les sous-étapes suivantes :
(a0) réaliser une préforme fibreuse du corps 12,
(a1) densifier la préforme fibreuse d’une résine, et
(a2) éventuellement polymériser la résine.
La sous-étape (a1) peut être réalisée par moulage par transfert de résine également connu sous l’acronyme anglais RTM pour « Resin Transfert Molding ». A cet effet, la préforme fibreuse est agencée dans un moule.
La sous-étape (a2) peut être réalisée par chauffage de la résine pour former la matrice du premier matériau composite.
L’étape (b) peut être réalisée par agglomération des fibres sur un support puis projection de la matrice thermoplastique sur le support afin de lier les fibres entre elles.
Lors de l’étape (c), la couche anti-feu 14 peut être collée sur le corps 12.
Selon un autre exemple, lors de l’étape (c), la couche anti-feu 14 peut être co-moulée. Selon cet exemple, la couche anti-feu 14 est collée sur le corps 12 à l’aide par exemple d’un adhésif et les étapes (a1) et (a2) sont réalisées après l’étape (c) pour co-mouler la couche anti-feu 14 et le corps 12.
Avant l’étape (d), la couche anti-feu 14 présente une troisième épaisseur e3 supérieure à la première épaisseur e1. La troisième épaisseur e3 est en particulier égale à la seconde épaisseur e2.
Lors de l’étape (d), la couche anti-feu 14 est comprimée jusqu’à atteindre la première épaisseur e1. Avantageusement, l’étape (d) est réalisée à une température comprise entre 100°C et 400°C, de préférence à 300°C et à une pression comprise entre 40 bars et 100 bars, de préférence 60 bars.
L’étape (d) est réalisée avant l’étape (c).
L’étape (d) de compression est particulièrement préférée car elle permet de réduire l’épaisseur de la couche anti-feu 14 et d’appliquer des contraintes de compression dans la couche anti-feu 14. Lors d’une élévation de la température, en cas par exemple de feu, la matrice de la couche anti-feu 14 pourra atteindre sa température de transition vitreuse. Le changement d’état de la matrice permet de relâcher les contraintes au sein de la couche anti-feu 14 qui ont été préalablement appliquées lors de sa fabrication provoquant ainsi son gonflement. La couche anti-feu 14 présente alors une épaisseur supérieure à son épaisseur initiale et assure l’isolation thermique du corps 12 de la pièce 11.
EXEMPLES Exemple 1 : test feu selon la norme ISO 2685
Des essais de résistance au feu ont été réalisés dans le but d’évaluer les propriétés d’isolation thermique de la barrière anti-feu 13 selon l’invention. Ces essais ont été réalisés sur des coupons de dimension 120 mm x 120 mm et comprenant un premier matériau composite selon l’invention. Une première série S1 de coupons est dépourvue de couche anti-feu 14 selon l’invention et une série S2 de coupons a été équipée d’une barrière anti-feu 13 selon l’invention.
Les première et seconde série S1, S2 de coupons ont été soumises à un test de résistance au feu selon la norme ISO 2685. Le bruleur mis en œuvre est un bruleur au propane.
Les résultats de ces essais sont présentés à laFIG. 5. Le graphique illustre l’évolution de la température des coupons des première et seconde série S1, S2 en fonction du temps.
Le graphique montre que la température des coupons de la première série S1 atteint rapidement 450°C alors que la température des coupons de la seconde série S2 est maintenue à un maximum de 280°C. Ainsi, la couche anti-feu 14 selon l’invention permet un abattement thermique Δ d’environ 170°C.
Les coupons de la seconde série S2 sont résistants à la chaleur, en particulier à des températures allant jusqu’à 1100°C, et répondent à la norme ISO 2685.

Claims (13)

  1. Pièce (11), en particulier pour une turbomachine (1) d’aéronef, la pièce (11) comprenant :
    - un corps (12) comprenant un premier matériau composite comprenant une matrice organique et des fibres noyées dans la matrice, et
    - une barrière anti-feu (13) comprenant une couche anti-feu (14) agencée sur au moins une surface du corps (12),
    caractérisée en ce que la couche anti-feu (14) a une capacité d’expansion et présente une première épaisseur (e1) lorsqu’elle est soumise à une température inférieure à une température seuil, et une seconde épaisseur (e2) lorsqu’elle est soumise à une température supérieure ou égale à la température seuil, la seconde épaisseur (e2) étant supérieure à la première épaisseur (e1), la couche anti-feu (14) comprenant un second matériau composite comprenant une matrice en polymère thermoplastique et des fibres non tissées noyées dans la matrice du second matériau.
  2. Pièce selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les fibres sont discontinues.
  3. Pièce selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la couche anti-feu (14) présente un taux massique de fibres compris entre 40% et 80%, de préférence entre 40% et 50%.
  4. Pièce selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le polymère thermoplastique du second matériau composite présente une température de transition vitreuse égale à la température seuil.
  5. Pièce selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le polymère thermoplastique du second matériau composite présente une densité comprise entre 1 et 1, 5, de préférence de 1,38.
  6. Pièce selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le polymère thermoplastique du second matériau composite est choisi parmi les polysulfures de phénylène et les fibres sont des fibres de carbone.
  7. Pièce selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la couche anti-feu (14) est collée au corps (12).
  8. Pièce selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la couche anti-feu (14) est co-moulée avec le corps (12).
  9. Pièce selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la couche anti-feu (14) a la capacité d’expansion par gonflement.
  10. Pièce selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le ratio entre la seconde épaisseur (e2) et la première épaisseur (e1) est compris entre 400% et 450%.
  11. Procédé de fabrication d’une pièce (11) pour une turbomachine (1) d’aéronef, comprenant les étapes suivantes :
    (a) fournir un corps (12) comprenant un premier matériau composite comprenant une matrice organique et des fibres noyées dans la matrice du premier matériau,
    (b) fournir une barrière anti-feu (13) comprenant une couche anti-feu (14), et
    (c) agencer cette couche anti-feu (14) sur au moins une surface du corps (12),
    caractérisé en ce que la couche anti-feu (14) a une capacité d’expansion et présente une première épaisseur (e1) lorsqu’elle est soumise à une température inférieure à une température seuil, et une seconde épaisseur (e2) lorsqu’elle est soumise à une température supérieure à la température seuil, la seconde épaisseur (e2) étant supérieure à la première épaisseur (e1), la couche anti-feu (14) comprenant un second matériau composite comprenant une matrice en polymère thermoplastique et des fibres non tissées noyées dans la matrice du second matériau.
  12. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend en outre l’étape suivante :
    (d) comprimer la couche anti-feu (14) jusqu’à atteindre l’épaisseur (e1).
  13. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’étape (d) est réalisée à une température comprise entre 100°C et 400°C, de préférence à 300°C et à une pression comprise entre 40 bars et 100 bars, de préférence 60 bars.
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