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RÉSUMÉ
Les textures textiles tridimensionnelles sont constituées de fibres discontinues ou continues, disposées dans les trois directions de l’espace. Ils sont fabriqués par tissage, tricotage, tressage ou directement non-tissés. Les textiles 3D peuvent être utilisés seuls ou être imprégnés par des lubrifiants ou diverses résines. Ils peuvent constituer la texture de renforcement d’un matériau composite afin d'assurer différentes fonctions en mécanique, en étanchéité, en renforcement, en isolation, en filtration, en drainage ou encore en protection balistique.
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Lire l’articleAuteur(s)
-
Guy NEMOZ : Docteur ès sciences - Ingénieur chimiste ESCIL - Institut français du textile-habillement (IFTH)
INTRODUCTION
Les textiles 3D, ou textures textiles tridimensionnelles ou préformes, sont constitués de fibres discontinues ou de fils continus disposés dans les trois directions de l’espace. Ces éléments textiles sont reliés entre eux par des procédés mécaniques associant les fibres dans un plan x-y et perpendiculairement dans la direction z ou dans toute autre direction d’un repère orthonormé x-y-z.
Les textiles stratifiés en couches parallèles, sans liaisons entre elles, sont exclus strictement de la définition. Cependant, seront présentées les technologies multiaxiales planes à couches cousues ou reliées faiblement, ainsi que des procédés réalisant des volumes.
Les textiles 3D peuvent être utilisés seuls, ou être imprégnés par des lubrifiants ou diverses résines, ou constituer la texture de renforcement d’un matériau composite, suivant les différentes fonctions recherchées : mécanique, étanchéité, renforcement, isolation, filtration, drainage ou protection balistique par exemple [1] .
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2. Description des textures textiles tridimensionnelles
Les textiles 3D sont décrits selon leur appartenance directe ou associée aux principales technologies de création de surfaces ou de volumes textiles : tissage, tricotage, tressage, non-tissage.
2.1 Tissage
2.1.1 Tissus multicouches avec ondulation des fils
Le principe de base du tissage consiste à croiser orthogonalement des fils de chaîne en nappe avec des fils de trame. Le tissage multicouche utilise plusieurs nappes parallèles de fils de chaîne. Les fils de chaîne peuvent traverser toute l’épaisseur du tissu, et l’on obtient un tissu à entrelacement d’angle (figure 1 a ) ou uniquement des couches adjacentes pour réaliser un tissu à entrelacement multicouche (figure 1 b ). Dans tous les cas, les fils de chaîne et de trame présentent une ondulation due au mode de croisement, c’est la caractéristique dite « d’embuvage » existant dans les tissus 2D. Des tissus pouvant avoir 15 à 20 couches sont obtenus suivant ces procédés.
Les bandes transporteuses [3] sont renforcées par des structures multicouches (figure 2) à faible embuvage des fils de chaîne (en polyester, polyamide ou aramide) ; après enduction d’un élastomère, l’épaisseur de la bande peut atteindre une épaisseur de 15 mm, pour une masse surfacique de 10 kg/m2 et une résistance à la rupture en traction de 4 000 daN/cm de largeur.
Aérospatiale a développé un procédé Aérotiss® 2,5D permettant avec un nombre de chaînes parallèles de 3 à 19, sur une machine à tisser modifiée, d’insérer des trames droites sans ondulation (figure 3).
Ce procédé permet de tisser des fibres de verre et de carbone et de réaliser des panneaux plans de 1,5 m de large pour une longueur de 3 m. Il permet, après consolidation par une matrice, de réaliser des peaux de bord d’attaque d’avion.
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Description des textures textiles tridimensionnelles
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - * - Guide de l’acheteur des textiles à usages techniques 2000, Ed. TUT – Euredia.
-
(2) - FUKUTA, al - * - 15th Text. Res. Symp. Osaka 1984, p. 36-38.
-
(3) - BOUAZIZ (L.) - * - TUT no 3, 1992, p. 51.
-
(4) - GRENIÉ (Y.) - * - Matériaux et Techniques, p 33-41.
-
(5) - CAHUZAC (C.G.) - * - Structures Multidirectionnelles, Stage ITF 17/03/1998.
-
(6) - MOHAMED (M.) - * - US Patent 5 085 252, 1992.
-
(7) - * - TISSAVEL TUT no 1, p. 8, no 2, p. 25.
- ...
ANNEXES
1 Producteurs de textiles 3D (liste non exhaustive)
-
Producteurs français
Chomarat http://www.chomarat.com
CRST
CTMI
EADS
ETECT
Hexcel Fabrics
Porcher Industries
Tissavel
-
Producteurs étrangers
USA : Albany Techniweave ARC Bally Ribbon Mills 3 Tex
Pays-Bas : Parabeam
Allemagne : Vorwerk
Japon : Shikibo
2 Constructeurs de machines (liste non exhaustive)
France : Laroche, Spiraltex
Allemagne : Liba, Karl Mayer
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Institut Français du Textile/Habillement Site web : http://www.ifth.org
Université Lyon 1, Laboratoire L2M 69622 Villeurbanne Cedex
ONERA
École des Mines de Paris et Saint-Étienne
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