Titre : PROCEDE DE PROTECTION THERMIQUE Domaine technique

L’invention concerne un procédé pour protéger thermiquement une pièce soumise à une température comprise entre 400°C et 900°C.

Art antérieur

L’utilisation d’un textile en fils de verre pour protéger une pièce d’une température comprise entre 400°C et 900°C est connue, en particulier pour la protection thermique de tuyaux.

A cet effet, le tissu peut être déformé pour se conformer à la pièce à protéger. Il existe ainsi un besoin pour un tissu présentant une bonne déformabilité.

Par ailleurs, l’exposition prolongée du tissu en fils de verre à une température comprise entre 400°C et 900°C conduit à une dégradation des propriétés mécaniques des fils, et nuit à la longévité de la protection. Il existe ainsi également un besoin pour augmenter la durée de vie d’une telle protection.

La présente invention vise à satisfaire au moins partiellement ce besoin.

Exposé de l’invention Résumé de l’invention

L’invention propose un procédé de protection thermique d’une pièce selon lequel on dispose un écran de protection dans une position de service dans laquelle il isole physiquement au moins une partie de ladite pièce d’une source de chaleur, ladite source de chaleur étant configurée pour porter la température de ladite au moins une partie de ladite pièce à une température comprise entre 400°C et 900°C, de préférence comprise entre 400°C et 800°C, en l’absence dudit écran de protection, l’écran de protection comportant, de préférence étant constitué d’un support en fils de verre au moins en partie revêtus d’un revêtement comportant des particules protectrices en un matériau cristallisé présentant une température de fusion supérieure à 1000°C et constitué pour plus de 95% de sa masse d’un ou plusieurs oxydes, de préférence constitué d’un liant sec et desdites particules protectrices.

Préalablement à sa mise en position de service, l’écran de protection peut être optionnellement déformé, de préférence en fonction de la forme de la pièce. Préalablement à sa mise en position de service, le revêtement de l’écran de protection peut être optionnellement au moins en partie délianté, voire totalement délianté, notamment lorsque l’écran de protection a été conformé à la pièce à protéger avant d’être vendu.

Comme on le verra plus en détail dans la suite de la description, les inventeurs ont découvert qu’un tel revêtement, en particulier lorsqu’il comporte un liant sec, améliore la déformabilité de l’écran de protection.

Après déliantage, le revêtement confère une excellente protection des fils. La durée de vie de l’écran de protection en service, lors d’une exposition à une température comprise entre 400°C et 900°C, de préférence comprise entre 400°C et 800°C, en est améliorée.

Un procédé selon l’invention peut encore comporter une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles et préférées suivantes :

- le support est un textile, de préférence essentiellement constitué de fils de verre organisés sous la forme d’un tricot, d’une tresse ou d’un tissu ;

- plus de 90% en nombre des fils du support présentent une longueur supérieure à 10 mm, lesdits fils étant un assemblage de fibres présentant un diamètre équivalent, mesuré à mi- longueur, supérieur à 2 pm et inférieur à 50 pm ;

- la pièce est choisie parmi un arbre de moteur, un harnais de fixation d’un moteur, un élément d’isolation d’un moteur, en particulier un carter, un vérin, un tuyau, un câble, un rouleau de convoyage, en particulier de convoyage de feuilles de verre, un système de fixation et d’entrainement desdits rouleaux ;

- les fils de verre constituant le support sont constitués en un matériau amorphe présentant une teneur en S1O2 supérieure ou égale à 55%, en pourcentage en masse sur la base de la masse des fils ;

- les fils de verre constituant le support sont constitués en un matériau présentant, en pourcentages en masse sur la base de la masse des fils :

- une teneur en S1O2 supérieure à 90% et une teneur en AI2O3 supérieure à 0,1% et inférieure à 5%, les oxydes autres que Si0 ₂ et AI2O3 constituant le complément à 100%, ou

- une teneur en S1O2 supérieure à 55% et inférieure à 79,9%, une teneur en AI2O3 supérieure à 12,5% et inférieure à 32%, et une teneur en

MgO supérieure à 4% et inférieure à 20%, les oxydes autres que S1O2,

AI2O3 et MgO constituant le complément à 100%, ou - une teneur en Si0 ₂ supérieure à 99,9% ;

- le liant sec est organique ;

- le liant sec comporte un filmogène et/ou un agent de couplage ;

- la quantité de particules protectrices, en pourcentage en masse sur la base de la masse totale du revêtement, est supérieure à 29% et inférieure à 99,5% et/ou les particules protectrices présentent une taille médiane supérieure à 50 nm et inférieure à 500 nm ;

- plus de 90%, en pourcentage en masse, des particules protectrices présentent une analyse chimique telle que la teneur totale en

Al ₂ 0 ₃ +Zr02+Mg0+Cr ₂ 0 ₃ +Fe20 ₃ +Si02 est supérieure à 80%, pourvu que Si0 ₂ < 50%, en pourcentage en masse sur la base des oxydes ;

- plus de 90%, en pourcentage en masse, des particules protectrices présentent une analyse chimique telle que la teneur en AI ₂ C> ₃ est supérieure à 95%, en pourcentage en masse sur la base des oxydes ; le revêtement

- recouvre plus de 30%, de préférence plus de 40%, de préférence plus de 50%, de préférence plus de 60%, de préférence plus de 70%, de préférence plus de 80%, de préférence plus de 90%, de préférence plus de 95% des surfaces extérieures de plus de 30%, de préférence plus de 40%, de préférence plus de 50%, de préférence plus de 60%, de préférence plus de 70%, de préférence plus de 80%, de préférence plus de 90%, de préférence plus de 95%, en nombre des fils du support, et/ou

- présente une épaisseur moyenne supérieure à 0,05 pm et inférieure à 5 pm ;

- dans la position de service, l’écran de protection est disposée de manière à isoler physiquement la pièce d’une source de chaleur à plus de 400°C, plus de 500°C, plus de 600°C, plus de 700°C, plus de 800°C ou plus de 850°C ;

- la masse du revêtement, sur la base de la masse de l’écran de protection est supérieure à 3% et inférieure à 25%.

Définitions

- Un textile peut être :

- une structure organisée de fils de verre, notamment un tricot, une tresse, un tissu, ou

- une structure aléatoire de fils de verre, cette dernière structure n’étant pas préférée. - Une « fibre » est un filament dont la longueur est supérieure à 5 fois son diamètre équivalent.

- Le « diamètre équivalent » d’une fibre est le diamètre d’un disque de même surface que sa section transversale à mi-longueur.

- Un « fil » est un assemblage de fibres qui, en section transversale, comporte plus de 10 et de préférence moins de 500 000 fibres, et dont la longueur est supérieure à 5 fois le diamètre.

- Une « fibre longue » est une fibre dont la longueur est supérieure à 1 mm. Un « fil long » est un fil constitué de fibres longues.

- Une « fibre continue » est une fibre dont la longueur est supérieure à 10 mm. Un « fil continu » est un fil dont la longueur est supérieure à 10 mm, constitué de fibres continues ou d’un assemblage aligné de fibres courtes et/ou longues (ou « staple yarn » en anglais).

- On appelle « percentiles » 50 (notée D ₅ o) et 99 (noté D ₉₉ ), les tailles de particules correspondant aux pourcentages égaux respectivement à 50% et 99%, en volume, sur la courbe de distribution granulométrique cumulée des tailles de particules d’un ensemble de particules, lesdites tailles de particules étant classées par ordre croissant. Selon cette définition, 99% en volume des particules de l’ensemble de particules ont ainsi une taille inférieure à D ₉₉ et 1% des particules, en volume, présentent une taille supérieure ou égale à D ₉₉ . Dans une poudre, les percentiles peuvent être déterminés à l’aide d’une distribution granulométrique réalisée au moyen d’un Camsizer® XT commercialisé par la société Horiba.

On appelle « taille médiane » d’un ensemble de particules le percentile 50. La taille médiane divise donc les particules dudit ensemble de particules en première et deuxième populations égales en volume, ces première et deuxième populations ne comportant que des particules présentant une taille supérieure ou égale, ou inférieure respectivement, à la taille médiane.

Les particules peuvent être les éléments individuels d’une poudre mais aussi, par extension, ces éléments au sein du revêtement.

- Sauf mention contraire, toutes les teneurs en oxydes sont des pourcentages massiques sur la base des oxydes. Une teneur massique d’un oxyde d’un élément métallique se rapporte à la teneur totale de cet élément exprimée sous la forme de l'oxyde le plus stable, selon la convention habituelle de l'industrie. - Une somme de teneurs d’oxydes n’implique pas la présence de tous ces oxydes. Par exemple, « AI2O3 + S1O2 » est la somme des teneurs en AI2O3 et en S1O2, mais n’exclut pas l’absence d’un de ces oxydes.

- Par « déliantage », on entend une élimination, au moins partielle, du liant sec.

- La « position de service » de l’écran de protection est la position dans laquelle l’écran de protection est placé pour isoler physiquement la pièce de la source de chaleur.

- « Comporter » ou « comprendre » ou « présenter » doivent être interprétés de manière non limitative.

- Sauf mention contraire, toutes les moyennes sont des moyennes arithmétiques.

Brève description des dessins

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel

- la figure 1 [Fig 1] illustre schématiquement un procédé selon l’invention ;

- la figure 2 [Fig 2] est une photographie prise au microscope électronique à balayage, d’un fil de l’écran de protection de l’exemple 2 mis en oeuvre selon l’invention, après séchage à 60°C pendant 12 heures. On distingue clairement le revêtement à la surface du fil, en particulier les particules protectrices.

Dans les différentes figures, des références identiques sont utilisées pour désigner des organes identiques ou analogues.

Description détaillée

L’écran de protection 10 représenté sur la figure 1 peut être obtenu par le procédé de fabrication comportant les étapes 1 ) à 3) suivantes :

1) préparation du support 2 et d’une suspension 4 comportant le liant liquide 6 et les particules protectrices 8 (figure 1) ;

2) application de ladite suspension sur les fils du support ;

3) séchage de manière à réduire la teneur en eau pour transformer la suspension en un revêtement présentant une forme solide.

A l’étape 1), on prépare le support et la suspension.

Le support 2 peut être du type de ceux utilisés jusqu’à l’invention pour la protection thermique. De préférence, il présente la forme d’un textile, de préférence essentiellement constitué de fils de verre organisés, de préférence sous la forme d’un tricot, d’une tresse ou d’un tissu.

Le support est de préférence un tissu, de préférence présentant un grammage supérieur à 50 g/m ² , de préférence supérieur à 100 g/m ² , de préférence supérieur à 200 g/m ² .

Les fils peuvent être des « fils de verre » de l’art antérieur.

De préférence, plus 90%, de préférence plus de 95%, en nombre des fils, de préférence 100% des fils :

- présentent une longueur supérieure à 10 mm ; et

- sont un assemblage de fibres présentant un diamètre équivalent, mesuré à mi- longueur, supérieur à 2 pm, de préférence supérieur à 4 pm, de préférence supérieur à 6 pm et/ou de préférence inférieur à 50 pm, de préférence inférieur à 30 pm, de préférence inférieur à 20 pm.

De préférence, les fils sont constitués en un matériau amorphe présentant une teneur en S1O2 supérieure ou égale à 55%, en pourcentages en masse sur la base de la masse des fils. De préférence, la teneur en S1O2 des fils est supérieure à 60%, de préférence supérieure à 65%, de préférence supérieure à 70%, de préférence supérieure à 75%, de préférence supérieure à 80%, de préférence supérieure à 85%, de préférence supérieure à 90%, de préférence supérieure à 92%, de préférence supérieure à 94%, de préférence supérieure à 96%, en pourcentages en masse sur la base de la masse des fils.

Dans un mode de réalisation préféré, la teneur en S1O2 des fils est supérieure à 99,5%, de préférence supérieure à 99,9%, en pourcentages en masse sur la base de la masse des fils. Les fils de Quartzel® commercialisés par la société Saint-Gobain Quartz sont particulièrement bien adaptés à ce mode de réalisation.

Dans un mode de réalisation, les fils présentent l’analyse chimique suivante, en pourcentages en masse sur la base de la masse des fils :

- teneur en Si0 ₂ : de préférence supérieure à 90%, de préférence supérieure à 92%, de préférence supérieure à 94%, de préférence supérieure à 95%, de préférence supérieure à 96%, et de préférence inférieure à 99,9%, de préférence inférieure à 99,5%, et

- teneur en AI ₂ O ₃ : de préférence supérieure à 0,1%, de préférence supérieure à 0,2% et de préférence inférieure à 5%, de préférence inférieure à 4%, et - teneur en autres oxydes : de préférence inférieure à 3%, de préférence inférieure à 2%, avec de préférence Na2Ü inférieure à 0,3%, de préférence inférieure à 0,2%, et de préférence K ₂ 0 inférieure à 0,3%, de préférence inférieure à 0,2%, et de préférence MgO inférieure à 0,3%, de préférence inférieure à 0,2%.

Dans un mode de réalisation, les fils présentent l’analyse chimique suivante, en pourcentages en masse sur la base de la masse des fils :

- teneur en S1O2 : de préférence supérieure à 55% et de préférence inférieure à 79,9%, de préférence inférieure à 75%, de préférence inférieure à 70%, de préférence inférieure à 66%, et

- teneur en AI ₂ O ₃ : de préférence supérieure à 12,5%, de préférence supérieure à 15%, de préférence supérieure à 20%, de préférence supérieure à 24% et de préférence inférieure à 32%, de préférence inférieure à 30%, de préférence inférieure à 27%, et

- teneur en MgO : de préférence supérieure à 4%, de préférence supérieure à 7%, de préférence supérieure à 9%, et de préférence inférieure à 20%, de préférence inférieure à 18%, de préférence inférieure à 16%, et

- teneur en autres oxydes : de préférence inférieure à 5%, de préférence inférieure à 4%, de préférence inférieure à 3%, de préférence inférieure à 2%.

Quel que soit le mode de réalisation, les « autres oxydes » sont de préférence des impuretés.

Suspension

La suspension 4 peut être fabriquée par mélange d’un liant liquide 6 et des particules protectrices 8. Les particules protectrices peuvent être remplacées, partiellement ou complètement, par des précurseurs, sous la forme de particules ou non, aptes à former, par traitement thermique à une température supérieure à 200°C, de préférence supérieure à 300°C, de préférence supérieure à 400°C, lesdites particules protectrices.

De préférence, on n’utilise pas de précurseurs de particules protectrices. L’écran de protection est avantageusement immédiatement opérationnel. Les inventeurs ont en effet découvert que la pièce n’est pas protégée thermiquement de manière efficace par les précurseurs et que la pièce peut être endommagée avant que les précurseurs n’aient été transformés. Il est donc particulièrement avantageux d’incorporer les particules protectrices dans la suspension, avant son application.

Toutes les techniques conventionnelles de mélange peuvent être mises en oeuvre. De préférence, lorsque plusieurs constituants organiques entrent dans la composition du liant liquide, lesdits constituants organiques sont dans un premier temps mélangés entre eux, de préférence avec un solvant, puis, dans un deuxième temps, les particules protectrices sont ensuite introduites, le mélange se poursuivant de manière à obtenir la suspension.

Dans un mode de réalisation préféré, la suspension comporte un solvant, de préférence de l’eau, en une quantité supérieure à 39%, de préférence supérieure à 40%, de préférence supérieure à 50%, de préférence supérieure à 60%, de préférence supérieure à 70% et/ou de préférence inférieure à 92%, de préférence inférieure à 90%, de préférence inférieure à 85%, en pourcentage en masse sur la masse de la suspension.

Une fonction du liant liquide est de faciliter la dispersion des particules protectrices dans le revêtement.

Le liant liquide comporte de préférence un solvant, notamment si les constituants organiques se présentent sous une forme solide.

Le solvant est de préférence de l’eau. Il permet la dissolution ou la formation d’une émulsion des composants organiques solides, mais aussi la diminution de la viscosité de la suspension, de manière qu’elle puisse être appliquée sur le support.

La quantité de solvant est de préférence supérieure à 82%, de préférence supérieure à 85%, de préférence supérieure à 90%, de préférence supérieure à 93% et/ou de préférence inférieure à 99,8%, de préférence inférieure à 99,5%, de préférence inférieure à 99%, en pourcentage en masse sur la masse du liant liquide.

De préférence, dans la suspension, le complément à 100% au solvant est constitué du liant sec et des particules protectrices.

De préférence, le liant liquide comporte un filmogène et/ou un agent de couplage et/ou un autre constituant organique. De préférence, le liant liquide comporte un filmogène et/ou un agent de couplage.

De préférence, le filmogène est choisi parmi les résines époxy, les polyesters, les acétates de polyvinyle, l’alcool polyvinylique, les polyoléfines, les polyuréthanes, l’amidon et leurs mélanges. De préférence, la quantité de filmogène, en pourcentage en masse sur la base de la masse du liant liquide, est supérieure à 0,5%, de préférence supérieure à 0,6% et/ou de préférence inférieure à 10%, de préférence inférieure à 9%, de préférence inférieure à 8%, de préférence inférieure à 7%, de préférence inférieure à 6%, de préférence inférieure à 5%, de préférence inférieure à 4%.

De préférence, l’agent de couplage est choisi parmi les silanes, les titanates organiques, les zirconates organiques et leurs mélanges. De préférence, l’agent de couplage est un silane.

De préférence, la quantité d’agent de couplage, en pourcentage en masse sur la base de la masse du liant liquide, est supérieure à 0,2%, de préférence supérieure à 0,3%, de préférence supérieure à 0,4%, et/ou de préférence inférieure à 4%, de préférence inférieure à 3%, de préférence inférieure à 2%, de préférence inférieure à 1%.

Dans un mode de réalisation, le liant liquide contient un filmogène et un agent de couplage. De préférence dans ce mode, la quantité de filmogène, en pourcentage en masse sur la base de la masse du liant liquide, est supérieure à 0,5%, de préférence supérieure à 0,6% et/ou de préférence inférieure à 10%, de préférence inférieure à 9%, de préférence inférieure à 8%, de préférence inférieure à 7%, de préférence inférieure à 6%, de préférence inférieure à 5%, de préférence inférieure à 4%, et la quantité d’agent de couplage, en pourcentage en masse sur la base de la masse du liant liquide, est supérieure à 0,2%, de préférence supérieure à 0,3%, de préférence supérieure à 0,4%, et/ou de préférence inférieure à 4%, de préférence inférieure à 3%, de préférence inférieure à 2%, de préférence inférieure à 1%. De préférence encore, dans ce mode de réalisation, l’agent de couplage est un silane, et le filmogène est choisi parmi les résines époxy, les polyesters, les acétates de polyvinyle, l’alcool polyvinylique, les polyoléfines, les polyuréthanes, l’amidon et leurs mélanges.

Dans un mode de réalisation, à l’exception d’un filmogène et/ou d’un agent de couplage, le liant liquide ne comporte pas d’autre constituant organique.

Dans un mode de réalisation, le liant liquide comporte un autre constituant organique, en une quantité supérieure à 0,05% et/ou de préférence inférieure à 4%, de préférence inférieure à 3%, de préférence inférieure à 2%.

Dans un mode de réalisation préféré, l’autre constituant organique est choisi parmi un lubrifiant, un surfactant, un émulsifiant, un agent mouillant et leurs mélanges, de préférence parmi un copolymère d’éthylène-propylène, un éther de polyéthylène glycol, les éthanolamides, les polyamines aliphatiques, les amines éthoxylées, les éthers de phényle glycol, les imizadolines, les alkylamides, les polyéthylènes glycol, les huiles végétales, les esters d’acides gras, les acides gras éthoxylés, les alkylphénol éthoxylés, et leurs mélanges. Ces composés sont utilisés pour les fonctions qu’ils ont dans le domaine technique de la fabrication de fibres, en particulier de l’ensimage (ou « sizing » en anglais). L’homme du métier sait déterminer leurs natures et leurs quantités.

Dans un mode de réalisation, le liant liquide contient un filmogène et/ou un agent de couplage, et un autre constituant organique, de préférence choisi parmi un lubrifiant, un surfactant, un émulsifiant, un agent mouillant et leurs mélanges.

De préférence, la quantité de particules protectrices, en pourcentage en masse sur la base de la masse de la suspension, est supérieure à 7%, de préférence supérieure à 10%, de préférence supérieure à 15%, de préférence supérieure à 20% et/ou de préférence inférieure à 60%, de préférence inférieure à 50%, de préférence inférieure à 40%, de préférence inférieure à 30%, de préférence inférieure à 25%.

De préférence, les particules protectrices présentent une taille médiane supérieure à 50 nm, de préférence supérieure à 100 nm et/ou de préférence inférieure à 500 nm, de préférence inférieure à 400 nm, de préférence inférieure à 300 nm.

De préférence, les particules protectrices présentent un percentile 99, D ₉₉ , inférieur à 5 pm, de préférence inférieur à 4 pm, de préférence inférieur à 3 pm, de préférence inférieur à 2 pm, de préférence inférieur à 1 pm, de préférence inférieur à 0,5 pm.

De préférence, les particules protectrices présentent une température de fusion supérieure à 1100°C, de préférence supérieure à 1200°C, et/ou inférieure à 2900°C, de préférence 2800°C. La température de fusion des particules protectrices peut être déterminée par calorimétrie différentielle à balayage (ou DSC).

De préférence, ce matériau est constitué pour plus de 98%, de préférence pour plus de 99%, de préférence pour plus de 99,5%, de préférence pour plus de 99,8%, de préférence pour plus de 99,9% de sa masse d’oxyde(s). De préférence, ledit matériau est constitué sensiblement entièrement d’oxyde(s).

De préférence plus de 90%, de préférence plus de 95%, de préférence plus de 99%, en pourcentage en masse, des particules protectrices en un ou plusieurs oxydes présentent une analyse chimique comportant AI2O ₃ , ZrC>2, MgO, Cr ₂ C>3, Fe2Ü ₃ , de il préférence telle que la somme Al ₂ 03+Zr02+Mg0+Cr ₂ 03+Fe203+Si02 est supérieure à 80%, de préférence supérieure à 85%, de préférence supérieure à 90%, de préférence supérieure à 95%, de préférence supérieure à 99%, pourvu que la teneur en Si0 ₂ soit inférieure à 50%, de préférence inférieure à 40%, en pourcentage en masse sur la base des oxydes. De préférence, la somme Al ₂ 03+Zr02+Cr ₂ 03 est supérieure à 80%, de préférence supérieure à 85%, de préférence supérieure à 90%, de préférence supérieure à 95%, de préférence supérieure à 99%.

De préférence encore, la teneur en AI2O3 est supérieure à 95%, de préférence supérieure à 98%, de préférence supérieure à 99%, de préférence supérieure à 99,5%. Avantageusement, les propriétés mécaniques après exposition à une température comprise entre 400°C et 900°C, en particulier la résistance à la traction, en sont améliorées. De préférence la teneur en Na ₂ 0+K ₂ 0 est inférieure à 0,02%, de préférence inférieure à 0,01%, de préférence inférieure à 0,005%, en pourcentage en masse sur la base de la masse des particules d’alumine, en particulier lorsque les fils du support sont en un matériau présentant une teneur en Si0 ₂ > 99%.

De préférence, le corindon, le zircon, la zircone, la mullite, la cordiérite, l’eskolaïte, le spinelle, la stéatite, l’enstatite, et leurs mélanges, de préférence le corindon, la zircone, l’eskolaïte et leurs mélanges, de préférence le corindon représente(nt) plus de 80%, de préférence plus de 90%, de préférence plus de 95%, de préférence plus de 98%, de préférence plus de 99%, voire sensiblement 100% de la masse des phases cristallisées du matériau des particules protectrices.

De préférence, les particules d’alumine sont des particules de corindon.

Avantageusement, les propriétés mécaniques après exposition à une température comprise entre 400°C et 900°C, en particulier la résistance à la traction, en sont améliorées.

Les particules protectrices peuvent être, au moins en partie, remplacées par un précurseur, c'est-à-dire par un composé qui, lors de la fabrication ou de l’utilisation de l’écran de protection, conduit à des particules protectrices dans le revêtement. De préférence, lorsque les particules sont des particules d’alumine, le précurseur d’alumine est choisi parmi la boehmite, l’alumine trihydratée, et leurs mélanges.

A l’étape 2), on applique la suspension sur les fils du support.

L’application de la suspension sur les fils peut être réalisée par imprégnation du support. L’imprégnation peut être réalisée selon toute technique connue de l’homme du métier, en particulier par raclage (ou procédé « doctor blade » en anglais), par coulage en bande (ou procédé « tape casting » en anglais), par immersion (par exemple suivant le procédé dit « dip coating » en anglais), au pistolet, au pinceau, ou par sérigraphie. L’homme du métier sait ajuster la suspension, et en particulier sa viscosité, en fonction du mode d’application, pour qu’elle pénètre au sein du support et l’imprègne.

L’imprégnation permet avantageusement de revêtir les surfaces extérieures des fils qui ne sont pas exposées à l’extérieur du support, c'est-à-dire de ne pas limiter le revêtement aux surfaces exposées du support. Autrement dit, une imprégnation permet l’application d’un revêtement dans la profondeur du support. L’étendue de ce revêtement en est considérablement augmentée.

Le revêtement s’étend dans l’épaisseur du support. L’imprégnation augmente donc considérablement la capacité de protection de l’écran de protection.

Dans un mode de réalisation, en particulier lorsque le support est constitué d’une superposition de plusieurs tissus, chaque tissu est individuellement imprégné avant d’être superposé aux autres tissus imprégnés.

De préférence, la suspension pénètre dans le support sur plus de 50%, de préférence plus de 60%, de préférence plus de 70%, de préférence plus de 80%, de préférence plus de 90% de l’épaisseur du support.

De préférence, la suspension pénètre dans toute l’épaisseur du support. Tous les fils du support participent ainsi à la protection thermique.

Les inventeurs ont découvert que, de manière surprenante, si le revêtement est déposé sur les fils avant leur assemblage sous la forme du support, les fils deviennent cassants. Il est alors impossible de les assembler. Il est donc impératif que le revêtement soit réalisé sur le support, et non pas sur les fils non assemblés.

De préférence, plus de 30%, de préférence plus de 40%, de préférence plus de 50%, de préférence plus de 60%, de préférence plus de 70%, de préférence plus de 80%, de préférence plus de 90%, de préférence plus de 95%, en nombre des fils du support, sont recouverts, pour plus de 30%, de préférence plus de 40%, de préférence plus de 50%, de préférence plus de 60%, de préférence plus de 70%, de préférence plus de 80%, de préférence plus de 90%, de préférence plus de 95% de leurs surfaces extérieures, par de la suspension. De préférence, la quantité de suspension appliquée est ajustée de manière que le revêtement présente, après séchage à 60°C pendant 12 heures, une épaisseur moyenne supérieure à 0,05 pm, de préférence supérieure à 0,1 pm, de préférence supérieure à 0,2 pm et inférieure à 5 pm, de préférence inférieure à 4 pm, de préférence inférieure à 3 pm, de préférence inférieure à 2 pm, de préférence inférieure à 1 pm. L’ajustement peut en particulier résulter d’une adaptation de la viscosité de la suspension avec le solvant.

De préférence, le revêtement est réparti de manière sensiblement uniforme à la surface des fils. De préférence, le revêtement est sensiblement continu, c'est-à-dire qu’il n’est pas interrompu. On évite ainsi les « ponts thermiques » qui nuisent à l’efficacité de la protection. Une imprégnation est particulièrement avantageuse pour conférer une uniformité et une continuité au revêtement.

De préférence, la quantité de suspension appliquée est ajustée de manière que la masse du revêtement, sur la base de la masse de l’écran de protection, après séchage à 60°C pendant 12 heures, soit supérieure à 3%, de préférence supérieure à 5%, de préférence supérieure à 8%, de préférence supérieure à 9%, et de préférence inférieure à 25%, de préférence inférieure à 22%, de préférence inférieure à 20%.

De préférence, les particules protectrices du revêtement sont réparties de manière sensiblement uniforme à la surface des fils du support.

A l’étape 3), on réalise un séchage de la suspension. Toutes les techniques conventionnelles de séchage peuvent être mises en oeuvre.

Le séchage est adapté de manière à réduire la teneur en eau de la suspension pour transformer la suspension en un revêtement présentant une forme solide. En particulier, le liant liquide se transforme en un liant sec.

De préférence, la teneur en eau du liant sec est inférieure à 5%, de préférence inférieure à 4%, de préférence inférieure à 3%, de préférence inférieure à 2%, de préférence inférieure à 1%.

De préférence, le séchage s’effectue en étuve.

De préférence le séchage s’effectue à une température supérieure à 40°C, de préférence supérieure à 50°C et/ou de préférence inférieure à 80°C, de préférence inférieure à 70°C. Une température de séchage égale à 60°C est bien adaptée. Le temps de maintien à la température maximale lors du séchage est de préférence supérieure à 8 heures, de préférence supérieure à 10 heures et/ou de préférence inférieure à 20 heures, de préférence inférieure à 15 heures. Un temps de maintien à la température maximale lors du séchage égal à 12 heures est bien adapté.

L’écran de protection 10 obtenu à l’issue de l’étape 3) est constitué du support 2 en fils de verre au moins en partie revêtus d’un revêtement constitué du liant 6 sec et des particules protectrices 8.

Le type du support, la structure et la composition des fils, la composition et la distribution granulométrique des particules protectrices, la nature du filmogène, la nature de l’agent de couplage, la nature du constituant organique autre que le filmogène et/ou l’agent de couplage, le pourcentage de la surface des fils revêtus, la continuité du revêtement sont identiques à ceux décrits ci-dessus pour la suspension.

De préférence, la quantité de particules protectrices, en pourcentage en masse sur la base de la masse totale du revêtement, est supérieure à 29%, de préférence supérieure à 40%, de préférence supérieure à 50%, de préférence supérieure à 60%, de préférence supérieure à 70% et/ou de préférence inférieure à 99,5%, de préférence inférieure à 99%, de préférence inférieure à 98%, de préférence inférieure à 97%.

De préférence, le liant sec comporte un filmogène et/ou un agent de couplage et/ou un autre constituant organique. De préférence, le liant sec comporte un filmogène et/ou un agent de couplage.

De préférence, la quantité de filmogène, en pourcentage en masse sur la base de la masse du revêtement, est supérieure à 0,3%, de préférence supérieure à 0,5%, de préférence supérieure à 1%, de préférence supérieure à 1 ,5%, de préférence supérieure à 1 ,8%, et/ou de préférence inférieure à 57%, de préférence inférieure à 50%, de préférence inférieure à 40%, de préférence inférieure à 40%, de préférence inférieure à 25%, de préférence inférieure à 20%, de préférence inférieure à 18%.

De préférence, la quantité d’agent de couplage, en pourcentage en masse sur la base de la masse du revêtement, est supérieure à 0,1%, de préférence supérieure à 0,2%, de préférence supérieure à 0,4%, de préférence supérieure à 0,6%, de préférence supérieure à 0,8%, de préférence supérieure à 1%, de préférence supérieure à 1 ,2%, et/ou de préférence inférieure à 35%, de préférence inférieure à 30%, de préférence inférieure à 25%, de préférence inférieure à 20%, de préférence inférieure à 18%. Dans un mode de réalisation, le liant sec contient un filmogène et un agent de couplage. De préférence dans ce mode, la quantité de filmogène, en pourcentage en masse sur la base du revêtement, est supérieure à 0,3%, de préférence supérieure à 0,5%, de préférence supérieure à 1%, de préférence supérieure à 1 ,5%, de préférence supérieure à 1 ,8%, et/ou de préférence inférieure à 57%, de préférence inférieure à 50%, de préférence inférieure à 40%, de préférence inférieure à 40%, de préférence inférieure à 25%, de préférence inférieure à 20%, de préférence inférieure à 18%, et la quantité d’agent de couplage, en pourcentage en masse sur la base de la masse du revêtement, est supérieure à 0,1%, de préférence supérieure à 0,2%, de préférence supérieure à 0,4%, de préférence supérieure à 0,6%, de préférence supérieure à 0,8%, de préférence supérieure à 1%, de préférence supérieure à 1 ,2%, et/ou de préférence inférieure à 35%, de préférence inférieure à 30%, de préférence inférieure à 25%, de préférence inférieure à 20%, de préférence inférieure à 18%.

Dans un mode de réalisation, à l’exception d’un filmogène et/ou d’un agent de couplage, le revêtement ne comporte pas d’autre constituant organique.

Dans un mode de réalisation, le revêtement comporte un autre constituant organique, en une quantité, en pourcentage en masse sur la base de la masse du revêtement, supérieure à 0,05%, de préférence supérieure à 0,1%, de préférence supérieure à 0,2%, de préférence supérieure à 0,3% et/ou de préférence inférieure à 34%, de préférence inférieure à 30%, de préférence inférieure à 25%, de préférence inférieure à 20%, de préférence inférieure à 15%, de préférence inférieure à 10%.

De préférence, le revêtement présente une épaisseur moyenne supérieure à 0,05 pm, de préférence supérieure à 0,1 pm, de préférence supérieure à 0,2 pm et inférieure à 5 pm, de préférence inférieure à 4 pm, de préférence inférieure à 3 pm, de préférence inférieure à 2 pm, de préférence inférieure à 1 pm.

De préférence, la masse du revêtement, sur la base de la masse de l’écran de protection est supérieure à 3%, de préférence supérieure à 5%, de préférence supérieure à 8%, de préférence supérieure à 9%, et de préférence inférieure à 25%, de préférence inférieure à 22%, de préférence inférieure à 20%.

De préférence, plus de 50%, de préférence plus de 60%, de préférence plus de 70%, de préférence plus de 80%, de préférence plus de 90% de l’épaisseur du support comporte des fils revêtus. De préférence, toute l’épaisseur du support comporte des fils revêtus. De préférence, le revêtement est réparti de manière sensiblement uniforme à la surface des fils du support.

L’écran de protection présente de préférence une épaisseur supérieure à 0,2 mm, de préférence supérieure à 0,5 mm, de préférence supérieure à 1 mm, et de préférence inférieure à 10 mm, de préférence inférieure à 5 mm.

L’écran de protection présente de préférence une faible rigidité.

La rigidité est mesurée selon la norme ASTM D1388-18, option A (par la méthode dite du « cantilever test ») avec les écarts suivants : la mesure est effectuée à température ambiante et à une humidité relative égale à 50%. La valeur de la rigidité est la longueur de cintrage (ou « bending length » selon ladite norme) c, en mm.

Plus la valeur de c est élevée, plus la rigidité de l’écran de protection est importante.

De préférence, l’écran de protection présente une rigidité inférieure à 150 mm, de préférence inférieure à 130 mm, de préférence inférieure à 110 mm, et de préférence supérieure à 5 mm, de préférence supérieure à 10 mm, de préférence supérieure à 20 mm.

Avantageusement, l’écran de protection présente une bonne aptitude à être conformé, sans endommagement, à la pièce à protéger, tout en conservant la forme donnée après déformation.

La capacité de protection thermique très élevée de l’écran de protection permet de l’utiliser dans des applications extrêmes.

La pièce à protéger 20 peut être en particulier :

- un arbre de moteur, en particulier un moteur d’avion ou d’hélicoptère,

- un harnais de fixation d’un moteur,

- un élément d’isolation d’un moteur, en particulier un carter,

- un vérin,

- un tuyau,

- un câble, notamment un câble électrique et un câble de thermocouple,

- un rouleau de convoyage, en particulier de convoyage de feuilles de verre,

- un système de fixation et d’entrainement desdits rouleaux,

- un matelas d’isolation utilisé dans la protection thermique d’une nacelle d’un moteur, en particulier d’une nacelle d’un moteur d’avion, - un matelas d’isolation utilisé dans la protection thermique d’un moteur, en particulier d’un moteur d’avion, d’hélicoptère et de fusée spatiale,

- une structure de suspension d’un moteur, en particulier des entretoises d’un moteur d’avion ou d’hélicoptère,

- un inverseur de poussée, en particulier dans un moteur d’avion,

- un élément d’alimentation en fluide d’un moteur, en particulier un moteur de fusée spatiale,

- un tube dans lequel circule un fluide, en particulier un fluide caloporteur, notamment dans un réacteur.

La source de chaleur 30 peut en particulier générer, à proximité de la pièce à protéger, un environnement à une température supérieure à 400°C, supérieure à 500°C, supérieure à 600°C, supérieure à 700°C, et/ou inférieure à 1 200°C, inférieure à 1 000°C, inférieure à 900°C, inférieure à 800°C.

Selon l’invention, l’écran de protection est interposé entre la source de chaleur 30 et la pièce 20.

L’écran de protection 10 est de préférence déformé pour former un écran de protection adapté à forme de la pièce 20 à protéger. Il peut être en particulier déformé de manière à s’étendre, dans la position de service, à une distance sensiblement constante de la surface extérieure de la pièce 20.

Les propriétés de l’écran de protection permettent avantageusement une bonne déformabilité, par exemple pour que l’écran de protection épouse la forme de la pièce à protéger, sans dégradation de ses propriétés.

Le revêtement peut être délianté, au moins en partie, voire en totalité, avant ou après la mise dans la position de service, de préférence après la mise dans la position de service. Par cette opération, le liant sec du revêtement est, au moins en partie, voire totalement éliminé, classiquement par calcination.

Le déliantage est une opération bien connue pour extraire des composant organiques.

La calcination peut être par exemple réalisée en soumettant le revêtement à une température supérieure à 120°C, de préférence supérieure à 200°C, pendant une durée supérieure à 1 heure, de préférence supérieure à 2 heures.

Dans un mode de réalisation préféré, le déliantage est postérieur à la mise en position de service de l’écran de protection. Elle résulte classiquement de la première utilisation de l’écran de protection dans sa position de service. La figure 2 illustre un exemple de revêtement après séchage à 60°C pendant 12 heures.

Exemples

L’exemple non limitatif suivant est donné dans le but d’illustrer l’invention.

Protocole de fabrication

Les matières premières suivantes sont utilisées :

- comme poudre de particules protectrices, une poudre d’alumine TM-DAR Taimicron commercialisée par la société Krahn Chemie Gmbh,

- comme agent de couplage, le silane A1100 commercialisé par la société Momentive,

- comme support, un tissu satin 1/5 en fils de Quartzel® présentant un grammage égal à 200 g/m ² , lesdits fils portant la référence C1480 Z0 QS1318 et étant commercialisés par la société Saint-Gobain Quartz.

A l’étape 1 ). dans un premier temps, on mélange dans un mélangeur 3,3 g de silane A1100 et 411 ,7 g d’eau déminéralisée. La durée totale du mélange est égale à 30 minutes.

Puis, on dispose, dans une jarre présentant un volume de 1 litres, le mélange de silane A1100 et d’eau, 85 g de poudre d’alumine TM-DAR et 1000 g d’une poudre de billes d’alumine présentant une taille médiane égale à 6 mm. On ferme la jarre, puis on la met en rotation sur un tourne-jarre à une vitesse de rotation égale à 50 tr/min pendant 12 heures. On extrait ensuite les billes.

La suspension ainsi obtenue, présente la composition décrite dans le tableau 1 suivant. [Tableau 1]

A l’étape 2), le tissu satin est trempé dans un bain de la suspension fabriquée à l’étape

1), pendant 30 secondes.

Le tissu satin est ensuite retiré du bain, et le surplus de suspension est égoutté verticalement. A l’étape 3), le tissu satin obtenu en fin d’étape 2) est séché dans une étuve à 60°C, pendant un temps de maintien à cette température égal à 12 heures.

Après ledit séchage, on obtient un écran de protection.

Le revêtement de l’écran de protection présente la composition décrite dans le tableau 2 suivant.

[Tableau 2]

Protocole de caractérisation

Force de rupture en traction après exposition à 600°C pendant 100 heures

La force de rupture en traction des différents écrans de protection, après exposition à une température égale à 600°C pendant 100 heures, en four électrique sous air, est déterminée à l’aide de la norme NF ISO 4606, sur des éprouvettes de type II, à une température ambiante égale à 22°C, modifiée sur les points suivants :

- la vitesse d’allongement est constante et est égale à 20 mm/min,

- la longueur de référence de l’éprouvette est égale à 200 mm,

- la largueur de l’éprouvette effilochée est égale à 50 mm,

- les éprouvettes sont sollicitées selon la direction des fils de chaîne,

- la force de rupture est mesurée selon la direction des fils de chaîne,

- 3 éprouvettes de chaque exemple sont testées, et la valeur de la force de rupture est la moyenne arithmétique des 3 mesures réalisées.

Masse du revêtement

Le support est pesé avant application de la suspension (masse m1), puis pesé après application de la suspension et séchage à 60°C pendant 12 heures (masse m2). La masse du revêtement est la différence m2-m1. Elle est fournie en pourcentage en masse sur la base de la masse de l’écran de protection.

L’analyse chimique des particules protectrices et des fils est mesurée par spectrométrie à plasma à couplage inductif, (« Inductively Coupled Plasma », ou « ICP », en anglais) pour les éléments dont la teneur ne dépasse pas 0,5%. Pour déterminer la teneur des autres éléments, une perle du produit à analyser est fabriquée en fondant le produit, puis l’analyse chimique est réalisée par fluorescence X.

Résultats

Les résultats obtenus sont résumés dans le tableau 3 suivant.

L’écran de protection de l’exemple 1 , comparatif, est identique à celui de l’exemple 2 selon l’invention à la différence que l’écran de protection de l’exemple comparatif ne présente pas le revêtement appliqué aux étapes 1) à 3).

[Tableau 3]

L’écran de protection de l’exemple 2, selon l’invention, présente une force de rupture en traction, après exposition à 600°C pendant 100 heures égale à 409 N/5cm, 74% plus élevée que celle de l’écran de protection de l’exemple 1 , comparatif.

D’autres essais ont montré que l’écran de protection selon l’invention présente une excellente déformabilité. En particulier, la casse des fils est limitée. Sans être limité par cette théorie, le revêtement pourrait limiter l’action mécanique sur les fils lorsqu’ils sont déformés quand l’écran de protection est déformé pour être mis dans la position de service.

Comme cela apparaît clairement à présent, l’invention fournit une protection thermique présentant une durée de vie supérieure, grâce à une amélioration des propriétés mécaniques à haute température, notamment dans la gamme de températures 400°C - 900°C.

Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à l’exemple et aux modes de réalisation décrits ci-dessus. En particulier, l’écran de protection pourrait comporter d’autres éléments, par exemple une couche métallique, en particulier en aluminium.