[0001] L'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un élément de surface pour l'absorption
des ondes électromagnétiques.
[0002] Les immeubles réfléchissant les ondes électromagnétiques, notamment les ondes radar,
et situés dans la zone aéroportuaire, peuvent perturber le repérage par radar nécessaire
à la sécurité aérienne.
[0003] Il est connu des éléments de surface absorbant les ondes électromagnétiques, notamment
les ondes radar. Ces éléments de surface sont réalisés en déposant en alternance dans
une forme ou cassette des sections de plaques en laine minérale et des sections de
plaques en matière à conductivité électrique. Ils peuvent servir d'absorbeur radar,
par exemple pour des façades d'immeubles. Le procédé de fabrication de tels éléments
de surface est cependant compliqué et doit être assuré essentiellement en manuel.
[0004] Une telle fabrication manuelle présente le double inconvénient de contribuer à un
coût élevé du produit et de ne pas garantir totalement une structure homogène des
éléments de surface ainsi réalisés.
[0005] La présente invention a pour objet de mettre à disposition un procédé de fabrication
de matières planes absorbant les ondes électromagnétiques, notamment les ondes radar,
permettant la mise à disposition de telles matières à une échelle industrielle.
[0006] Conformément à la revendication 1, il est proposé selon l'invention un procédé de
fabrication d'un élément de surface pour l'absorption des ondes radar, constitué par
des couches en laine minérale entre lesquelles sont disposées des couches intermédiaires
en une matière électroconductrice, selon lequel on empile des bandes ou plaques en
laine minérale dont les fibres sont orientées essentiellement parallèlement aux grandes
surfaces, en intercalant des bandes ou plaques en une matière électroconductrice,
on débite la pile ainsi formée par coupe verticale par rapport à l'orientation des
fibres de manière à former des tranches dont les faces de coupe deviennent les grandes
surfaces de l'élément de surface et on applique une bande support qui maintient les
couches au moins sur une face de chacun des éléments de surface.
[0007] L'empilage des bandes ou plaques en laine minérale dont les fibres sont disposées
essentiellement parallèlement aux surfaces desdites bandes ou plaques présente l'avantage
de permettre la mise en oeuvre d'éléments plans en laine minérale préfabriqués en
usine à l'échelle industrielle. De plus, ceux-ci peuvent présenter une longueur considérable
qui permet de réaliser un nombre très important de tranches à partir de chaque pile.
Enfin la longueur des tranches peut être définie à volonté en variant la hauteur
de la pile.
[0008] L'étape de coupe est de préférence réalisée à l'aide d'un couteau à aiguisage ondulé,
à denture double en mouvement de va et vient, débitant des tranches de préférence
lors de chaque aller et retour vertical.
[0009] Le revêtement par une bande-support présente le double avantage d'être également
réalisable de façon automatique et de conférer une résistance mécanique élevée à l'élément
de surface. De plus, il est ainsi possible de réaliser un élément de surface pratiquement
sans fin, ceci en disposant des tranches les unes à côté des autres avant de recouvrir
l'ensemble d'une bande support. Un tel élément de surface de grande longueur sera
par exemple livré sous forme de rouleau et coupé à la longueur souhaitée lors de la
pose.
[0010] L'ensemble des étapes pouvant être automatisées, on dispose ainsi d'un procédé de
fabrication à l'échelle industrielle, apte à fournir un nombre élevé d'éléments de
surface aux caractéristiques d'absorption des ondes électromagnétiques.
[0011] Il est possible d'obtenir une sélectivité de l'absorption des rayons, de manière
à obtenir un absorbeur à bande étroite, par une adaptation du rapport des couches
et/ou de leur épaisseur en fonction de la longueur des ondes de la radiation à absorber.
[0012] Pour ce faire, le rapport ne doit pas nécessairement être de 1 pour 1, mais il peut
s'élever à 1 pour 2, 1 pour 3, 1 pour 4, etc., en vue d'absorber une bande plus large
des ondes électromagnétiques, notamment des ondes radar.
[0013] Un élément de surface composé d'éléments en couches de texture différente est connu
depuis la norme US-A-4 025 680 cependant un tel élément sert uniquement à l'isolation
thermique d'un élément tubulaire de construction.
[0014] En ce qui concerne les mesures techniques des dispositifs pour la réalisation du
procédé objet de l'invention, il est renvoyé au contenu des documents EP-B-378 et
DE-A-36 26 244, qui, dans un autre contexte, présentent des techniques applicables
au procédé objet de l'invention.
[0015] Pour la mise en oeuvre des dispositifs connus, il faut cependant tenir compte du
fait qu'une modification du dispositif de découpe peut être requise le cas échéant,
à savoir lorsque la pile à débiter est composée de couches de matières à masse volumique
apparente fortement différente. Dans ce cas, et en raison de l'enfoncement selon différentes
profondeurs du dispositif de coupe, une coupe dite ondulée peut se produire, faisant
en sorte que le revêtement ne serait disposé sur le disque coupé que de manière approximative.
C'est pourquoi une adaptation de la lame de scie du dispositif de coupe peut être
nécessaire.
[0016] De même, les transporteurs et les quantités de colle sont à adapter à la situation
présente.
[0017] Conformément à la revendication 2, les deux faces de l'élément de surface sont avantageusement
revêtues. On obtient alors une plaque lamellaire de résistance mécanique très élevée
qui peut être par exemple utilisée pour la couverture de surfaces planes car leur
solidité les rend praticables pour une courte durée.
[0018] Suivant la revendication 3, un tel élément revêtu sur ses deux faces peut être refendu
parallèlement au revêtement afin d'obtenir deux éléments de surface revêtus sur une
seule face. Ceci diminue encore les coûts de fabrication et convient tout particulièrement
à la réalisation d'éléments relativement minces.
[0019] La bande-support est de préférence une feuille métallique éventuellement armée,
notamment une feuille d'aluminium. Une telle bande métallique assure une bonne résistance
mécanique et a de plus un effet de réf lecteur interne du radar sur la face de l'élément
de surface où les ondes arrivent après avoir traversé les différentes couches. En
fonction des épaisseurs des couches et de leur rapport, on peut faire en sorte que
le déphasage entre les ondes arrivant sur la face frontale des couches et les ondes
réfléchies par la bande-support aboutissent à un effacement quasi total des ondes.
[0020] La face frontale de l'élément de surface, c'est-à-dire la face de pénétration des
ondes est avantageusement munie d'un revêtement bien entendu non conducteur, par exemple
du type voile fibreux non-tissé, notamment un voile en fibres de verre, inerte vis-à-vis
des radiations mais conférant une résistance mécanique élevée à l'ensemble de l'élément
de surface, notamment une bonne résistance à la flexion. La combinaison d'une bande-support
en aluminium et d'un revêtement frontal du type voile en fibres de verre permet la
réalisation d'éléments de surface sous forme de plaques.
[0021] Par ailleurs, la surface poreuse du voile non-tissé laisse pénétrer les ondes sonores
qui sont absorbées par les couches en laine minérale, de sorte que l'élément de surface
est insonorisant - outre son pouvoir d'isolation thermique.
[0022] D'autres avantages et caractéristiques avantageuses de la présente invention sont
décrits ci-après en référence aux dessins annexés qui représentent :
. figure 1 : un détail d'une coupe d'un élément de surface avec une bande support unilatérale,
fabriqué selon le procédé objet de l'invention,
. figure 2 : un détail d'une coupe d'un élément de surface avec une bande support bilatérale,
fabriqué selon le procédé objet de l'invention,
. figure 3 : un détail d'une coupe d'un produit semi-fini.
[0023] Sur la figure 1, on a représenté en 1 un élément de surface sous forme de bande,
dont la bande-support 2 faite d'une feuille d'aluminium armée a une épaisseur de 30
µm et supporte des couches larges 3 en laine minérale, dans le cas ici représenté
en laine de verre, disposées en parallèle. Ces couches en laine minérale sont associées
à des couches 4 plus étroites, faites d'un non-tissé en fibres de verre imprégné de
graphite.
[0024] Les fibres 5 des couches 3 sont essentiellement perpendiculaires à la bande-support
2. Les couches 3 et 4 alternantes sont dans un rapport défini et composent une couche
d'isolation 6 fixée par collage à la bande-support 2 faite d'une feuille d'aluminium
en treillis. L'élément de surface 1 a ainsi la forme d'une natte dite lamellaire.
[0025] Les écarts entre deux couches étroites 4 sont choisis par rapport à la longueur des
ondes électromagnétiques à absorber, notamment des ondes radar, de manière à obtenir
une absorption de résonance. Par ailleurs, l'épaisseur de la couche d'isolation peut
être également adaptée à la longueur des ondes à absorber. On obtient alors un absorbeur
dit de bande étroite.
[0026] Pour ce qui concerne d'autres possibilités de mise en oeuvre et le problème de la
résistance à la compression d'un tel élément de surface 1, référence est faite au
brevet allemand P 38 05 269.5.
[0027] Un autre exemple de réalisation est proposé à la figure 2 où les éléments similaires
à ceux de la figure 1 sont notés avec des repères augmentés de 200.
[0028] L'élément de surface 201 est réalisé sous forme de plaques lamellaires grâce au second
revêtement 208. Dans l'exemple ici représenté, la bande-support 202 est une feuille
d'aluminium, les bandes 203 en laine de verre y sont fixées par collage et sont séparées
par des bandes étroites 204 en une feuille métallique ou par exemple en un non-tissé
avec adjonction de graphite ou même en un non-tissé en carbone. En vue de réaliser
une couche d'isolation 206 absorbant les ondes radar, la surface 207 de l'élément
de surface 201 ést revêtue d'une bande supplémentaire 208 en une matière sans conductivité
électrique dans le cas présent un voile non tissé en fibres de verre d'un grammage
d'environ 170-180 g/cm². Un tel voile peut être pénétré par des ondes électromagnétiques,
notamment des ondes radar, de telle manière que les dernières sont absorbées selon
le mécanisme décrit dans l'exemple de réalisation de la figure 1. Ainsi, aucune radiation
radar perturbant la sécurité aérienne ne quitte l'élément de surface 201.
[0029] Ce revêtement 208 améliore la résistance mécanique, notamment la résistance à la
flexion de l'élément de surface 201. De plus, il protège la matière des couches 203
et 204 de l'encrassement et de la détérioration.
[0030] Les éléments de surface 1 et 201 sont utilisés notamment pour le revêtement des
bâtiments réfléchissants les ondes radar et pouvant de ce fait perturber les contrôles
aériens. Outre l'absorption des ondes radar, l'élément de surface confère également
une isolation thermique et sonore au bâtiment.
[0031] Ces éléments de surface 1, 201 sont mis en place selon les techniques usuelles d'isolation
par l'extérieur à partir de matériaux se présentant sous des formes similaires.
[0032] L'élément de surface 1 présente de plus l'avantage de convenir à l'isolation des
surfaces courbées. Par ailleurs, l'orientation principale des fibres perpendiculaire
à la bande-support 2, 202 conduit à des produits 1, 201 ayant une résistance à la
compression élevée.
[0033] Bien entendu, la mise en oeuvre de l'élément de surface d'après l'invention dépasse
son utilisation en tant qu'absorbeur radar. Ainsi, il est possible de régler certains
problèmes d'isolation thermique et/ou acoustique par la variation du type de la matière
isolante des bandes 3 et 203 ainsi que 4 et 204.
[0034] De tels éléments de surface 1 ou 201 réalisés d'après l'invention peuvent être également
utilisés pour l'isolation thermique et l'absorption des rayons dans des appareils
à micro-ondes de toutes sortes.
[0035] Lors de la mise en oeuvre en tant qu'absorbeur radar dans le spectre à bande étroite
et/ou large, on utilise typiquement un isolant dont la masse volumique apparente s'élève
à 25 à 70 kg/m³.
[0036] La figure 3 montre une manière particulièrement économique de la fabrication d'un
élément de surface 301. Les éléments ayant le même effet portent le même repère que
sur la figure 1 mais augmenté de 300.
[0037] D'après la figure 3, on réalise dans une première étape un produit semi-fini 310.
Ce produit semi-fini 310 présente une couche d'isolation 306 d'une épaisseur de 2
d. Les bandes lamellaires composées des éléments 303 et 304 sont ensuite adjointes
à des bandes support inférieure et supérieure 302 et 302a et fixées par collage. Le
produit semi-fini 301 est ensuite refendu par le milieu à l'aide d'un couteau à aiguisage
ondulé à denture simple 311, créant ainsi deux éléments de surface 301 sous forme
de bande lamellaire. Ces éléments 301, le cas échéant, sont enroulés sur un dispositif
d'embobinage, par exemple un noyau d'enroulement ou ont leurs surfaces 307 pourvues
d'une bande-support supplémentaire.
[0038] Ceci permet, à l'échelle industrielle, en un nombre élevé de pièces, la réalisation
d'éléments de surface 1, 201 et 301 absorbant les ondes électromagnétiques et ayant
des propriétés d'isolation thermique et acoustique.
1. Procédé de fabrication d'un élément de surface (1, 201, 301) pour l'absorption
des ondes électromagnétiques constitué par des couches (3, 203, 303) en laine minérale
entre lesquelles sont disposées des couches intermédiaires (4, 204, 304) en une matière
électroconductrice, selon lequel on empile des bandes ou plaques en laine minérale
dont les fibres sont orientées essentiellement parallèlement aux grandes surfaces,
en intercalant des bandes ou plaques en une matière électroconductrice, on débite
la pile ainsi formée par coupe verticale par rapport à l'orientation des fibres de
manière à former des tranches dont les faces de coupe deviennent les grandes surfaces
(7, 207, 307) de l'élément de surface (1, 201, 301) et on applique une bande support
(2, 202, 302) qui maintient les couches (3, 4, 203, 203, 303, 304) au moins sur une
face de chacun des éléments de surface (1, 201, 301).
2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux faces de l'élément de surface (1, 201, 301) sont revêtues.
3. Procédé de fabrication selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un élément de surface (1, 201, 301) revêtu sur deux faces est refendu parallèlement
au revêtement afin d'obtenir deux éléments de surface (1, 201, 301) revêtus sur une
seule face.
4. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on utilise comme bande-support (2, 202, 302) une feuille métallique, le cas échéant
une feuille armée, notamment une feuille d'aluminium.
5. Procédé de fabrication selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'une face de l'élément de surface est revêtue d'une feuille d'aluminium et la face
opposée (207) est revêtue d'un voile fibreux non-tissé (208), notamment d'un voile
en fibres de verre.
6. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les tranches sont débitées à l'aide d'un couteau à aiguisage ondulé, à double denture,
à mouvement de va-et-vient.
7. Procédé de fabrication selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit couteau est mené de manière à ce que des tranches sont débitées de la pile
lors de chaque aller et retour vertical.