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FR2933026A1 - Fabricating a reinforced structural surface, comprises surface treating a polymer layer using a shot blasting of the support, applying the polymer layer on a metallic support, and applying grooves along thickness of the layer - Google Patents

Fabricating a reinforced structural surface, comprises surface treating a polymer layer using a shot blasting of the support, applying the polymer layer on a metallic support, and applying grooves along thickness of the layer
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FR2933026A1
FR2933026A1FR0803688AFR0803688AFR2933026A1FR 2933026 A1FR2933026 A1FR 2933026A1FR 0803688 AFR0803688 AFR 0803688AFR 0803688 AFR0803688 AFR 0803688AFR 2933026 A1FR2933026 A1FR 2933026A1
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polymeric material
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Yves Charron
Alexandre Rojey
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Abstract

Translated fromFrench

La surface structurée renforcée est obtenue en effectuant les étapes suivantes : a) on applique une couche de matériau polymère 2 sur un support métallique 1, b) on pratique des rainures dans l'épaisseur de ladite couche 2, c) on dépose un revêtement de protection 3 sur ladite couche 2, le revêtement 3 étant composé de carbone amorphe de structure locale proche du diamant.The reinforced structural surface is obtained by performing the following steps: a) a layer of polymeric material 2 is applied to a metal support 1, b) grooves are made in the thickness of said layer 2, c) a coating of protection 3 on said layer 2, the coating 3 being composed of amorphous carbon of local structure close to the diamond.

Description

Translated fromFrench

La présente invention concerne le domaine des surfaces structurées.The present invention relates to the field of structured surfaces.

Un dispositif pourvu d'une surface structurée, c'est-à-dire pourvu de rainures, présente l'avantage de réduire la dissipation turbulente, ainsi que les forces de frottement, appelées traînée, provoquées par la différence de vitesse entre l'objet et un fluide au contact de la surface structurée du dispositif. Cet avantage est notamment utilisé par l'industrie aéronautique et maritime. La surface extérieure des avions ou de la partie immergée des bateaux est pourvue de rainures pour réduire les forces exercées par le fluide dans lequel ils se déplacent. Les surfaces rainurées peuvent également être utilisées pour garnir la paroi interne d'une conduite convoyant un fluide. Ces rainures permettent de réduire la perte de charge due à la dissipation turbulente et aux frottements du fluide sur la paroi de la conduite. L'utilisation de conduite à paroi interne rainurée est très intéressante pour les conduites convoyant un fluide sur une grande distance, par exemple les gazoducs.A device provided with a structured surface, that is to say provided with grooves, has the advantage of reducing the turbulent dissipation, as well as the friction forces, called drag, caused by the speed difference between the object and a fluid in contact with the structured surface of the device. This advantage is used in particular by the aeronautical and maritime industry. The outer surface of the aircraft or the submerged portion of the boats is provided with grooves to reduce the forces exerted by the fluid in which they move. The grooved surfaces can also be used to fill the inner wall of a pipe conveying a fluid. These grooves reduce the pressure drop due to the turbulent dissipation and friction of the fluid on the wall of the pipe. The use of a grooved inner wall pipe is very advantageous for pipes conveying a fluid over a long distance, for example gas pipelines.

Les performances des surfaces structurées peuvent être dégradées au cours de leur utilisation, par exemple lors du transport de gaz ou de liquide dans une canalisation munie d'une paroi interne structurée. Ces dégradations peuvent résulter de différents phénomènes : - Encrassement ou adhésion à la surface : dépôt de matières à l'intérieur des structures d'une surface structurée. Adsorption d'agents chimiques à la surface de certains revêtements. Par exemple, le méthanol ou le tri éthylène glycol sont adsorbés par les résines époxydiques. Il en résulte un freinage de l'écoulement lié à des interactions moléculaires de surface. - La corrosion du substrat. Les revêtements utilisés pour la réduction de la traînée ne sont pas particulièrement destinés à la protection contre la corrosion. Compte tenu de la spécificité du fluide transporté, il peut en résulter une migration du fluide au travers du revêtement, une attaque du substrat et un décollement du revêtement. Érosion de la surface structurée par les particules solides transportées lors de l'écoulement d'un fluide. L'érosion peut être relativement importante dans le cas de revêtements à base de résines époxydiques. L'érosion risque de provoquer l'apparition à la surface du revêtement de structures non organisées qui tendent à augmenter la traînée. - Abrasion / écrouissage de la surface structurée par les roues des instruments de contrôle en appui sur la surface structurée. L'abrasion peut être relativement importante dans le cas de revêtements à base de résines époxydiques. L'abrasion risque de provoquer l'apparition à la surface du ~o revêtement de surfaces planes, c'est-à-dire non structurées, qui tendent à augmenter la traînée par rapport à une surface structurée.The performance of the structured surfaces can be degraded during their use, for example when transporting gas or liquid in a pipe with a structured inner wall. These degradations can result from different phenomena: - Clogging or adhesion to the surface: deposition of materials inside the structures of a structured surface. Adsorption of chemical agents on the surface of some coatings. For example, methanol or triethylene glycol are adsorbed by epoxy resins. This results in flow braking related to surface molecular interactions. - Corrosion of the substrate. The coatings used for drag reduction are not particularly intended for corrosion protection. Given the specificity of the fluid transported, it may result in migration of the fluid through the coating, an attack of the substrate and detachment of the coating. Erosion of the structured surface by the solid particles transported during the flow of a fluid. Erosion may be relatively important in the case of epoxy resin coatings. Erosion may cause uncoordinated structures to appear on the surface of the pavement that tend to increase drag. - Abrasion / hardening of the structured surface by the wheels of the control instruments resting on the structured surface. The abrasion may be relatively large in the case of epoxy resin coatings. Abrasion may cause the appearance of flat or unstructured surfaces on the surface of the surface which tend to increase drag relative to a structured surface.

La présente invention propose de réaliser une surface structurée à partir d'une couche en matériau polymère renforcée par un revêtement de carbone 15 diamanté.The present invention proposes to provide a structured surface from a layer of polymer material reinforced with a diamond carbon coating.

De manière générale, la présente invention concerne un procédé de fabrication d'une surface structurée renforcée dans laquelle on effectue les étapes suivantes : 20 a) on applique une couche de matériau polymère sur un support métallique, b) on pratique des rainures dans l'épaisseur de ladite couche, c) on dépose un revêtement de protection sur ladite couche, le revêtement étant composé de carbone amorphe de structure locale proche du diamant.In general, the present invention relates to a method of manufacturing a reinforced structural surface in which the following steps are carried out: a) a layer of polymeric material is applied to a metal support, b) grooves are made in the thickness of said layer, c) depositing a protective coating on said layer, the coating being composed of amorphous carbon of local structure close to the diamond.

25 Selon l'invention, avant l'étape a), on peut effectuer un traitement de surface par grenaillage du support. Avant l'étape c), on peut effectuer une opération pour durcir le matériau polymère, l'opération consistant en un séchage ou une cuisson de ladite couche. Le revêtement de protection peut être déposé par décomposition par 30 plasma de gaz hydrocarbures légers.According to the invention, before step a), a surface treatment can be carried out by shot blasting the support. Prior to step c), an operation can be performed to cure the polymeric material, the process of drying or baking said layer. The protective coating can be deposited by plasma decomposition of light hydrocarbon gases.

Le revêtement de protection peut être déposé en plusieurs couches successives. Les rainures peuvent être imprimées par application d'un moule sur la couche de matériau polymère.The protective coating can be deposited in several successive layers. The grooves may be printed by applying a mold to the layer of polymeric material.

Les rainures peuvent être imprimées par application d'une molette sur la couche de matériau polymère.The grooves may be printed by applying a wheel to the layer of polymeric material.

L'invention propose également un dispositif avec surface structurée renforcée, comportant un support métallique recouvert d'une couche en matériau polymère, des rainures étant pratiquées dans l'épaisseur de ladite couche, ladite couche étant recouverte d'un revêtement de protection composé de carbone amorphe de structure locale proche du diamant. Selon l'invention, l'épaisseur de la couche en matériau polymère peut être comprise entre 50 pm et 1000 pm, dans lequel la profondeur des rainures varie entre 10 pm et 500 pm et dans lequel l'épaisseur du revêtement de protection varie entre 0,1 pm et 10 pm. Le matériau polymère peut être choisi parmi les résines époxydiques, les résines polyuréthanes et les huiles vinyliques.The invention also proposes a device with a reinforced structured surface, comprising a metal support covered with a layer of polymer material, grooves being made in the thickness of said layer, said layer being covered with a protective coating composed of carbon amorphous local structure close to the diamond. According to the invention, the thickness of the layer of polymer material may be between 50 μm and 1000 μm, in which the depth of the grooves varies between 10 μm and 500 μm and in which the thickness of the protective coating varies between 0 μm and 500 μm. , 1 pm and 10 pm. The polymeric material may be selected from epoxy resins, polyurethane resins and vinyl oils.

Le dispositif selon l'invention peut être appliqué à une surface solide en déplacement relatif par rapport à un fluide en interaction aéro ou hydro dynamique. Par exemple la surface solide est un revêtement interne de conduite, un revêtement d'aile, de pale d'éolienne, la surface extérieur d'un engin roulant ou volant.The device according to the invention can be applied to a solid surface in relative displacement with respect to a fluid in aero or hydro dynamic interaction. For example, the solid surface is an inner pipe liner, a wing liner, a wind turbine blade, the outer surface of a rolling or flying machine.

La présente invention permet de combiner la mise en oeuvre aisée des matériaux polymères pour réaliser une surface structurée avec les excellentes propriétés mécaniques et hydrodynamique du carbone diamanté.The present invention makes it possible to combine the easy implementation of polymeric materials to achieve a structured surface with the excellent mechanical and hydrodynamic properties of diamond carbon.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris et apparaîtront clairement à la lecture de la description faite ci-après en se référant aux dessins parmi lesquels : les figures 1A à 1D représentent différents profils de surfaces structurées, les figures 2A à 2D illustrent les étapes de la fabrication d'une surface structurée selon l'invention.Other features and advantages of the invention will be better understood and will be clear from reading the description given below with reference to the drawings in which: FIGS. 1A to 1D show different structured surface profiles, FIGS. 2D illustrate the steps of the manufacture of a structured surface according to the invention.

Les surfaces structurées peuvent être classées en deux catégories selon 10 leur forme et leur performance hydro / aérodynamiques : formes bi dimensionnelles û dans ce cas, les surfaces structurées peuvent s'assimiler à des rainures longitudinales orientées dans la direction de l'écoulement. Le mode de dimensionnement est connu de l'homme du métier. La forme de base des rainures (dans la direction perpendiculaire à 15 l'écoulement) est très variable : triangulaire, incurvée, trapézoïdale ou en lame de couteau. Les figures 1A à 1D représentent différentes formes des rainures, vue selon une coupe transversale. Les rainures sont espacées d'une distance s qui peut par exemple être comprise entre 10 et 50 pm dans le cas de réduction de pertes de charge par rapport à un écoulement gaz et 20 présentent une hauteur h qui peut par exemple être comprise entre 10 et 50 pm. En générale la valeur h est comprise entre 0,5 et 1 fois la largeur s de la rainure. La figure 1A présente une forme en dents de scie. La figure 1B montre des rainures en forme de U. La figure 1C schématise des rainures entre deux triangles distants les uns des autres pour former des rainures de 25 forme trapézoïdale. La figure 1 D représente des rainures formées entre deux lames de couteaux. La réduction de traînée se situe entre 6 et 12 % variant avec la forme transversale de la structure. - formes tri dimensionnelles û dans ce cas, les surfaces structurées peuvent comporter des formes relativement complexes permettant à la surface d'agir 30 selon les trois composantes de la turbulence. La réduction de traînée peut atteindre 20 % variant avec la forme tri dimensionnelle de la structure.Structured surfaces can be classified into two categories according to their shape and hydro / aerodynamic performance: two-dimensional shapes - in this case, the structured surfaces can be likened to longitudinal grooves oriented in the direction of flow. The sizing mode is known to those skilled in the art. The basic shape of the grooves (in the direction perpendicular to the flow) is very variable: triangular, curved, trapezoidal or knife-shaped. Figures 1A to 1D show different shapes of the grooves, seen in a cross section. The grooves are spaced a distance s which can for example be between 10 and 50 pm in the case of reduction of pressure drops with respect to a gas flow and have a height h which can for example be between 10 and 50 pm. In general the value h is between 0.5 and 1 times the width s of the groove. Figure 1A shows a sawtooth shape. Figure 1B shows U-shaped grooves. Figure 1C schematizes grooves between two triangles spaced apart from each other to form trapezoidal grooves. Figure 1D shows grooves formed between two knife blades. The drag reduction is between 6 and 12% varying with the transverse shape of the structure. In this case, the structured surfaces may have relatively complex shapes allowing the surface to act according to the three components of the turbulence. The drag reduction can reach 20% varying with the tri-dimensional shape of the structure.

La fabrication d'une surface structurée selon l'invention peut être obtenue en réalisant les étapes décrites ci-après. Etape 1 : préparation du support.The manufacture of a structured surface according to the invention can be obtained by carrying out the steps described below. Step 1: Prepare the media.

Le support accueillant la surface structurée est en général en matériau métallique. Il peut s'agir de la surface intérieure d'une conduite, d'un aubage, d'une pompe ou d'un compresseur, d'une pale d'éolienne, d'une aile d'un appareil aéronautique, d'une carène, d'un navire. En référence à la figure 2A, le support 1 devant accueillir la surface structurée peut subir une étape de préparation : pour améliorer l'adhésion d'un revêtement polymère (voir étape 2) sur la pièce métallique, on applique un traitement de surface. En général, on effectue un grenaillage de la surface métallique 1A jusqu'à obtenir une rugosité de l'ordre de 50 pm Rz.The support hosting the structured surface is generally made of metallic material. This may be the inside surface of a pipe, a blade, a pump or a compressor, a wind turbine blade, a wing of an aircraft, a hull, of a ship. Referring to Figure 2A, the support 1 to receive the structured surface may undergo a preparation step: to improve the adhesion of a polymer coating (see step 2) on the metal part is applied a surface treatment. In general, the metal surface 1A is blasted to a roughness of about 50 pm Rz.

Etape 2 : application d'un revêtement sur le support. En référence à la figure 2B, on dépose une couche 2 en matériau polymère sur le support 1. Le revêtement 2 de type polymère est de préférence appliqué sous forme d'une peinture.Step 2: applying a coating on the support. With reference to FIG. 2B, a layer 2 of polymer material is deposited on the support 1. The polymer-type coating 2 is preferably applied in the form of a paint.

On choisit un matériau polymère qui peut être déformé pour pratiquer des rainures et qui présente des propriétés de durcissement. On peut mettre en oeuvre différents types de polymère : résines époxydiques, produits à base de résines polyuréthane, huiles vinyliques à liant styrène, néoprène. Dans le cas d'une résine de type époxydique, la couche 2 est appliquée sur le support métallique 1 de préférence en phase liquide, non dilué ou en étant diluée dans un solvant liquide organique ou aqueux. De préférence, lors de l'application, l'épaisseur de la couche 2 est contrôlée, par exemple comprise entre 50 pm et 1000 pm (de l'ordre de 100 pm pour une résine époxydique avec solvant, 200 pm pour une résine époxydique sans solvant, 500 pm pour un polyamide, etc ....).A polymeric material is selected which can be deformed to practice grooves and has curing properties. Different types of polymer can be used: epoxy resins, polyurethane resin products, styrene-bonded vinyl oils, neoprene. In the case of an epoxy type resin, the layer 2 is applied to the metal support 1 preferably in the liquid phase, undiluted or diluted in an organic or aqueous liquid solvent. Preferably, during the application, the thickness of the layer 2 is controlled, for example between 50 μm and 1000 μm (of the order of 100 μm for an epoxy resin with solvent, 200 μm for an epoxy resin without solvent, 500 μm for a polyamide, etc.).

Etape 3 : formation des rainures Après application de la couche 2 (Etape 2) et avant durcissement de cette couche, on pratique des rainures dans l'épaisseur de la couche 2. Les rainures peuvent être formées par application d'un moule contre la couche, par exemple en utilisant un dispositif extensible et sa méthode d'utilisation décrits dans le document FR 2 879 948. Les rainures peuvent également être formées au moyen d'un outil de type molette, par exemple décrit par les documents FR 2 836 650, FR 2 836 651, FR 2 836 649 et FR 2 885 309. On peut également mettre en oeuvre un procédé d'ablation de matière par rayon laser. Après mise en forme des rainures dans la couche 2, on peut effectuer une étape complémentaire de durcissement. Le durcissement peut consister en une étape de réticulation du polymère, par exemple à chaud, une étape de séchage à température ambiante.Step 3: Formation of the grooves After application of the layer 2 (Step 2) and before hardening of this layer, grooves are made in the thickness of the layer 2. The grooves can be formed by applying a mold against the layer , for example using an extensible device and its method of use described in document FR 2 879 948. The grooves can also be formed by means of a wheel-type tool, for example described by the documents FR 2 836 650, FR 2 836 651, FR 2 836 649 and FR 2 885 309. It is also possible to implement a method of ablation of material by laser beam. After shaping the grooves in the layer 2, it is possible to carry out a complementary hardening step. The curing may consist of a polymer crosslinking step, for example hot, a drying step at room temperature.

De préférence, on peut mettre en oeuvre des résines époxydiques qui sont particulièrement bien adaptées : il peut s'agir de résines époxydiques formophénoliques, durcissant à chaud, vers 200°C, ou des résines époxydiques comportant un durcisseur à froid, par exemple de type amines ou polyamides.Preferably, epoxy resins which are particularly well suited can be used: they may be formophenolic epoxy resins, heat-curing at around 200 ° C., or epoxy resins comprising a cold hardener, for example of the type amines or polyamides.

Etape 4 : dépôt d'une couche de DLC Selon l'invention, la surface structurée obtenue à l'issue de l'étape 3 est renforcée par une protection en matériau en carbone amorphe de structure locale proche du diamant, plus connu sous le vocable DLC (en anglais "Diamond Like Carbon"). En référence à la figure 2D, la couche de revêtement polymère 2 est recouverte d'un film 3 en DLC. Dans un matériau DLC, une fraction des atomes de carbone présente des liaisons atomiques en un arrangement tétraédrique (des liaisons dites de nature spi) caractéristique de la structure locale du diamant. La fraction de liaisons spi, généralement dans la gamme de 0,3 à 0,9, est typiquement supérieure à 0,5. Ces formes de carbone amorphe proches du diamant possèdent une dureté supérieure à 10 GPa, pouvant aller jusqu'à 130 GPa, et un faible coefficient de frottement (inférieure à 0,12 pour une fraction de liaisons sp3 supérieure à 0,75). Le dépôt du DLC est effectué de préférence par l'utilisation d'un procédé de décomposition par plasma de gaz hydrocarbures légers tels que l'acétylène, l'éthylène, le méthane et autres. Par exemple, on peut déposer la couche de DLC selon la méthode décrite par le document US 2006/0011468. Avantageusement, le gaz hydrocarbure peut être mélangé à de l'hydrogène ou à un gaz rare, tel que l'argon. Le dépôt peut aussi se faire par ablation d'une cible de carbone, comme cela est décrit dans "Journal of Materials Science" en date du 15 mai 2004 selon la publication "Synthesis of HDLC films from solid carbon" de R. L. Mills, J. Sankar, P. Ray, A. Voigt, J. He et B. Dhandapani. Le revêtement DLC peut être dopé en incluant une fraction d'hydrogène et d'autres éléments, comme par exemple F, Si, 0, N. Ces éléments sont introduits par l'addition de gaz réactifs (par exemple respectivement C2F2, Si(CH3)4, 02 or N2) à l'hydrocarbure servant à former le dépôt. Grâce à cela, le procédé est bien adapté aux dépôts sur des surfaces à géométrie complexe telles que les surfaces structurées. L'inclusion d'hétéroéléments permet de moduler les propriétés en fonction des conditions d'opération prévues. En effet, une approche de l'élaboration de dépôts anti-encrassement est de rendre la surface du matériau répulsive, ou moins attractive, aux composés responsables de l'encrassement. Par exemple, les dépôts sans hydrogène ont moins d'interaction avec les composés oxygénés et seront donc favorables à une réduction d'encrassement par ces composants.Step 4: Deposition of a DLC layer According to the invention, the structured surface obtained at the end of step 3 is reinforced by a protection in amorphous carbon material of local structure close to diamond, better known as DLC (in English "Diamond Like Carbon"). With reference to FIG. 2D, the polymer coating layer 2 is covered with a film 3 made of DLC. In a DLC material, a fraction of the carbon atoms has atomic bonds in a tetrahedral arrangement (so-called spi bonds) characteristic of the local structure of the diamond. The fraction of spi bonds, generally in the range of 0.3 to 0.9, is typically greater than 0.5. These forms of amorphous carbon close to diamond have a hardness greater than 10 GPa, up to 130 GPa, and a low coefficient of friction (less than 0.12 for a sp3 bond fraction greater than 0.75). Deposition of the DLC is preferably carried out by the use of a plasma decomposition process of light hydrocarbon gases such as acetylene, ethylene, methane and the like. For example, the DLC layer may be deposited according to the method described in US 2006/0011468. Advantageously, the hydrocarbon gas may be mixed with hydrogen or with a rare gas, such as argon. The deposition can also be done by ablation of a carbon target, as described in "Journal of Materials Science" dated May 15, 2004 according to the publication "Synthesis of HDLC films from solid carbon" by RL Mills, J. Sankar, P. Ray, A. Voigt, J. He and B. Dhandapani. The DLC coating can be doped by including a hydrogen fraction and other elements, such as F, Si, O, N. These elements are introduced by the addition of reactive gases (for example C2F2, Si (CH3) ) 4, 02 or N2) to the hydrocarbon used to form the deposit. With this, the method is well suited to deposits on complex geometry surfaces such as structured surfaces. The inclusion of heteroelements makes it possible to modulate the properties according to the anticipated operating conditions. Indeed, an approach to the development of anti-fouling deposits is to make the surface of the repellent material, or less attractive, the compounds responsible for fouling. For example, the deposits without hydrogen have less interaction with the oxygenated compounds and will therefore be favorable to a reduction of fouling by these components.

Au contraire, les dépôts avec hydrogène ont moins d'interaction avec les hydrocarbures. De manière avantageuse, la gamme du contenu en hydrogène peut être de 0% à 80% et celle du silicium, du fluor, de l'oxygène ou de l'azote peut varier de 0% à 20%. Le revêtement 3 peut être appliqué : - en une seule couche de DLC dopé ou non dopé, en deux couches, une première couche dopée au contact du revêtement 2, puis une deuxième couche non dopée. Le choix du matériau DLC, les épaisseurs de couche, le nombre de couches de DLC peuvent être déterminés en fonction des caractéristiques requises en terme d'adhésion, de résistance au chocs, à l'usure, à la corrosion, à l'abrasion ainsi qu'aux limitations de dépôt requises. Avantageusement, l'épaisseur du dépôt 3 est typiquement de quelques microns (2 à 4 microns) à quelques dizaines de microns. Ainsi, après dépôt du revêtement 3, la forme des rainures formées dans la couche polymère 2 est conservée.In contrast, hydrogen deposits have less interaction with hydrocarbons. Advantageously, the range of hydrogen content can be from 0% to 80% and that of silicon, fluorine, oxygen or nitrogen can vary from 0% to 20%. The coating 3 may be applied: in a single layer of doped or undoped DLC, in two layers, a first doped layer in contact with the coating 2, then a second undoped layer. The choice of the DLC material, the layer thicknesses, the number of DLC layers can be determined according to the characteristics required in terms of adhesion, impact resistance, wear, corrosion, abrasion as well as only the filing limitations required. Advantageously, the thickness of the deposit 3 is typically a few microns (2 to 4 microns) to a few tens of microns. Thus, after deposition of the coating 3, the shape of the grooves formed in the polymer layer 2 is retained.

Après dépôt du revêtement 3 de carbone diamanté sur une surface structurée à base de polymères 2, les performances mécaniques et hydroaérodynamiques sont améliorées : - Encrassement ou adhésion à la surface : peu d'effet compte tenu des 15 propriétés d'énergie de surface du carbone diamanté réduisant fortement les dépôts. Adsorption d'agents chimiques à la surface du carbone diamanté : peu d'effet compte tenu de leur structure moléculaire. - La corrosion du substrat : peu d'effet compte tenu de leur très faible 20 perméabilité. - Érosion de la surface structurée par les particules solides transportées lors de l'écoulement d'un fluide : peu d'effet compte tenu de leur propriétés mécaniques. - Abrasion / écrouissage de la surface structurée par les roues des appareils 25 de contrôle : peu d'effet compte tenu de leur propriétés mécaniques.After depositing the diamond-bearing carbon coating 3 on a structured surface based on polymers 2, the mechanical and hydroaerodynamic performances are improved: fouling or adhesion to the surface: little effect given the surface energy properties of the carbon diamante greatly reducing deposits. Adsorption of chemical agents on the surface of diamond carbon: little effect given their molecular structure. - Corrosion of the substrate: little effect given their very low permeability. - Erosion of the structured surface by the solid particles transported during the flow of a fluid: little effect given their mechanical properties. Abrasion / hardening of the structured surface by the wheels of the control apparatus: little effect given their mechanical properties.

La surface structurée selon l'invention peut être mobile dans un fluide gazeux ou liquide immobile. Alternativement la surface structurée peut être immobile dans un fluide en écoulement par exemple la surface interne d'une 30 conduite de transport.The structured surface according to the invention can be mobile in a gaseous fluid or liquid immobile. Alternatively, the structured surface may be immobile in a flowing fluid, for example the inner surface of a transport pipe.

La surface structurée obtenue selon l'invention peut être appliquée au revêtement interne de conduite, au revêtement d'aile, de pale d'éolienne, et de manière générale à tout type d'engin roulant ou volant, dans le but de maintenir, au cours de leurs utilisations, les performances des surfaces structurées, 5 notamment en terme de réduction de pertes de charge, de réduction de la dissipation turbulente et de réduction de la traînée.The structured surface obtained according to the invention can be applied to the inner lining of the pipe, to the wing lining, to the wind blade, and generally to any type of rolling or flying machine, with the aim of maintaining, at During their uses, the performance of structured surfaces, particularly in terms of reduction of pressure drops, reduction of turbulent dissipation and reduction of drag.

Claims (12)

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REVENDICATIONS1) Procédé de fabrication d'une surface structurée renforcée dans laquelle on effectue les étapes suivantes : a) on applique une couche de matériau polymère sur un support métallique, b) on pratique des rainures dans l'épaisseur de ladite couche, c) on dépose un revêtement de protection sur ladite couche, le revêtement étant composé de carbone amorphe de structure locale proche du diamant.1) A method of manufacturing a reinforced structured surface in which the following steps are performed: a) a layer of polymeric material is applied to a metal support, b) grooves are made in the thickness of said layer, c) depositing a protective coating on said layer, the coating being composed of amorphous carbon of local structure close to the diamond.2) Procédé selon la revendication 1, dans lequel avant l'étape a), on effectue un traitement de surface par grenaillage du support.2) Process according to claim 1, wherein before step a), a surface treatment is carried out by shot blasting of the support.3) Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel avant l'étape c) on effectue une opération pour durcir le matériau polymère, l'opération consistant en un séchage ou une cuisson de ladite couche.3) Method according to one of claims 1 and 2, wherein before step c) performs an operation for curing the polymeric material, the operation of drying or baking of said layer.4) Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le 20 revêtement de protection est déposé par décomposition par plasma de gaz hydrocarbures légers.4) Method according to one of the preceding claims, wherein the protective coating is deposited by plasma decomposition of light hydrocarbon gases.5) Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le revêtement de protection est déposé en plusieurs couches successives.5) Method according to one of the preceding claims, wherein the protective coating is deposited in several successive layers.6) Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle les rainures sont imprimées par application d'un moule sur la couche de matériau polymère. 306) Method according to one of the preceding claims, wherein the grooves are printed by applying a mold on the layer of polymeric material. 307) Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle les rainures sont imprimées par application d'une molette sur la couche de matériau polymère. 25 117) Method according to one of claims 1 to 5, wherein the grooves are printed by applying a wheel on the layer of polymeric material. 25 118) Dispositif avec surface structurée renforcée, comportant un support métallique recouvert d'une couche en matériau polymère, des rainures étant pratiquées dans l'épaisseur de ladite couche, ladite couche étant recouverte d'un revêtement de protection composé de carbone amorphe de structure locale proche du diamant.8) Device with reinforced structured surface, comprising a metal support covered with a layer of polymer material, grooves being formed in the thickness of said layer, said layer being covered with a protective coating composed of amorphous carbon of local structure close to the diamond.9) Dispositif selon la revendication 8, dans lequel l'épaisseur de la couche en matériau polymère est comprise entre 50 pm et 1000 pm, dans lequel la profondeur des rainures varie entre 10 pm et 500 pm et dans lequel l'épaisseur du revêtement de protection varie entre 0,1 pm et 10 pm.9) Device according to claim 8, wherein the thickness of the layer of polymer material is between 50 pm and 1000 pm, wherein the depth of the grooves varies between 10 pm and 500 pm and wherein the thickness of the coating of protection varies between 0.1 pm and 10 pm.10) Dispositif selon l'une des revendications 8 et 9, dans lequel le matériau polymère est choisi parmi les résines époxydiques, les résines polyuréthanes et 15 les huiles vinyliques.10) Device according to one of claims 8 and 9, wherein the polymeric material is selected from epoxy resins, polyurethane resins and vinyl oils.11) Application du dispositif selon l'une des revendications 8 à 10, à une surface solide en déplacement relatif par rapport à un fluide en interaction aéro ou hydro dynamique.11) Application of the device according to one of claims 8 to 10, to a solid surface in relative displacement with respect to a fluid in aero or hydro dynamic interaction.12) Application selon la revendication 11, dans laquelle la surface solide est choisie dans le groupe contenant : un revêtement interne de conduite, un revêtement d'aile, de pale d'éolienne, la surface extérieur d'un engin roulant ou volant. 20 2512) Application according to claim 11, wherein the solid surface is selected from the group containing: an inner pipe liner, a wing coating, wind turbine blade, the outer surface of a rolling or flying machine. 20 25
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