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La présente invention concerne un procédé et une machine d'application de fibres pour la réalisation de pièces en matériaux composites, notamment pour l'application d'une bande de fibres sur des surfaces convexes et/ou avec des arêtes. La machine comprend une tête d'application de fibres et un système de déplacement (5) de ladite tête d'application. La tête d'application comprend un système de compactage comportant un rouleau de compactage (2) destiné à venir en contact contre la surface d'application (90) pour appliquer la bande, et un organe de compactage (3, 103, 203) disposé en aval dudit rouleau de compactage et présentant une surface de contact (32) sensiblement plane, ledit organe de compactage étant apte à être amené en appui par sa surface de contact, contre une surface d'application, sur sensiblement toute la largeur d'une bande, selon au moins une ligne de contact.
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