Brevet FR2003783A1 — publié le 19691114

a présente invention concerne des éléments de consrucion. Selon la présente invention, un élément de construction compren@ une structur@ cellulaire @n aci@r sous forme d'un ré s@au tridimensionn@l agencé de matière à définir une série d'espaces cellulaires communiquant les uns avec les autres. De préférence, une ceau métallique est liée au moins à une surface de la structure cellulaire et, d façon avanta- geuse, l'élément de construction est sous forme d'une feuille à chacune des faces parallèles de laquelle est liée une peau métallique. Quand la légèreté de l'élément constitue une ceractéristique importante, on utilise pour la @eau un métal ayant un poids spécifique relativement faible, par exemple l'aluminium. La liaison entre la peau métallique et la structure cellulaire peut se faire par soudage ou à l'aide d'un adhésif convenable. La structure cellulaire peut présenter unP ou plusieurs ouvertures aui traversent le corps de la structure ce oui permet d'obtenir un élément de construction ayant une densité globale réduite. Pour réaliser la structure cellulaire, on peut appli @uer du fer sur un matériau poreux, par pulvérisation, Dar immersion ou par électrodéposition. Le matériau poreux peut être sous forme d'un agglomérat de fibres, par exemple une matière feutrée ou une matière suonoeieuse ou en forme de mousse, telle qutune épone naturelle ou une mousse de résine synthétique. n général on préfère les mousses de polyuréthane. Le matériau poreux peut rester dans le métal ou bien peut être ultérieurement enlevé, par exemple en le chauffent pour le faire fondre ou le brûler. Lorsqu'on désir@ réaliser un structure légère, on peut utiliser une mousse @étic@lée, c'est-à-dire une mousse dans laquelle la phase organique est un réseau tridimensionnel pratiquement sans cloisons délimitant les cellules. Pour préparer de telles mousses réticulées, on peut faire disparaître les cloisons de cellules relativement minces d'une mousse, par exemple par un traitement chimique tel qu'un traitement par de l'hydroxyde de sodium aqueux s'il s'agit de mousses de polyuréthane. Si le métal oit etre appliqué par électrodéposition, il est évidemment nécessaire ou bien d'utiliser un matériau poreux qui est conducteur d'électricité ou bien de rendre con ducteur le matériau en lui appliquant une co.lche conductrice superficielle .On peut rendre conducteur un matériau non conducteur lui-mame au moyen d'un additif tel que le granhite ou une noudrn métallique0 On neut appliquer une couche superficielle conductrice en revetant 1 matériau d'une matière résineuse durcissable dans laauelle est incorporé un additif conducteur, ou bien en déposant chimiquement un métal sur la surface du matériau, tar exemple par la réduction in situ de nitrate d'argent ammoniacal0 D'une façon générale, lorsqu'on opte pour le dépôt chimique, il y a lieu de traiter la surface avec un ou plusieurs agents de sensibilisation tels que le chlorure stanneux dont l'application est suivie de celle de chlorure de palladium, dans le cas de l'argent. On peut produire des mousses d'acier en incorporant des quantités requises de carbone et/ou d'azote, par exemple par une technique de carburation0 Le carbone peut provenir d'une matière organique constituant la mousse de base, ou bien on peut l'ajouter dans un bain de galvanoplastie0 On peut naturellement traiter les mousses d'acier résultantes par la chaleur afin de leur conférer des propriétés physiques avantageuses, les traitements thermiaues de cette nature étant bien connus des spécialistes. Les exemples suivants montreront bien comment l'invention peut être mise en oeuvre, EXEMPLE 1 : On rend conductrice une feuille de mousse réticulée de polyéther, ayant une porosité de 4 pores/cm, à l'aide d'un procédé anélectrolytique de revêtement de cuivre et ensuite en appliquant un revtement galvanique de cuivre, opération nui se fait en 2 heures sous 5 ampères dans un bain acide de cuivrage. On soumet ensuite la mousse résultante à une opération de nickelage dans un bain de nickelage, pendant 80 heures sous 5 am.pèresOCn revêt ensuite la mousse nickelée dans un bain acide de sulfate d'ammonium ferreux pendant 64 heures sous 8 ampères.Le poids spécifique de la mousse ferreuse résultante est de 0,320 On découpe cette mousse en plusieurs pièces en forme de plaques et on chauffe en contact avec une poudre de carburation dans laquelle les plaques sont immergées au sein d'une caisse close, ce qui a pour effet de transformer le fer en un acier. On débarrasse les échantillons de la poudre de carburation, on refroidit à l'air, on traite thermiquement par chauffage à l'air jusqu'au rouge pendant 2 minutes, et ensuite on trempe On meule à plat les faces parallèles opposées des plaques jusqu'à une épaisseur finale de 22,6 mm et on dégraisse ces faces avec du trichloréthylène. On forme ensuite une structure stratifiée en liant la mousse de nickel entre deux tôles d'aluminium ayant chacune 1 mm d'épaisseur, de sorte que l'épaisseur finale de l'élément est de 24,6 mm.On effectue cette liaison à l'aide d'un adhésif de résine époxy que l'on fait durcir dans une étude à 900C pendant 90 minutes. Les éléments qui n'ont pas été soumis au traitement thermique précité possèdent un module de compression de 468 kg/cm2 et une care au flambage de 5 kg/cm2. Les éléments qui ont été soumis au traitement thermique précité présentent un module de compression de 768 kg/cm2 et une charce au flambage de 17 kg/cm2. On effectue les essais de compression sur des éprouvettes carrées ayant 5 cm de côté et on effectue les essais de flexion en supportant l'éprouvette aux deux bouts dans le sens de sa largeur au moyen de deux barres ayant chacune 1,27 cm de diamètre et espacées de 11,4 cm ; on applique ensuite une charge à midistance entre les supports. EXEMPLE 2 On prépare un bloc de mousse de fer par la même technique que dans l'exemple 1, on le découpe en bandes dont les dimensions sont 152 mm x 32 ma x 25 mm et on place ces bandes dans une caisse formée de tôles d'acier soudées contenant un composé de carburation en profondeur. La minceur relative des parois de la mousse permet au carbone produit pendant la carburation de pénétrer entièrement dans la structure et on obtient de cette façon une structure rculiere. ; vue d'assurer une carburation uniforme dans toutes les parties de la mousse, le composé u-tilisé a été broyé en une poudre rince. On munit la caisse d'un couvercle en acier et on la place uans un four à moufle de laboratoire à température ambiante. On élève la température jusqu'à 85000 et on la conserve à cette valeur pencant 15 minutes On laisse ensuite la caisse se refroidir lentement jusqu'à la température ambiante. On libère les éprouvettes du composé de carburation et on les chauffe à nouveau à 8500C pendant 15 minutes. On les soumet ensuite à une trempe dans l'eau jusqu'au retour à la température ambiante, on chauffe de nouveau à 6000C pendant 15 minutes et on refroidit lentement. On effectue tous les cycles de chauffage dans une atmosphère d'azote pour empêcher l'oxydation. On soumet les éprouvettes aux essais de compression et de flexion comme dans l'exemple 1 et on compare les résultats avec ceux d'une mousse de fer non traitée. Ces résultats comparatifs sont résumés dans le tableau suivant TABLEAU Densité Essais de compression Module de flexion Module Contrainte (kg/cm2) de pointe (kg/cm ) (kg/cm2 ) Non traitée 0,35 520 8,4 2130 Transformée en acier 0,35 942 20 2931 On peut utiliser les éléments de construction selon l'invention pour des applications très variées, par exemple dans le bâtiment, pour la fabrication de récipients, de chicanes et d'échangeurs de chaleur. Lorsqu'une résistance encore plus grande est nécessaire, on peut remplir les interstices, par exemple avec une matière plastique. R 3 V E is 3 I C A T I O tI S 1. Elément de construction, caractérisé en ce qu'il comprend une structure cellulaire en acier sous forme d'un réseau tridimensionnel agencé de manière à définir une Série d'espaces cellulaires communiquant les uns avec les autres. 2. Elément de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une peau métallique est liée à au moins une surface de l'élément. 3. Elément de construction selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est sous forme d'une feuille et qu'une peau métallique est liée à chacune des faces parallèles opposées de cette feuille. 4. Elément de construction selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que la peau métallique a un poids spécifique relativement faible. 5. Elément de construction selon la revendication 4, caractérisé en ce que la peau métallique est en aluminium. 6. Elément de construction selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la peau est liée à la structure cellulaire par soudage. 7. Elément de construction selon bune quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la peau est liée à la structure cellulaire à l'aide d'un adhésif. 8. Elément de construction selon l'une quelconque des revenaications 1 à 7, caractérisé en ce que la structure cellulaire présente une ou plusieurs ouvertures la traversant de part en part. 9. Elément de construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est formé par élec trodéposition de fer sur un substrat poreux. 10. Elément de construction selon la revendication 9, caractérisé en ce que le substrat poreux est une mousse réticulée. 11. Elément de construction selon la revendication 10, caractérisé en ce que la mousse réticulée est une mousse réticulée de polyuréthane. 12. Elément de construction selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce qu'on introduit du carbone dans le fer électrodéposé par une technique de carburation. 13. Elément de construction selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que le carbone introduit dans le fer électrodéposé provient du substrat poreux. 14. Elément de construction selon l'une quelconque des revendications il à 13, caractérisé en ce que l'on soumet la structure cellulaire à un traitement thermique.