Brevet FR2164463A1 — publié le 19730803

L'invention concerne les matériaux stratifiés du type sandwich en matière synthétique qui sont utilisés en particulier pour la fabrication des bateaux. Ces matériaux sandwich comportent deux peaux constituées par la superposition de bandes de tissu de verre (rowing) ou de feutre de verre (mat) imprégnées de résine et entre lesquelles est disposée une couche intermédiaire en mousse synthétique, généralement de la mousse de polyvinyle. Ces matériaux sandwich, dont l'avantage principal réside dans leur faible densité, ne présentent malheureusement pas une résistance mécanique suffisante à l'arrachement surtout lorsque l'épaisseur de la couche intermédiaire de mousse est relativement importante par rapport à l'épaisseur totale du matériau ; en effet, il se produit un "délaminage", c1 est-à-dire un glissement des deux peaux l'une par rapport à 11 autre, L'invention a pour objet un matériau sandwich du type précité qui présente une résistance mécanique à l'arrachement suffisante pour permettre en particulier la réalisation de coques de bateaux. Le matériau stratifié selon l'invention est notamment remarquable par le fait qu'il comporte, dans la couche intermédiaire de mousse, des éléments longitudinaux de liaison constituant chacun un profilé dont une partie est solidarisée avec l'une des peaux et une autre partie avec l'autre peau, lesdits éléments de liaison étant également constitués de bandes de tissu ou de feutre de verre imprégnées de résine et la section desdits éléments ne comportant que des angles arrondis. Ces éléments de liaison sont généralement parallèles entre eux, mais ils peuvent également être croisés. La présence de ces éléments de liaison permet d'obtenir un bon accro chage des deux peaux l'une par rapport à l'autre. Par ailleurs, l'absence d'angles vifs dans les éléments de liaison évite la formation d'amorces de rupture et de bulles d'air à la pose et rend celle-ci plus rapide. Selon une autre caractéristique de l'invention, les éléments de liaison présentent en section la forme générale d'une auge dont le fond est fixé sur l'une des peaux et les deux rebords sur l'autre peau. En effet, l'expérience a montré que cette forme en auge du profil des éléments de liaison permet d'obtenir d'excellents résultats au point de vue résistance mécanique. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la largeur totale des deux rebords de chaque élément de liaison est approximativement égale à la largeur du fond. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un matériau stratifié du type precité. Il est notamment remarquable par le fait que l'on moule dans un moule femelle la première peau, on colle sur la première peau des premières bandes de mousse dont le profil correspond à celui des éléments de liaison, on fixe sur lesdites premières bandes de mousse les éléments de liaison, on met en place entre les éléments de liaison des deuxièmes bandes de mousse et on les colle sur la première peau et on pose ensuite sur l'ensemble la deuxième peau. L'invention sera décrite ci-après en détail en se référant au dessin ci-annexé sur lequel - La figure 1 représente en coupe et en perspective un fragment de matériau selon 11 invention - La figure 2 représente une phase du procédé de fabrication du matériau selon l'invention. Le matériau sandwich représenté figure 1 comporte de manière connue deux peaux intérieure 1 et extérieure- 2 entre lesquelles est disposée de la mousse plastique 3. Les deux peaux intérieure et extérieure 1 et 2 sont constituées par des bandes de résine armées de feutre ou de tissu de verre. Dans les matériaux de ce type connus actuellement, la mousse 3 est généralement de la mousse de chlorure de polyvinyle et la résine est une résine polyester. Conformément à l'invention, on insère dans la couche intermédiaire de mousse 3 des éléments de liaison 4 qui sont également constitués par des bandes de résine imprégnées de feutre ou de tissu de verre0 Ces éléments de liaison 4 se présentent sous la forme d'une bande profilée dont une partie est solidarisée avec la couche intérieure 1 et une partie avec la couche extérieure 2. Le profil de ces éléments de liaison ne présente pas angles vifs, tous les angles étant arrondis. Lorsque le matériau selon l'invention est utilisé pour la fabrication de coques de bateaux, les éléments de liaison sont disposés en long pour la coque et en travers pour le pont. Dans l'exemple représenté, ces éléments de liaison présentent en section la forme générale d'une auge dont le fond 5 est fixé sur la peau intérieure 1 et les deux rebords 6 et 7 sur la peau extérieure 2. Ces éléments de liaison 4 sont disposés régulièrement à une certaine distance l'un de l'autre sur toute la largeur du matériau. Ils réalisent un accrochage mutuel des deux peaux, ee qui augmente notablement la résistance mécanique du matériau, en particulier la résistance à l'arrachement et la rigidité. La largeur totale des rebords 6 et 7 est avantageusement approximativement égale à la largeur du fond 5. L'épaisseur des éléments de liaison reste toujours inférieure à l'épaisseur de chacune des deux peaux intérieure et extérieure 1 et 2. On voit que de la mousse 3 est divisée en bandes de mousse 8 disposées sous les éléments de liaison 4 et en bandes de mousse 9 disposées entre deux profilés voisins. Les caractéristiques du matériau sandwich selon l'invention, telles que l'épaisseur des deux couches intérieure et extérieure, la hauteur de la couche intermédiaire de mousse, l'épaisseur des éléments de liaison, la nature des résines d'imprégnation, sont calculées de manière connue, compte tenu des performances souhaitées. De même, le nombre des éléments de liaison sera calculé en fonction de la résistance mécanique désirée.Ainsi, par exemple, le demandeur a réalisé un matériau sandwich présentant les caractéristiques suivantes - La peau extérieure est un stratifié comportant 2,2 kg de verre 2 au m - La peau intérieure est un stratifié comportant 1,8 kg de verre 2 au m - Les éléments de liaison sont constitués de deux couches de mat 2 (résine armée de feutre de verre) comportant 300 g de verre au m - La couche intermédiaire de mousse a une épaisseur de 40 mm - Le nombre des éléments de liaison est de 3 à 4 au mètre - La largeur du fond des éléments de liaison est de 5 cm environ. Ce matériau sandwich a été soumis à des essais en utilisant une éprouvette de 1 m de long sur 10 cm de large, des essais comparatifs étant effectués d'une part avec un matériau sandwich de type connu et d'autre part avec une tale d'aluminium "AG4" de 1Qnm, ces deux derniers matériaux étant utilisés pour la réalisation de coques de bateaux. Les essais ont montré que la rigidité des matériaux sandwich selon l'invention est de loin supérieure à celle de la tale d'aluminium et que la rigidité d'un sandwich de type connu est presque égale à celle de la tale. Des essais de rupture ont ensuite été effectués et ont-montré que le matériau sandwich de type connu présentait une charge de rup 2 de 9 kg/mm21 2 ture de 9 kg/mm , le matériau sandwich selon l'invention de 19,4 kg/mm , la 2 tale présentant une charge de rupture de 28,6 kg/mm , cette charge étant calculée par la formule 3 FD N 2 3 où F = force de rupture, D = distance des appuis, 1 = largeur de l'éprouvette, h = épaisseur de l'éprouvette. Par ailleurs, le matériau sandwich selon l'invention présente l'avantage de pouvoir utiliser une couche intermédiaire de mousse qui soit à la fois plus épaisse et moins dense. Ainsi on peut utiliser de la mousse de polyuréthane. Ceci est particulièrement important pour la réalisation de coques de bateaux puisque l'on peut réduire le poids au mètre carré pour une résistance mécanique donnée, ce qui augmente la flottabilité du bateau réalisé. En effet, 3 la mousse de polyuréthane utilisée a une densité de 40 kg/m alors que celle 3 de la mousse de chlorure de polyvinyle est supérieure à 100 kg/m . De plus, la mousse de polyuréthane est moins chère que la mousse de chlorure de polyvinyle. Ainsi le matériau dont les caractéristiques viennent d'entre données 2 a un poids de 13 kg/m- en moyenne, ce qui correspond à 37 kg de flottabilité par mètre carré en eau douce, soit de quoi tenir quatre hommes au mètre carré en immersion. L'invention permet donc de réaliser des bateaux qui soient totalement insubmersibles. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication du matériau selon l'invention. Le procédé actuellement utilisé pour réaliser des matériaux sandwich de type connu consiste à réaliser un mannequin, à y disposer des plaques de mousse de chlorure de polyvinyle et à poser ensuite les tissus imprégnés de résine par dessus. La première peau extérieure ayant été finie par ponçage et masticage, on retourne la pièce obtenue et l'on effectue la pose de la peau intérieure. Pour réaliser le matériau sandwich selon l'invention, on utilise un moule femelle comme dans la technique du moulage au contact. On commence par mouler une première couche stratifiée de bandes de tissu ou de feutre imprégnées de résine, Ensuite, on colle les bandes de mousse 8 sur cette première couche en utilisant par exemple de la colle contact au néoprène. Les bandes de mousse 8 sont taillées à l'avance dans de la mousse en plaque. Pour l'opération de collage leur écartement est maintenu au moyen de gabarits disposés entre les différentes bandes 8. Ensuite, on ôte les gabarits et l'on pose des couches de tissu imprégnées de préférence du mat sur les bandes de mousse 8. Cette pose peut s'effectuer au rouleau, au pinceau ou encore avec une machine à projeter les fibres. L'opération suivante consiste à placer les bandes de mousse 9 entre les éléments de liaison 4. Ces bandes 9 sont également découpées à l'avance dans des plaques de mousse, Pour obtenir un bon contact lors du collage des bandes de mousse 9 sur la première peau, on peut utiliser le montage représenté figure 2. On fixe sur les éléments de liaison 4 des petits crochets réalisés en mat tels que les crochets Il représentés figure 2 ; entre ces deux crochets Il on glisse une latte souple 12 et on place en dessous de la latte 12 une cale 13 tout le long du matériau sur la bande de mousse 9. Une autre manière de presser la bande de mousse 9 sur la première couche extérieure réalisée consiste à utiliser la technique du sac et du vide, l'ensemble étant placé dans un sac dans lequel on fait le vide. La dernière phase du procédé selon l'invention consiste tout d'abord à niveler la surface de l'élément obtenu de manière à obtenir une surface suffisamment plane, puis à y étendre la deuxième peau par application de couches de rowing et de mat successives de manière à obtenir l'épaisseur désirée. Le nivellement se fait par un mélange de résine et de poudre de noyaux d'olive afin d'augmenter la cohésion tout en abaissant la densité de la résine qui de toutes façons coulerait dans les interstices. On obtient alors après démoulage un panneau complètement terminé. REVENDICATIONS 1) Matériau stratifié du type sandwich en matière synthétique comportant deux peaux qui sont constituées par des bandes de tissu ou de feutre de verre imprégnées de résine et entre lesquelles est interposée une couche intermédiaire en mousse synthétique qui est solidarisée avec les deux peaux, caractérisé par le fait qu'il comporte, dans la couche intermédiaire de mousse, des éléments longitudinaux de liaison constituant chacun un profilé dont une partie est solidarisée avec l'une des peaux et une autre partie avec l'autre peau, lesdits éléments de liaison étant également constitués de bandes de tissu ou de feutre de verre imprégnées de résine et la section desdits éléments ne comportant que des angles arrondis, 2) Matériau selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'es éléments de liaison présentent en section la forme générale d'une auge dont le fond est fixé sur l'une des peaux et les deux rebords sur l'autre peau. 3) Matériau selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la largeur totale des deux rebords de chaque élément de liaison est approximativement égale à la largeur du fond de l'auge. 4) Matériau selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'épaisseur des éléments de liaison est au plus égale à l'épaisseur des peaux. 5) Matériau selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les éléments de liaison sont constitués exclusivement de couches de mat imprégnées de résine. 6) Matériau selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la mousse constituant la couche intermédiaire est une mousse de polyuréthane. 7) Procédé de fabrication d'un matériau selon une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'on moule dans un moule femelle la première peau, on colle sur ladite première peau les premières bandes de mousse dont le profil correspond à celui des éléments de liaison, on fixe sur lesdites premières bandes de mousse les éléments de liaison, on met en place entre les éléments de liaison des deuxièmes bandes de mousse et on les colle sur la première peau et on pose ensuite sur l'ensemble la deuxième peau. 8) Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les bandes de tissu ou de feutre de verre imprégnées de résine constituant les éléments de liaison sont appliquées au moyen d'un rouleau ou d'un pinceau. 9) Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les bandes de tissu ou de feutre de verre imprégnées de résine constituant les éléments de liaison sont appliquées au moyen d'une machine à projeter les fibres. lO)Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait que, pour le collage des deuxièmes bandes de mousse sur la première peau, on place l'ensemble du moule dans un sac plastique dans lequel on fait ensuite le vide.