Brevet FR2261871A1 — publié le 19750919

L'idée maîtresse qui a présidé à la mise au point de cette méthode a été de disposer d'un produit dont les qualités de solidité et de légèreté staffranchissent des dimensions et des contraintes, quels que soient leurs domaines d'applîcation. Or l'étude de pièces en stratifié de grandes dimensions ou devant être soumises à des efforts importants ou brutaux aboutit invariablement à des épaisseurs excessives ou à des renforcements aberrants qui augmentent touJours consiaérablement le poids des objets finis ou alourdissent les formes, sans pour autant procurer une parfaite assurance de tenue aux contraintes et dont les conséquences directes sont un accroissement de la matière première, de la main-d'oeuvre, donc du prix de revient. Pour palier ces inconvénients et ramener l1équilibre des proportions poids/résistances, on se trouve amene à concevoir des structures spéciales hétérogènes, dites structures sandwich , constituées le plus souvent par un élément central léger emprisonné entre deux couches d'un élément résistant, le tout formant bloc. La structure sandwich traditionnelle, en redonnant au produit des dimensions plus conformes à la normale, répond bien aux critères ci-après : tenue excellente à la flexion et à la compression, mais sa principale faiblesse réside dans l'hétérogénéi- té de ses constituants dont la liaison est parfois discutable risque de délaminages, phénomènes de rejets. Afin de réaliser une synthèse valable de toutes les qualités recherchées, en en écartant les inconvénients, il apparaît bien vite que seule une liaison efficace de tous les éléments consti titis du sandwich est impérative : c'est la base de la nouvelle méthode. De fait, les calculs font apparaitre que, plus cette liaison est continue, plus les qualités de résistance s'en trouvent améliorées. Ce sont ces remarques qui ont conduit à la recherche et à la mise au point de ce nouveau procédé de réalisation de structures sandwich à liaisons multiples continues Sa grande facilité de mise en oeuvre, sa parfaite souplesse d'ajiptation à toutes formes ou dimensions sont autant de qualités intrinsèques qui font de ce nouveau procédé la base même pour la réalisation d'un produit industriel nouveau aux performances exceptionnelles. La présente invention a pour objet Un nouveau procédé de fabrication de structures sandwich à liaisons multiples continues en stratifié alvéo-cellulaire, dont la conception et les moyens employés pour sa réalisation concourent à l'obtention d'un produit extrêmement résistant, léger, indéformable dont la souplesse d'emploi trouve des applications dans le bâtiment, l'industrie, la construction de pièces autoportantes de grandes dimensions, la construction navale et en particulier pour les coques de navires de plus de 12 mètres, etc. Nouveau procédé qui se caractérise par 10) - la nature particulière du sandwich obtenu, constitué par une couche supérieure (a) dite de résistance en stratifié multiplis, une couche inférieure (b) dite de contrebalancement, également en stratifié entre lesquelles une structure modulaire alternée, formée de cloisons (c) en stratifié qui forment une multitude d'alvéoles moulées et liées en continu (e) aux 2 couches extérieures (a et b), alvéoles ayant reçu un matériau cellulaire expansé rigide de faible densité (d), le tout réalisant ainsi une sorte de poutre à structure nid d'abeille d'une très grande résistance. 20) - Les méthodes misent en oeuvre pour la réalisation du produit fini, car le nouveau procédé autorise les techniques les plus variées allant de la préfabrication d'alvéoles, rapportées ensuite au moulage à la fabrication directe des alvéoles par moulage au contact, en passant par la projection verre/résine directement sur les modules d'expansé Cd), réalisant ainsi les liaisons multiples en continu (e). 30) - Tles variations de l'espace modulaire découlant des variantes de formes et dispositions des alvéoles internes élaborées entre et sur le matériau cellulaire et faisant corps avec lui et les couches externes les renfermant. Ges formes, dispositions,et dimensions des alvéoles pouvant varier suivant la sollicitation du produit fini. le produit fini obtenu comprend donc 4 éléments distincts fig. 1, étroitement associés les uns aux autres par liaisons multiples continues (e). 3 de ces élements (a, b et c) sont de nature identique : stratifié. le 40 (d) est de nature différente expansé. les 2 couches externes en stratifié (a et b), d'égale force ou non (échantillonnage identique ou différent), sont soudées entr'elles par un réseau plus ou moins dense de cloisons (c) liées en continu (e) qui forment ainsi une multitude d'alvéoles renfermant un celikulaire expansé rigide (d) de faible densité à cellules fermées, le tout élaboré simultanément. La forme, les dimensions et la disposition des alvéoles déterminent dans une certaine mesure les qualités du produit. lin- si, les variantes de réalisation résident essentiellement dans les formes différentes de constitution et de disposition des alvéoles d'une part et d'autre part dans leurs liaisons et leurs dimensions, en particulier la hauteur (h) de 11 espace modulaire. De ce fait, les alvéoles peuvent être à joints rectilignes continus fig. 2-, à joints croisés fig. 3, à cloisons perpendiculaires ou normales fig. 4, à cloisons inclinées ou tronciniques fig 5, de dimensions régulières fig. 4 et 5, ou irrégulières fig. 6, de hauteur modulaire identique Fig. 7 ou différent fig. 8, ou encore toutes combinaisons de ces divers types d'alvéoles fig. 9. Par contre, quelles que soient les variantes de construction il est démontré que pour un poids de verre/résine équivalent, un échantillon de sandwich conçu suivant le nouveau procédé à une résistance 10 fois supérieure à celle d'un échantillon de stratifié courant. Corollairement, si lton prend pour base une résistance donnée à obtenir, on aura avce le nouveau procédé un sandwich 10 fois plus léger qu un stratifié courant. De plus, la déformation ponctuelle du nouveau matériau est pratiquement inéxistante. Prenons par exemple, la construction d'une coque de chalutier de 21 mètres en stratifié dont le bordé de 27 mm est compo sé en construction traditionnelle multicouches, de 19 plis : dont 14 de mat 400 gr. et 5 de roving 820 gr. soit 9,700 Kg/X2 de tissus. le bordé étant renforcé entre cloisons par 3 lisses réparties qui doublent son épaisseur en ces points. L'inertie d'une bande de ce bordé de 0,50 m de large est de : I/V = Su2/6= 60 cm3 le nouveau procédé sandwich donne pour le même poids de tissus soit : Coque extérieure résistante : 9 mat 400 gr. + 3 riving 600 gr. Coque intérieure contrebalt: 3 mat 400 gr + 2 roving 600 gr. = 7,8 Kg. Alvéoles : surface = 0,8 ( 3 mat 400 gr. + 2 roving 600 gr.) = 1,9 KG. Poids total du tissus = 9,7 Kg. Avec un espace modulaire entre coque extérieure et intérieure de 0,20 m et des alvéoles de 0,50 m de côté, cet ensemble donne pour une section de 0,50 m de large une inertie de : 620 cm3 soit une inertie 10 fois supérieure au procédé traditionnel. Son application en construction navale est d'autant plus ap préalable que l'un des avantages majeurs du produit est la réten tion à la reprise d'humidité grâce à la mousse expansée à cellules ferméesqui en fait un produit léger mais surtout insubmersible à très fort coefficent de flottabilité. Ainsi, une coque de navire construitesuivant ce procédé jouit d'une qualité particulièrement recherchée par les armateurs dans le domaine de la sécurité maritime, elle est structuralement absolument insubmersible. De plus le pouvoir d'aptation du produit à toutes formes et dimensions de construction, offre dans ce domaine, le plus large évantail de réalisations possibles. En regard des résultats obtenus, outre ses qualités exceptionnelles de résistances mécanique et physique, de légèreté, d'imputrescibilité, son prix de revient relativement modeste le place en position priviliègiée par rapport à bien d'autres sandwich ou matériau plus courants. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux formes, dimensions et dispositions des divers éléments, ainsi que les matières utilisées, qui pourront varier dans la limite des équivalences sans pour cela changer la conception générale de l'invention qui vient d'être décrite. REVEN3)iCATi0NS 10) - Procédé de fabrication de structures sandwich, caractérisé par le fait que les éléments hétérogènes qui les composent sont étroitement associés et soudés entr'eux. 20) - Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérise en ce que l'association est réalisée par des liaisons multiples et continues. 30) - Procédé de fabrication selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les liaisons constituent une multitude d'alvéoles. 40) - Procédé de fabrication selon la revendication 3, caractérisé en ce que les alvéoles peuvent Btre à joints rectilignes continus ou à joints croisés. 50) - Procédé de fabrication selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les joints peuvent être à cloisons perpendiculaires ou inclinées. 60) - Procédé de fabrication selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la hauteur des cloisons déterminant 1 espace modulaire pet varier. 70) - Procédé de fabrication selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'espace modulaire peut être de dimensions régulières ou irrégulières. 80) - Procédé de fabrication selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'espace modulaire renferme un matériau cellulaire rigide et étanche. 90) - Procédé de fabrication selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le matériau cellulaire peut être préfabriqué ou coulé in-situ. 100) - A titre de produit industriel nouveau, le matériau sandwich obtenu par l'application du procédé selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications 1 à 10.