Brevet FR2313195A1 — publié le 19761231

La présente invention concerne de façon générale des objets creux armés dans des zones choisies par une mousse d'une matière solidifiée d'armature, et le procédé de réalisation et d'armature de tels objets. L'utilisation de divers types de mousse solidifiée, notamment de matière plastique, dans diverses applications est évidemment bien connue de méme que l'idée d'utiliser ces mousses pour la formation d'éiéments rigides ayant une surface sous contrainte. De plus, d'autres types d'organes utilisent des mécanismes de transfert de contraintes, mais ces formes connues d'éléments d'armature nécessitent de façon classique une fixation aux structures qu'ils arment par des rivets, des vis, des soudures, des collages, des emmanchements à force et analogues. L'invention concerne un type d'armature très différent particulièrement destiné à des parties limitées et/ou choisies de structure creuse. Plus précidement, l'invention concerne des corps creux tels que des coques de catamaran, ayant une armature interne sous forme d'un tampon libre de mousse qui nla- dhère pas aux parois de la coque, les caractéristiques d'armature étant assurées par la conformité au profil, le transfert et la répartition des contraintes. L'invention concerne aussi un procédé d'armature de structures creuses à l'aide d'une mousse solidifiée, comprenant la réaction de matières destinées à former une mousse dans un sac ou récipient souple et/ou qui peut s'allonger, le récipient pouvant être parfois mis en forme. Elle concerne aussi un tel procédé comprenant l'utilisation d'un récipient mis en forme et qui est thermosoudé afin qu'il ait une configuration torique ayant un dispositif à entretoise circulaire ou autre rendant minimale la quantité de mousse tout en conservant la rigidité et/ou la résistance mécanique. Elle concerne aussi des structures creuses ayant un type particulier d'éléments d'armature donnant à la structure armée des propriétés et des caractéristiques très avantageuses. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une perspective d'un catamaran dont les coques creuses ont été armées selon l'invention ; - la figure 2 est une coupe verticale transversale de la zone d'un montant d'une coque de la figure 1, suivant la ligne 2-2 de celle-ci, avant son armature - la figure 3 est une vue en plan de la zone du montant de la coque de la figure 2 lorsque le montant est retiré - la figure 4 est une perspective d'un mode de réalisation de sac destiné à contenir et à faire réagir les matières formant la mousse, cette figure illustrant un procédé d'introduction des matières dans le sac - la figure 5 est analogue à la figure 2 mais elle représente la disposition après retrait du montant et illustre le procédé de formation de l'un des organes d'armature en mousse - la figure 6 est analogue à la figure 5 et représente la coque après l'armature et la disposition du montant; - la figure 7 est analogue à la figure 4 et représente une variante de récipient ou sac en forme destiné à con tenir les matières de formation de mousse ; et - la figure 8 est analogue à la figure 7 et représente un autre mode de réalisation de récipient souple en forme. L'invention concerne un corps creux dont des parties choisies sont armées par une masse de mousse rigide placée dans un récipient disposé dans le corps. L'invention concerne aussi un procédé d'armature d'une zone choisie d'un corps creux, comprenant la disposition d'un récipient de la matière d'armature dans le corps, dans une zone choisie, et la réaction de matière destinée à former une mousse placée dans le récipient afin qu'il se forme une masse de mousse qui peut durcir. L'invention n'est pas limitée à l'armature d'un type particulier de structure creuse ou à un procédé particulier dtincorporation d'éléments d'armature. Cependant, elle est particulièrement intéressante pour la réalisation de véhicules marins tels que le catamaran représenté sur la figure 7 et on la décrit en référence à cette application. On note que le catamaran 1 a deux coques creuses identiques 10 formées chacune, comme représenté sur la figure 2, de deux feuilles 12, 14 d'une matière plastique, par exemple de polyéthylène, mises en forme et thermosoudées le long de leur marge, formant des brides périphériques 16, au cours d'une opération de moulage à la manière de coquilles. Ce procédé comprend une étape connue de formage sous vide permettant la déformation des parties centrales des deux feuilles 12 et i4 fixées au niveau des brides thermosoudées 16, afin qu'il se forme une configuration hydrodynamiquement avantageuse délimitant un compartiment creux et étanche 20.Après cette formation des coques 10, des parties des brides supérieures 16 sont découpées ou meulées afin qu'elles forment des patins avant et arrière 30 de montage ayant chacun une partie centrale découpée et délimitant un trou ou orifice 32 (figure 3). Les coques 10 sont disposées parallèlement et à distance et elles sont maintenues ainsi par un chassies 33 qui comprend quatre montants 34 placés sur les patins 30. Les deux montants avant 34 sont reliés par une traverse tubulaire supérieure 42 et une traverse tubulaire inférieure 44, alors que les deux montants arrière sont reliés par une traverse supérieure 42 uniquement, les montants avant et arrière de chaque ctté du bateau étant reliés par des organes tubulaires longitudinaux 50 du chassies. Le chassies 33 ainsi formé maintient et supporte aussi une toile 56 du type d'une trampoline, formant le pont, un mat 62 destiné à porter une voile au tiers et l'accastillage nécessaire ; des supports de gouvernail 78 ayant des barres 80 reliées par une traverse 82, sont directement montés sur les brides verticales périphériques des extrémités arrière'des coques 10, et les parties horizontales inférieures des flasques 16 forment les quilles des coques. Le catamaran terminé décrit jusqu'à présent constitue un navire manoeuvrable et marin et le bâti 33 qui maintient les coques à distance, assure aussi l'intégrité et l'étanchéité dans les conditions normales d'utilisation. Néanmoins, des surcharges et/ou d'autres utilisations anormales ou abusives pouvant faire apparaître des déformations peuvent provoquer la rupture ou l'affaissement des coques creuses de matière plastique en cours d'utilisation et l'invention réduit les possibilités de telles dété ricoations et/ou empêche les conséquences sérieures par utilisation d'une coque armée et mise en oeuvre d'un procédé de réalisation d'une telle coque. Etant donné que la mise en place des montants 34 du bati 33 sur les coques 10 est importante à la fois pour les éléments d'armature selon l'invention et pour le procédé de formation et d'adaptation à la structure du bateau, on explique cette mise en place en référence aux figures 2 et 3 elle est avantageusement réalisée par disposition d'abord sur chacun des patins 3C de montage, à son tour, d'une garniture élastique 84 en caoutchouc ou analogue qui entoure le trou 32 du patin. Deux plaques de montage 86 percées et taraudées et placées horizontalement, ayant une configuration générale en U, sont alors placées dans la coque 10 contre la face interne du patin 30, de part et d'autre du trou 32 et sont fixées dans cette position par des rivets 88 qui passent à travers les plaques 86 et la paroi du patin 30 (figures 2 et 3). Un montant 34 est alors fixé sur le patin, la base 94 reposant sur la garniture 84 et des vis 90 sont disposées dans la base 94, passent à travers le patin 30 et sont vissées dans les plaques 86. Le trou 32 est nécessaire à l'introduction des plaques 86 à l'intérieur de la coque, mais, comme le patin 30 est étroitement serré entre les plaques 86 et la base 94 du montant, la garniture 84 est serrée contre le patin 30 et doit coopérer avec la base '94 en fermant le trou 32 de manière étanche, empêchant ainsi l'entrée d'eau en cours d'utilisation normale du bateau. Cependant, selon l'invention, l'aptitude normale à naviguer de ces structures est encore améliorée si bien qu'elles peuvent supporter aussi bien l'utilisation normale que l'utilisation abusive et peuvent continuer à flotter même après rupture, fuite et/ou affaissement partiel des coques. L'opération est réalisée, dans le cas du catamaran de la figure 1, par armature des coques 10 dans les zones des montants de chaque coque, par formation d'une mousse augmentant la rigidité. L'opération est réalisée avantageusement par introduction dans les coques 10 des figures 2 et 3, par les trous 32 des patins 20, d'un sac 95 mis en forme (figure 4) comprenant un récipient 98 rempli, par exemple par coulée comme représenté, par une matière 102 capable de former une mousse. Les sacs peuvent aussi autre introduits vides puis gonflés par de l'air, par exemple par un orifice ou une valve 97 (figure 5) et la matière 102 peut alors être introduite dans le sac préalablement gonflé. Ensuite, quelle que soit l'opération antérieure, la partie supérieure du sac est repliée (figure 5) et une plaque 99 de couverture peut fermer l'orifice 32. La mousse 100 se forme à partir de la matière 102 ; il peut s'agir de polyuréthane qui déplace et comprime légèrement l'air du sac si bien que celui-ci reste gonflé et se conforme à la configuration de la coque. Comme la partie supérieure du sac est simplement repliée et que la plaque 99 est mise à l'atmosphère, l'air sous pression peut s'échapper si bien qu'une contre-pression ne peut pas empêcher le remplissage par la mousse.Lorsque la mousse a gonflé et polymérisé ou a durci, les plaques 99 sont retirées le cas échéant, les montants 34 sont vissés en place (figure 6) avec au moins une vis 101 de longueur plus grande le cas échéant, et le bateau est prit à titre emballé et/ou utilisé. Les vis trop longues 101 s'enfoncent le cas échéant dans les tampons de mousse et les fixent en place. Cependant, dans le cas de sacs mis en forme ou de sacs souples et/ou qui peuvent s'ailonger et qui se conforment à la configuration interne des coques, cette configuration seule assure en association avec les montants la retenue des tampons de mousse formée dans les sacs en place. Ainsi, les sacs 95 peuvent wetre plats ou en forme dans la mesure où ils sont en une matière qui possède les propriétés voulues de résistance mécanique, de souplesse et/ ou d'élasticité en fonction de la nature et de la configuration de la structure à armer et de la nature des matières d'armature utilisées, chaque sac pouvant être maintenu en forme sans possibilité d'affaissement par un dispositif mécanique ou autre ou par gonflage. De manière analogue, d'autres matières cellulaires que la mousse de polyuréthane et d'autres matières plastiques, notamment des mousses de résines alkydes ou de polyisocyanate, de matières phénoliques, etc conviennent aussi.En outre, les mousses de polyuréthane peuvent titre formées par réaction entre un polyisocyanate et un polyol de type polyester ou polyéther, et un avantage de la mousse de polyuréthane est qu'elle est très rigide et n'a pas tendance à absorber l'eau. Dans tous les cas, la matière ou le mélange qui peut se dilater en formant une mousse poreuse ou cellulaire rigide peut être introduit sous forme d'un liquide ou semiliquide 102 qui peut autre placé dans la coupelle ou le réceptacle 98 avant introduction dans le sac 95 ou qui peut autre coulé dans la coupelle lorsque celle-ci est dans le sac et lorsque le sac est en place dans la coque. Lorsqu'on utilise la coulée, la coupelle 98 utilisée pour le mélange de la mousse de polyuréthane peut elle-même être en mousse de polystyrène et peut ainsi accroitre les propriétés de flottaison de l'armature.La coupelle peut comprendre un double fond, formé par exemple par empilement de deux coupelles, afin que la flottabilité soit encore accrue et que la quantité de mousse nécessaire soit réduite sans réduction de la résistance mécanique ou de la rigidité de l'élément d 'armature. - Evidemment, la matière destinée à former la mousse peut autre introduite dans le sac 95 par injection ou d'une autre manière et les mousses mélangées et formées à l'extérieur conviennent aussi. De manière analogue, dans le cas des mousses de polyuréthane, la résine et l'agent réactif de moussage peuvent autre introduits dans le sac 95 à partir de réserves différentes le cas échéant. Dans certains cas, le durcissement ou la rigidification de la mousse peut titre provoqué ou accéléré par chauffage ou un autre traitement mais en général il est avantageux que les matières, après dilatation ou moussage, deviennent rigides sans chauffage ou autre traitement externe. Les sacs 95, selon une caractéristique particulière de l'invention, peuvent aussi titre thermosoudés au centre od peuvent comprendre un récipient ou une membrane ayant la forme d'un tore comprenant une partie centrale d'entretoise de configuration circulaire (figure 7) ou de toute autre configuration avantageuse (figure 8). Des sacs du type représenté sur ces deux figures réduisent aussi la quantité de mousse nécessaire sans réduction de la rigidité ou de la résistance mécanique. L'armature des catamarans des typo représentés sur la figure 1, comme décrit, accroît beaucoup les facteurs de sécurité et de résistance mécanique de ces bateaux et permet l'utilisation de charges plus élevées, de plus grandes zones de navigation et même de matières plus minces pour la coque. En effet, la mousse à cellules fermées de l'armature accrott la flottabilité ; l'utilisation d'un sac qui entoure la mousse permet une utilisation optimale de la densité de la mousse et améliore le rapport de la quantité de la mousse à la résistance mécanique. L'utilisation d'une pression d'origine interne pour le maintien du sac à l'état gonflé et sa mise à la forme de la coque réduit la quantité de mousse nécessaire car celle-ci ntest pas utilisée à cet effet et conserve ainsi une faible densité. Les propriétés d'autoadaptation du sac de mousse assurent une bonne fidélité de reproduction du profil, quelles que soient les variations d'un bateau à un autre. REVENDICATIONS 1. Objet, caractérisé en ce qu'il comprend un corps creux ayant des zones choisies armées par une masse de mousse rigide confinée dans un récipient placé dans le corps. 2. Objet selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite masse est en mousse rigide de matière plastique se conformant à la configuration des parois opposées du corps creux, entre ces parois, et le récipient est un sac souple de matière plastique de dimension inférieure à celle du corps. 3. Objet selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps creux estla coque d'un bateau et comprend au moins un orifice d'accès, l'armature étant placée dans la coque à proximité de cet orifice d'accès, le sac maintenant la masse hors du contact direct avec les parois de la coque et la maintenant au voisinage de l'orifice d'accès. 4. Objet selon la revendication 3, caractérisé en ce que la section du sac correspond sensiblement à celle de la coque. 5. Objet selon la revendication 4, caractérisé en ce que le sac a une partie centrale d'entretoise qui réduit la quantité de mousse nécessaire sans réduction des propriétés d'armature et de flottabilité. 6. Objet selon la revendication 3, caractérisé en ce que le corps creux est une coque d'un dispositif qui en comprend au moins deux qui sont maintenues à distance et parallèlement par un bâti qui supporte un pont et une voile, ce båti ayant plusieurs montants verticaux placés sur des orifices correspondants d'accès des coques, des masses analogues d'armature étant disposées dans les zones des orifices d'accès de chaque coque, un dispositif associé aux montants étant destiné à maintenir les masses dans les sacs correspondants et dans les zones choisies. 7. Procédé d'armature d'une zone choisie d'un corps creux, caractérisé en ce qu'il comprend l'introduction d'un récipient de la matière d'armature dans le corps dans une zone choisie, et la réaction d'une certaine quantité de matière capable de former une mousse dans le récipient afin qu'elle forme une masse de mousse rigide. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le récipient est un sac souple qui contient un récipient de la matière destinée à former la mousse, et la réaction de la matière destinée à former la mousse dans le sac comprend la coulée de la matière sous forme liquide dans le récipient. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le sac a une configuration qui correspond sensiblement à la section de la zone choisie du corps creux, et le sac ne peut pas s'affaisser et conserve sa forme lors de la réaction de la matière et de la production de la masse de mousse rigide. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le corps creux est une coque de bateau comprenant au moins un orifice d'accès, le sac étant introduit dans la coque par l'orifice et étant gonflé afin qu'il conserve sa forme, l'orifice d'accès étant fermé lorsque la masse de mousse a été formée, un dispositif associé à la fermeture maintenant la masse et le sac dans la zone choisie.