Brevet FR2325503A1 — publié le 19770422

La présente invention se rapporte d'une façon générale aux structures dénommées structures sandwichs, qui comportent de façon en soi connue une âme placée entre deux feuilles ou plaques formant les faces du sandwich, les éléments étant retenus en position assemblée par collage. Des structures de ce type, qui se présentent généralement sous la forme de panneaux, sont utilisées maintenant pour de nombreuses applications, du fait en particulier de leur légèreté. Il est connu de réaliser l'âme des sandwichs en balsa, en mousses synthétiques ou par des structures en nids d'abeilles, par exemple en résine, les feuilles latérales formant les faces du sandwich pouvant être en matière plastique, en métal léger, en bois ou en un autre matériau. Dans le cas de balsa et de mousses synthétiques, on dispose pour la réunion des éléments de la structure en sandwich de surfaces de collage portantes, correspondant en fait à la surface de la structure elle-même, de sorte qu'une très bonne solidarisation est obtenue entre les éléments. Toutefois, les sAndwichs réalisés en ces matières présentent certains inconvénients qui résultent, dans le cas du balsa, du prix élevé de ce matériau ainsi que de 53 combustibilité, et dans le cas des mousses de la résistance mécanique réduite alors obtenue, et qui s'opposent à l'emploi des sandwichs résultants pour certaines applications. Les sandwichs âme formée par une structure en nids d'ahezilaes présentent des caractéristiçues mécaniques bien meilleures que les mousses et cette âme peut être réalisée à partir de résines peu coûteuses. Toutefois, la surface de collage entre les bords des cellules de l'âme en nids d'abeilles et les feuilles ou plaques formant les faces du sandwich est très faible, de sorte que la solidarisation des éléments du sandwich peut être défectueuse et que 11 opération de collage est dans certains cas coNteuse. Le bt se invention est: de remédier aux inconvénients existants et de permettre la réalisation d'une structure du type sandwich comportant une Ame pouvant être fabriquée en résine, armée ou non, en fonction des caractéristiques désirées pour le sandwich résultant, mais fournissant, sensiblement sans augmentation de poids par rapport à une structure à ame en nids d'a beilles, une surface de collage de le avec les feuilles for mant les faces du sandwich nettement accrue, permettant une solidarisation sûre et simple, donc peu coûteuse, des éléments du sandwich. L'invention est matérialisée dans un sandwich utilisable comme élément structurel, du type comportant une âme médiane en résine assemblée avec deux feuilles ou plaques latérales formant les faces du sandwich, caractérisé en ce que l' me est formée par un élément alvéolé présentant une embase à partir de laauelle s'étendent des alvéoles au moins en partie fermés à leur extrémité opposée à cette embase, en ménageant une surface plane, ladite embase et les extrémités au moins en partie fermées des alvéoles constituant des surfaces parallèles de collage des feuilles ou plaques latérales formant les faces du sandwich. Ainsi, on dispose sur les deux faces latérales de l'âme de surfaces de encollage relativement importantes, qui facilitent la réunion des éléments du sandwich et qui permettent d'obtenir pour l'ensemble une bonne solidarisation par des moyens simples et peu coûteux. Suivant un mode de réalisation possible, l'âme est réalisée à partir d'une résine qui est mise en forme par exemple par pressage, puis durcie, notamment par polymérisation. Un mode de mise en oeuvre paraissant avantageux consiste à réaliser l'âme à partir de fibres de verre imprégnées de résine, qui sont disposées en nappe, puis soumises à un pressage à la forme alvéolée désirée et polymérisées. La forme alvéolée de 1' âme fournit pour le sandwich une bonne résistance mécanique, en particulier à l'écrasement, comparable à celle pouvant être obtenue dans le cas d'une âme en nids d'abeilles. Cette résistance est en outre améliorée ici par la solidarisation étroite entre lâme et les plaques ou feuilles formant les faces du sandwich, réalisée par une surface importante. Par ailleurs, elle est conjuguée à une plus grande flexibilité de l'âme, du fait que la flexion qui peut se produire alors dans le plan de embase. Les alvéoles de l'âme peuvent avoir des formes géométriques diverses. Ils peuvent être par exemple en forme de pyramides tronquées, de troncs de cônes, etc.., ou avoir des formes plus complexes. Habituellement, les alvéoles vont être fermés à leur extrémité opposée à l'embase, du fait notamment du mode de fabrication par pressage de l'âme à partir d'une nappe de fibres de verre imprégnées. Toutefois, le "fond" des alvéoles peut, si désiré, être en partie ouvert, pour autant qu'il demeure sur ce 'tfondl' un rebord suffisant pour obtenir un collage sûr par des moyens simples. La forme de pyramide tronquée ou de tronc de cône est généralement utilisée du fait de la simplicité d'obtention d'une âme dont les alvéoles présentent ce profil. Dans ce cas, l'angle de conicité ou de dépouille est choisi de façon à faciliter la fabrication, notamment lors du pressage. Le sandwich peut être réalisé à partir d'une âme du type susmentionné et de plaques ou feuilles en matière plastique, en métal léger, en bois, etc... L'adhésif utilisé pour réunir l'âme avec ces feuilles est alors fonction de la nature de ces dernières, et ce peut être un adhésif connu pour de telles applications, par exemple un adhésif phénolique, polyuréthane, etc.. pour les métaux et les matières plastiques, ou bien une colle à base de phénol-formol, urée-formol, etc.. pour un collage sur bois. Si désiré, le sandwich peut en outre être complété par un remplissage total ou partiel des alvéoles de l'âme par exemple avec une mousse, si l'on désire augmenter les qualités d'i- solation du sandwich. L'invention concerne encore un procédé pour la fabrication d'un sandwich du type décrit ci-avant, caractérisé en ce au'on imprègne des fibres de verre à l'aide d'une résine, on répartit ces fibres imprégnées en nappe, on les soumet à un Dressage rour obtenir une structure alvéolée ménageant des surfaces parallèles planes d'encollage, on provocue la polymérisation de la résine pour durcir cette structure alvéolée, puis on colle les feuilles ou plaques formant les faces du sandwich sur les surfaces paralleles d'encollage ainsi ménagées sur la structure alvéolée formant l'âme du sandwich. Un sandwich suivant l'invention est utilisable pour les applications usuelles des structures de ce type. I1 présente toutefois une combinaison de propriétés qui rend son application possible à des domaines encore plus étendus. Ainsi, il peut être tilisé dns le génie chimique pour former des cuves, passerelles, plateFformes, etc..., en utilisant alors une résine anti corrosive qui peut former à la fois l'âme et les faces, en donnant un sandwich d'une grande homogénéité ; il peut également être utilisé de façon classique en panneaux dans l'industrie aéronautique, sur les véhicules, comme plancher ou paroi, dans la construction, et pour des applications analogues, du fait de sa bonne résistance mécanique ; enfin, il peut être employé eom me élément isolant, en augmentant au besoin ses capacités isolantes comme indiqué précédemment par l'adjonction d'un remplis- sage tel qu'une rousse synthétique. La description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé, donné à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention. La Fig. 1 est une vue en perspective avec arrachement partiel d'un sandwich réalisé selon l'invention. La Fig. 2 est une vue en plan de l'âme utilisée dans ce sandwich. La Fig. 3 est une vue analogue à la Fig. 1, montrant une variante de réalisation. La Fig. 4 est une vue en plan de l'âme utilisée. La Fig. 5 est une vueen coupe transversale correspondant à une autre variante. Le sandwich représenté sur la Fig. 1 comprend de la façon usuelle une âme 1 et deux plaques ou feuilles 2 et 3 formant les faces de la structure en sandwich. Suivant l'invention, l'âme 1 est constituée par un élé- ment alvéolé qui est réalisé dans le cas présent à l'aide de fibres de verre imprégnées de résine, mises en nappe, puis soumises à un pressage provoquant la mise en forme et à une polymérisation, de façon à obtenir une structure durcie. Du fait de cette fabrication, l'âme 1 présente une partie formant embase 4, à partir de laquelle s'étendent des alvéoles 5 en forme de troncs de pyramides, fermés à leur extrémité 6 opposée à l'embase 4. On voit à l'examen de la Fig. 9 que embase 4, d'une part, et les extrémités fermées planes 6 des alvéoles 5, d'autre part, menagent des surfaces d'encollage pour les feuilles 2 et 3 complétant le sandwich. L'adhésif utilisé pour réaliser l'assemblage par collage est fonction de la nature des feuilles 2 et 3, qui peuvent être en matière plastique, métal léger, bois, etc.. Dans tous les cas, la surface d'encollage accrue, obtenue grâce à l'invention, permet d'obtenir une solidarisation améliorée entre les éléments du sandwich, tout en facilitant l'assemblage, qui peut en outre avoir lieu dans des conditions économiques bien meilleures. Suivant le mode de réalisation representé sur les Fig. 3 et 4, qui montrent un sandwich comprenant une âme 7 et deux feuilles 8 et 9 formant les faces du sandwich, l'âme est constituée par un liement alvéolé qui peut être obtenu d'une façon analogue à celle décrite précédemment et qui présente une embase 10 ainsi que des alvéoles Lu avant ici une forme tronconique et fermés à leur extrémité 12 opposée à l'embase, ce qui fournit ici encore des surfaces d'encollaqe importantes, facilitant l'assem- blague des éléments de la structure. Dans ce cas encore, les feuilles 8 et 9 formant les faces du sandwich peuvent être en différents matériaux et l'adhésif est adapté à la nature de ces derniers. Suivant le mode de réalisation représenté sur la Fig. 5, l'âme 13 du sandwich est constituée par un double élément alvéolé, chacune des deux parties comprenant une embase 14 et des alvéoles 15, par exemple n forme de troncs de pyramides ou de troncs de cones, fermés à leur extrémité 16 opposée -! l'embase. Les deux partes de l'âme sont réunies entre elles par collage des embases 14, et les feuilles 17, 18 formant les faces du sandwich sont collées chaque fois sur les faces terminales fermées 16 des alvéoles 15. Des résultats analoaues aux précédentes sont ici encore obtenus. Tomme indiqué prtcédemment, les matériaux formant l'âme du sandwich et les feuilles constituant les faces de celui-ci sont choisis en fonction de l'application envisagée. Ainsi, on peut oraliser par exemple un sandwich en matière plastique résistant à a corrosion, auto-extinguible et ayant une bonne tenue dans le temps, couvant constituer un panneau dont l'application est avantageuse dans un certain nombre de domaines techniques. L'utilisa- tion de feuilles Ce métal luger pour former les faces du sandwich est avantageuse, par exemple, dans l'aéronautique ou bien pour former 4es panneaux de revêtement ou des murs-rideaux dans la construction.Dans tous les cas, une grande homogénéité est obtenue our le sandwich, grâce 'a la surface d'encollage importante chaque fois disponible, et les caractéristiques mécaniques sont au mains usa nonnes que celles d'un panneau sandwich à âme en nids d1abeilles, qui pose des problèmes d'encollage, comme indiqué précédemment. Enfin, l'isolation fournie par le sandwich peut tre augmentée par remplissage complet ou partiel des alvéoles, par exemple par des mousses plastiques. D'autres modifications peuvent etre apportées aux modes de réalisation décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. insi, l'ouverture de la base des alvéoles de l'âme permet d'utiliser celle-ci en combinaison avec une seule feuille ou plaque, par exemple pour un plafond lumineux ou une application analogue, en fournissant un motif particulièrement esthétique. Dans ce cas encore, une bonne solidarisation entre la feuille et l'âme est obtenue grâce à la surface de collage. REVENDICATIONS 1.- Sandwich utilisable comme élément structurel, du type comprenant une ame médiane en résine assemblée avec deux feuilles ou plaques latérales formant les faces du sandwich, caractérisé en ce que l'me du sandwich est formée par un élément alvéolé présentant une embase à partir de laquelle s'étendent des alvéoles au moins en partie fermés à leur extrémité opposée à cette embase, en ménageant une surface plane, ladite embase et les extrémités au moins en partie fermées des alvéoles constituant des surfaces parallèles de collage des feuilles ou plaques latérales formant les faces du sandwich. 2.- Sandwich suivant la revendication i, caractérisé en ce que l'ame est réalisée en résine mise en forme par pressage, puis durcie, notamment par polymérisation. 3.- Sandwich suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'âme est réalisée en fibres de verre imprégnées de résine, disposées en nappe puis soumises à un pressage à la forme alvéolée désirée et polymérisées. 4.- Sandwich suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les alvéoles de l'ame ont des formes géométriques diverses telles que des formes en troncs de pyramides ou en troncs de cônes. 5.- Sandwich suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fond des alvéoles opposé à l'embase est en partie ouvert et ménage simplement un rebord de collage. 6. - Sandwich suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les alvéoles sont remplis au moins en partie par une matière isolante, notamment par une mousse synthétique. 7.- Elément structurel, caractérisé en ce qu'il est formé par une âme en forme d'élément alvéolé présentant une embase à partir de laquelle s'étendent des alvéoles, ces alvéoles étant ouverts à leur extrémité opposée à l'embase, ladite embase étant collée sur une feuille ou plaque formant une face de fixation de l'élément structurel, qui constitue ainsi un panneau de décoration, un panneau de plafond tel qu'un plafond lumineux, ou un panneau analogue. 8.- Procédé pour la fabrication d'un sandwich suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on imprègne des fibres de verre à l'aide de résine, on répartit ces fibres imprégnées en nappe, on les soumet à un pressage pour obtenir une structure alvéolée ménageant des surfaces parallèles planes d'encollage, on provoque la polymérisatlon de la resine pour durcir cette structure alvéolée, puis on colle les feuilles ou plaques formant les faces du sandwich sur les surfaces aralleles d'encollage ainsi ménagées sur la structure alvéolée formant l'âme du sandwich.