Brevet FR2360415A1 — publié le 19780303

La présente invention se rapporte à un élément de construction léger tridimensionnel, du type en treillis et elle concerne plus particulièrement un élément de ce genre qui est fabriqué à partir de deux plaques planes; Depuis quelque temps on utilise le procédé de construction par panneaux non seulement dans le domaine du bâtiment mais également dans la construction des agencements de magasins, du mobilier, etc. et on a mis au point divers éléments qui sont appropriés pour ce mode de construction0 Par exemple, les demandes ou brevets Japonais 98 024/ 1970 et 16 697/ 1971 décrivent des armatures en treillis tridimentionnel de forme générale plate applicables à la construction de toiture et de murs et comportant des triangles raidisseurs formés par des membrures Ces armatures en treillis tridimensionnel sont obtenues par l'assemblage de membrures et ne peuvent donc pas être qualifiées de panneaux0 En outre, elles présentent I'inconvnient de comprendre de nombreux endroits oW les membrures sont assemblées entre elles et de ne pas pouvoir Stre réalisées sous une faible épaisseur. Cet inconvénient rend difficile l'application générale de ce treillis au domaine du bâtiment. Parmi less éléments de construction, ceux qui comportent des feuilles ondulées se sont révélés avantageux par leurs caractéristiques de résistance mécanique et de ldgèreté. Malheureu- sement les feuilles ondulées utilisées Jusqu'à présent présentent l'inconvénienS de manquer de résistance dans la direction perpendiculaire aux crêtes d'ondes et de pouvoir se déformer dans la direction de ltonde. Il a déjà été proposé de renforcer les feuilles ondu lées en collant une plaque ou feuille superficielle sur un ou chacun des cotés de la feuille ondulées Toutefois, ce procédé n'appor- te qu'un effet due renforcement insuffisant parce que ltâme ondulée et la feuille ou plaque ne sont pas d'un seul tenants D'autre part, il a été proposé de former un élément ondulé à partir d'une feuille et de soutenir les creux d'ondes de l'âne ondulée, ou encore de rabattre une partie des flancs des ondes par découpage et pliage et d'assembler ces parties découpées et pliées de manière à former un support (Modèle d'utilité japonais n0 30007/1973).Malheureusement, ces procédés présentent l'inconvénient d'exiger de nombreuses opéra- tions telles que, par exemple, le découpage, le formage des ondes, le tirage des supports, le collage des supports etc.. En particulier, de nombreuses parties des feuilles doivent être pliées; étant donné que les zones collées ne sont pas accessibles sur les deux faces de la feuille, le collage est difficile à exécuter; en outre, la compléxité de la structure est préjudiciable au rendement de la fabrication; en particulier, il est difficile d'obtenir une production en continu; il en résulte que le nombre de ces éléments qui ont pu être utilisés en pratique est très limité. L'inventeur à cherché à réaliser un élément de cons truction léger qui ne soit pas affecté par les inconvénients décrits plus hauts Il a constaté que l'on peut produire un élément de construction léger réunissant les caractéristiques d'un élément plat et d'un élément ondulé à partir de deux plaques planes.L'élément de construction suivant l'invention peut titre a"abriqué par les opérations simples, telles que des opérations de découpage, pliage et assemblage et, en particulier, étant donné que l'on part de deux plaque s planes, le nombre des pièces qui subissent les opérations de pliage sont en nombre réduit, le collage est simplifié et on peut donc réaliser la production en continu. En outre, on a consta- té que l'on peut réaliser un élément de construction léger et possé- dant une plus grande résistance mécanique en adoptant un mode de construction qui" élimine les inconvénients mécaniques dus au pro priétés anisotropiques des constructions ondulées. L'invention est basde sur les constatations indiquées plus hauts Suivant une forme de réalisation de l'invention un élément de construction léger tridimetsionnel, du type en treillis, comprend deux plaques planes, ces plaques planes présentant des fi gourez répétitives, l'un des entés de chaque figure étant laissé non eoupé, tandis que les autres côtés de cette figure sont coupés et chaque figure étant rabattue en dehors du plan de la plaque plan autour d'un axe de rabattement constitué par le côté laissé non coupé et étant pliée de manière à former une languette, les deux plaques planes étant disposées l'une en regard de l'autre et parallèles entre elles et les languettes correspondantes appartenant aux plaques respectives étant assemblées les unes aux autres de manière à former une structure ondulée entre les deux plaques planes. Suivait une autre forme de réalisation de l'invention, un élément de construction léger tridimensionnel du type en treil lis, comprend deux plaques planes, ces deux plaques étant disposées l'une en regard de l'autre et parallèles entre elles, chacune de ces deux plaques planes présentant des lignes de pliage orientées dans deux ou trois directions différentes, de manière à se croiser et en ce que chaque plaque présente des figures répétitives et qui se succèdent le long de chaque ligne de pliage, soit sur un seul c8té de cette ligne, soit alternativement des deux côtés de cette ligne, le côté de chaque figure qui est parallèle à la ligne de pliage étant laissé non coupé tandis que les autres côtés de chaque figure sont coupés, chaque figure étant rabattue en dehors du plan général de la plaque et plié vers l'intérieur de l'élément de manié- r. à se placer perpendiculairement au plan général de la plaque et à former une languette, les languettes appartenant aux plaques respectives et qui sont symétriques les unes des autres soit par rapport à un point soit par rapport à une droite, étant assemblées par leurs sommets. La plaque plane utilisée suivant l'invention comme support peut titre faite de diverses matières appropriées0 Par exemple, on peut utiliser des métaux tels que le fer, l'aluminium, le cuivre, l'acier inoxydable etc., des résines synthétiques telles que les résines thermo-plastiques, les résines thermo-durcissables, les résines thermo-plastiques chargées, les résines hermo-durcis- sables chargées etc, les papiers tels que le carton* le carton ondulé etc., le bois, etco D'autres caractéristiques de ltinvention apparaitront au cours de la description qui va suivre.Aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple - les Figo 1 à 3 sont des vues en plan représentant des formes de réalisation d'une plaque plane; - les Fig. 4a à 4g sont des schémas montrant différentes formes de figures répétitives; - les Fig. 5-6 et 7 sont des vues en élévation d'un élément de construction léger suivant l'invention; - les Fig. 8 - 9 et 10 sont des vues de profil correspondantes; - la Fige Il est une vue de côté d'un élément de construction léger dans lequel les plaques sont courbes; - la Fige 52 est une vue partielle en coupe montrant la partie formant lime ondulée de l'élément à ltétat assemblé; ; - les Fig. 13a à 13c sont des schémas représentant différents modes d'assemblage; - la Fig. 14 est un schéma représentant un élément de construction suivant l'invention auquel est fixée une matière de rev8tement; - les Fig. 15 à 18 sont des vues en plan représentant une autre forme de réalisation de l'élément de construction léger suivant l'invention; - la Fig. 19 est une vue en élévation d'une autre forme de réalisation; - la Fig. 20 est une vue suivant la ligne Â de la Fig. 15; - la Fig. 21 est un schéma représentant l'élément de construction suivant la Figo 20 mais complète par fixation une matière de revêtement superficiel. Les Fig. 1 à 9 sont des vues en plan d'exemples-types de plaques planes suivant l'invention. La Fig. 1 représente une plaque plane présentant des figures répétitives 2 symétriques les unes des autres par rapport à des axes parallèles à la direction des crêtes d'ondes. La Figo 2 représente une plaque plane dans laquelle l'une des rangées d'un couple de rangés de figures symétriques par rapport à une droite est décalée par rapport à l'autre rangée dans une direction parallèle à la direction des crêtes drontes, La Fig. 3 représente une plaque plane dans laquelle les figures répétitives se succèdent en alternant dans une direction parallèle aux croies d'ondes et également dans une direction perpendiculaire aux crdtee d'ondes. Dans tous les arrangements possibles des figures répétiti ves, dont la diversité n'est pas limitée aux exemples représentés sur les dessins, un coté de chaque figure, représenté en traits interrompus sur la Fig. 4, est laissé non découpé tandis que les autres côtés de cette figure sont découpés.Le c8té laissé non déeoupé est une ligne de pliage 8. Dans cette forme de réalisation, la ligne de pliage 8 est toujours orientée dans la momie direction, c'est à dire que toutes les lignes de pliage sont parallèles et qu'elles ne se croisent pas. La coupe peut btre effectuée par poinçonnage ou autre procédé, étant entendu que l'on choisit le type de procédé qui est le mieux approprié à la nature de la matière de la plaque plane. Suivant la nature de la matière, la coupe et le pliage peuvent entre exécutés successivement ou simultanément. Les deux plaques planes sont disposées en regard et parallèlement entre elles0 les figures répétitives sont pliées vers l'intérieur de l'élément, par rabattement autour de la ligne de pliage 8 pour former des languettes 3. Les languettes en regard sont assemblées entre elles, c'est à dire qu'une languette 3a appartenant à la plaque plane supérieure et une languette 3b appartenant à la plaque plane inférieure qui correspond à la première en position sont assemblées pour former un flanc d'onde de l'âme ondulée 40 Les Fig. 5-6 et 7 sont des vues en élévations d'éléments de constructions obtenus par le procédé décrit plus haut et les Fig. 8-9 et 10 sont des vues de profil de ces éléments0 Ainsi qu'il ressort de l'examen de ces figures 5 å 8 l1 & eondu1ée peut titre soit une structure ondulée simple comme dans le cas des Fig. 8 et 9, où l'onde est simple, soit une structure ondulée double, comme celle représentée sur la Fig. 10 sur laquelle les ondes alternent entre elles. Il peut entre également avantageux d'incurver 1 1ensem- ble des deux plaques planes pour former la structure représentée sur la Fig. il, sur laquelle la surface de 1' élément de construction est courbe et de former en mdme temps l'âme ondulée entre les deux plaques. Dans ce cas, le pas des figures répétitives et la hauteur de la zone de coupe à prévoir dans les deux plaques planes doivent etre calculées en fonction de la courbure à obtenir. L'assemblage des languettes 3 peut être réalisée par différents procédés. La Fig. 12 est une coupe partielle qui illustre un mode d'assemblage. D'autres modes d'assemblages sont représentés sur les Fig. 13a, i 3b, 13c. L'assemblage peut être réalisé par soudage, collage, collage à chaud, rivetage, clouage, etc. Le procédé approprié est choisi en tenant compte de la nature de la matière utilisée pour la réalisation de l'élément de construction. il n'est pas toujours nécessaire que les languettes présentent la même forme dans let deux plaques planes. On peut utiliser des languettes de formes différentes pourvu que les pas de répétition soient les mêmes. On décrira dans la suite nn autre élément de construction léger suivant l'invention qui élimine les défauts inhérents aux structures ondulées. Les Fiv. 15 à 18 sont des vues en plan représentant des exemples-types de plaques planes. Comme représenté, la plaque plane présente des figures répétitives 2 disposées régulièrement, les figures étant disposées le long d'une ligne de pliage 8 soit toutes sur un même cOté de cette ligne de pliage, soit de part et d'autre de cette ligne0 Lorsque les figures répétitives sont disposées de part et d'autre de la ligne de pliage, elles se succèdent alternativement sur les deux côtés de cette ligne. La diversité des arrangements des figures répétitives n'est pas limitée aux arrangements représentés mais, dans tous les cas, le côté de chaque figure situé sur la ligne de pliage (représentée en traits interrompus sur la Fig. 4) est laissée non découpée tandis que les autres côtés sont découpés. Cette coupe peut entre exécutée par poinçonnage ou autre procédé et on choisit le procédé approprié en tenant compte de la nature de la matière constitutive de la plaque plane. Suivant la nature de la matière, les opérations de formage des languettes consistant à rabattre les figures répétitives vers l'intérieur et perpendiculairement peuvent être exécutées successivement ou simultanément. D'autre part , sur les Figo 15 à 17, les lignes de pliage décrites oi-dessus sont orientées dans deux directions et se croisent mutuellement. L'angle suivant lequel deux lignes de pliages se croisent mutuellement n'est pas sujet i une limitation particu lièvre0 Toutefois, et ainsi que l'illustrent les Fig. 15 à 17, on préfère la disposition perpendiculaire en raison de ses avantages de facilité d'exécution, de résistance mécanique de 11 élément de construction, etce Dans le cas où les lignes de pliage sont orientées dans trois directions comme reprisent sur la Fig. 18, il est préférable que les lignes de pliage se croisent entre elles suivant des angles de 600. Les lignes de pliage orientées dans deux ou trois directions qui se croisent donnent donc naissance à un motif carré ou triangulaire dans la plaque plane. Les deux plaques planes ainsi préparées sont ensuite disposées l'une en regard de l'autre et parallèles entre elles et les figures répétitives définies ci-dessus sont rabattues vers l'intérieur et perpendiculairement au plan des plaques pour former des languettes. Les languettes sont assemblées entre elles, c'est à dire que la languette 3a de la plaque supérieure et la languette 3 de la plaque plane inférieure qui sont symétriques entre elles soit par rapport à un point, soit par rapport à une droite, sont assem blées par leurs extrémités pour former la structure tridimensionnelle. Dans ce cas, lorsque les languettes assemblées l'une à autre sont symétriques par rapport à un point, les ajours qui sont formés par le pliage des languettes des deux plaques planes préparées ne se recouvrent pas. Au contraire, lorsqu'on assemble des languettes qui sont symétriques par rapport à une droite, les aJours se recouvrent pour former des trous traversant qui offrent au regard une ouverture continue, La structure obtenue après l as- semblage des languettes qui sont symétriques par rapport à une droi te,par,exemple,obtenue en utilisant une plaque planc telle que celle représentée sur la Fig. 15, se présente sous la forme représentée sur la Pige 19 (vue en élévation) ou sur la Fig. 20 ( vue suivant la ligne À de la Fig. 15) Ltassemblage des languettes, par exemple, dans le cas de la structure illustrée par la première forme de réalisation décrite plus haut peut entre exécuté par différents procédés. En outre, la forme des languettes peut titre, par exemple, l'une quelconque de celles représentées sur la Fig. 4. L'élément de construction tridimensionnel-assemblé constitue une structure très compliquée dont la configuration dépend de divers facteurs tels que l'arrangement des figures répétitises, dans lequel les lignes de pliage servent d'axes,le nombre des lignes de pliages, les angles suivant lesquels les lignes se croisent entre elles, etc. En tout cas, étant donné que les figures répétitives sont rabattus vers l'intérieur en laissant un de leurs côtés, sur la ligne de pliage, pour former des languettes, les languettes ainsi formées pendent vers le bas ou sont redressées vers le haut.Les languettes qui se correspondent mutuellement sont assem blées pour former une sorte de treillis et on peut obtenir de cette façon un élément de construction possédant une grande résistance mécanique. Après l'assemblage de l'élément de construction léger suivant l'invention, on peut au besoin munir cet élément de traitements de finition tels que des enduits, dépits métalliques etc. En outre, on peut munir les zones situées en dehors des figures répétitives comme par exemple la zone 5, de nervures embouties 7 pour renforcer ces zones. En outre, l'invention peut être réalisée sous la fo me des éléments de construction représentés sur les Fig. 14 et 21, dans lesquels la surface externe des zones 5 de l'une ou de chacune des plaques planes porte une matière de revêtement superficiel 6 fixée sur cette surface par soudage, collage, collage à chaud, rivetage, clouage, etcO On peut éventuellement utiliser comme matériaux de revêtement superficiel des matériaux minces tels que le papier, les pellicules de matière plastique, les feuilles minces d'aluminium, etc.; les tôles métalliques telles que les tôles d'aluminium, de fer, dtacier etc.; les feuilles de matière plastique rigides; des feuilles de matière plastique chargée; des plaques de plfttre; des plaques de silicate de calcium; des plaques d'amiante-cimentg des panneaux en bois aggloméré, le carton et les stratifiés de carton. Etant donné que ces éléments de construction comportent nrre une possédant lme résistance mécanique et une rigidité suffisantes, on peut espérer pouvoir les utiliser dans de nouvelles applications. L'élément de construction léger tridimensionnel suivant l'invention est très solide du fait qu'il possède une structure comprenant une plaque plane et des languettes formées dans cette plaque plane et qui sont assemblées aux languettes de l'autre plaque plane. En particulier, dans l'élément de construction léger constitué par la deuxième forme de réalisation de l'invention, le treillis obtenu possède des figures répétitives qui presentent la mOme forme dans deux directions de sorte que Sa résistance éeanl- que ne possède pas de propriétés directionnelles et qu'elle est pratiquement isotrope.En outre, l'un des avantages de l'invention consiste dans la formation d'un espace entre la plaque plane et la partie raidisseuse, ce qui permet de réaliser un élément très léger En outre, en modifiant la forme des languettes, il est possible d'obtenir l'aspect esthétique voulu.Etant donné que l'élément de construction suivant l'invention possède une structure simple et qutil peut être fabriqué à partir de plaques planes, les opérations de fabrication sont réduites, en particulier le nombre des parties dans lesquelles le pliage doit entre exécuté est réduit et les parties pliées sont accessibles dans la direction perpendiculaire à la plaque, de sorte que l'opération d'assemblage est facile à exécuter0 Grise à ces caractéristiques, il est possible de fabriquer l'élément de construction suivant l'invention en continu et à peu de frai. En particulier* étant donné qu'on utilise une plaque plane comme sup- port, il est facile de fixer solidement une matière de revttement secondaire sur ce support. En outre, dans l'élément de construction suivant l'invention on peut obtenir an dessin esthétique dans la plaque plane et dans la partie ondulée de l'élément ou partie raidisseuse de cet élément en modifiant la forme des languette. Par ailleurs, en arrangeant convenablement les figures répétitives, qu'il s'agit de découper et de plier dans une plaque plane sont convenablement arrangées, on obtient entre les deux plaques planes un volume dans lequel il est possible de former des passages traversants de sorte que l'on peut enfiler des tubes ou un remplissage dans le volume ainsi délimité. L'élément de construction suivant l'invention peut être utilisé très largement dans les bâtiments commerciaux, les constructions industrielles etce D'une façon plus précise, il peut être utilise dans de nombreuses applications telles que les cloi- sons, planchers, plafonds, éléments de couverture, ames résistantes, matériaux pour le mobilier, clôtures1 coffrage pour le béton etc. En particulier, dans le cas des éléments munis de revetements superfi ciels,fRnt donné que ltsme possède une résistance mécanique et une rigidité suffisantes, l'invention se prête à bien d'autres applications. REVENDI CÂTI ON 1 L'élément de construction tridimensionnel léger caractérisé en ce qutil comprend deux plaques planes, ces plaques planes présentent des figures répétitives, l'un des côtés de chaque figure étant laissé non coupé tandis que les autres côtés des cette figure sont coupés et chaque figure étant rabattue en dehors du plan de la plaque plane autour d'un axe de rabattement constitué par le côté laissé non coupé et étant pliée de manière à former une languette, les deux plaques planes étant disposées l'une en regard de l'autre et parallèles entre elles et les languettes correspondantes appartenant aux plaques respectives étant assemblées les unes aux autres de manière à former une structure ondulée entre les deux plaques planes. 2- Elément de construction suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les plaques présentent des nervures embouties dans les zones situées en dehors des figures répétitives. 3- Elément de construction suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les figures répétitives sont symétriques les unes des autres par rapport à un axe de symétrie suivant la direction des crêtes d'onde0 4- Elément de construction suivant la revendication 1, ca caractérisé en ce que lune des rangées d'un couple de rangées de figures symétriques par rapport à une droite est décalée par rapport à l'autre rangée dans une direction parallèle à la direction des cr8- tes d'onde. 5- Elément de construction suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque plaque plane présente un motif de figures répétitives suivant lequel deux figures sont symétriques l'une par rapport à l'autre, par rapport à un axe parallèle aux crêtes d'onde, les figures répétitives se succèdent en alternant dans une direction parallèle aux crêtes d'onde et également dans une direction perpendiculaire aux crêtes d'onde 6- Elément de construction suivant la revendication îg caractérisé en ce que la structure ondulée posssbie une configuration à onde simple. 7- Elément de construction suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la structure ondulée possède une configuration complexe (frigo 10) 8- Elément de construction tridimensionnel léger caractérisé en ce qu'il comprend deux plaques planes, ces deux plaques étant disposées l'une en regard de l'autre et parallèles entre elles, chacune de ces deux plaques planes présentant des lignes de pliages orientées dans deux ou trois directions différentes, de ma- fière à se croiser et en ce que chaque plaque présente des figures répétitives et qui Se sucement le long de chaque ligne de pliage, soit sur un seul c8té de cette ligne, soit alternativement des deux côtés de cette ligne, le c8té de chaque figure qui est parallèle à la ligne de pliage étant laissé non coupé tandis que les autres côtés de chaque figure sont coupés, chaque figure étant rabattue en dehors du plan général de la plaque et pliée vers l'intérieur de 1' élément de manière à se placer perpendiculairement au plan général de la plaque et à former une languette, les languettes apparte- nant aux plaques respectives, et qui sont symétriques les une des autres, soit par rapport à un point, soit par rapport--à une droite, étant assemblées par leurs sommets. 9- Elément de construction, suivant la revendication 8, caractérisé en ce que chacune des plaques présente des nervures embouties dans les zones situées en dehors des figures répétitives. 10- Elément de construction suivant la revendication 8, caractérisé en ce que les lignes de pliage sont orientées dans deux directions qui se croisent à angle droit. 11- Elément de construction suivant la revendication 8, caractérisé en ce que les lignes de pliage sont orientées dans trois directions différentes qui se croisent en formant entre elles des angles de 600. 12- Elément de construction suivant l'une des revendications 1 et 8, caractérisé en ce que chacune des figures répétitives est un triangle. 13- Elément de construction suivant l'une des revendications 1 et 8, caractérisé en ce que chacune des figures répétitives est un trapèze. 14- Elément de construction suivant l'une des revendications 1 et 8, caractérisé en ce que chacune des figures repétitives est un carrée 15- Elément de construction suivant l'une des revendications 1 et 8 caractérisé en ce que chacune des figures répétitives est une demi-ellipse ou un demi-cercle. 16- Elément de construction suivant l'un des revendica tions 1 et 8, caractérisé en ce que chacune des figures réptitives est de forme convexe, 17- Elément de construction suivant l'une des revendications 1 et 8, caractérisé en ce que chacune des figures répétitives présente la forme d'un V renversé. 18~ Elément de construction suivant l'une des revendications 1 et 8, caractérisé en ce qu'il porte une matière de revsste- ment s'iperficiel constitué par une pellicule, plaque ou feuille, sur l > une ou chacune de ses surfaces externes. 19- Elément de construction suivant la revendication 18, caractérisé en ce que la dite matière de revsstement superficiel présentant la forme d > une pellicule ou feuille est une feuille de papier, une pellicule de matière plastique ou une feuille d'alumi- nium mince. 20- Elément de construction suivant la revendication 18, caractérisé en ce que la matière de revêtemen superficiel présentant la forme d'une plaque peut etre constituée par une tôle métallique, une plaque de bois, une plaque de résine synthétique, une plaque de plttre, une plaque de silicate de calcium, une plaque d'amiante-ciment, un panneau de bois aggloméré, une feuille de carton ou du carton stratifié.