Brevet FR2523035A1 — publié le 19830916

Procédé de fabrication d'articles autoporteurs, allégés en matière plastique, et planche à voile réalisable par ce procédé. La présente invention concerne la fabrication d'articles autoporteurs,allégés,par moulage de matière plastique. Elle vise plus particulièrement la construction de planches à voile, mais présente également des applications dans la fabrication de poutres ou autres éléments de constrution. On a déjà réalisé de tels articles suivant deux principaux modes de fabrication. Suivant l'un de ces modes de fabrication, on forme un noyau en polystyrène expansé que l'on enferme dans une enveloppe, ou peau, en stratifié époxy. Suivant l'autre mode de fabrication, on remplit une enveloppe en stratifié résine polyester ou ABS (polymère butadiène-styrène-acrylonitrile) avec de la mousse de polyuréthane. Cependant, ces deux modes de fabrication présentent des inconvénients outre celui d'un poids relativement élevé. Le noyau en polystyrène est fragile en milieu humide au contact de l'enveloppe, car la résistance de liaison entre l'enveloppe et le polystyrène expansé n'est pas supérieure à la résistance de liaison des bulles de polystyrène entre elles. De plus, la faible résistance mécanique du polystyrène expansé impose une enveloppe rigide, épaisse, qui assure seule la résistance mécanique, notamment au poinçonnement. Dans le second mode de fabrication, le noyau en poly uréthane est généralement trop épais pour éviter la présence de cloques, ce qui entraîne une faible résistance mécanique et une densité trop faible. Au contraire, le procédé qui fait objet de l'invention permet de réaliser des articles autoporteurs tels que des planches à voile avec une enveloppe extérieure mince, renforcée par une couche de matière plastique dense de faible épaisseur, notamment en mousse de polyuréthane autour d'un noyau léger, notamment en polystyrène expansé. Ainsi, on peut réaliserde façon industrielle des articles ayant une résistance de liaison entre l'enveloppe et le garnissage très importante ainsi qu'une résistance au poinçonnement supérieure aux réalisations actuelles. La matière résistante qui soutient l'enveloppe se trouve reportée à la périphérie, ce qui augmente l'effet de poutre et la résistance à la flexion longitudinale,et est particulièrement interessant pour les planches à voile. L'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un article autoporteur, allégé, complexe, par moulage de matière plastique, caractérisé en ce qu'on forme une enveloppe mince aux contours de l'article en deux demicoquilles creuses que l'on assemble en insérant entre elles un noyau réduit en matière plastique légère, relativement peu résistante mécaniquement, maintenu calé à distance de l'enveloppe par des plots ménageant un espace libre péripbérique entre l'enveloppe et le noyau, on contient l'enveloppe dans un conformateur, on remplit l'espace libre entre enveloppe et noyau avec une matière plastique coulable que l'on fait solidifier à un état relativement dense, rigide et résistant mécaniquement, avant de retirer l'article du conformateur. Pour faciliter l'introduction de la matière plastique rigide, on peut pratiquer temporairement dans le base de l'enveloppe une ouverture d'accès à l'espace libre entourant le noyau pour la coulée de la matière plastique et un évent à la partie supérieure de l'enveloppe. Dans le cas où, notamment, on utilise une matière plastique rigide à l'état final de mousse, il est avantageux de ménager un espace libre plus important à la base de article afin de constituer une réserve de produit liquide ghont l'expansion ultérieure remplira de mousse la totalité de l'espace libre entre l'enveloppe et le noyau. Pour assurer un bon écoulement de la matière plastique dans l'espace libre périphérique, il est avantageux de profi ler hydrodynamiquement les plots de calage du noyau. Le noyau peut remplir au moins 50 % du volume intérieur de l'enveloppe et être formé de plusieurs morceaux assem bleus ou non. On obtient particulièrement de bons résultats avec un noyau dont le contour est approximativement homothétique de celui de l'enveloppe. L'enveloppe peut etre réalisée en aluminium ou autre alliage léger aussi bien qu'en matière plastique notamment en stratifié époxy ou polyester ou encore en un polymère tel que le butadiène-styrène-acrylonitrile. Le noyau peut être réalisé en matière plastique alvéo laire telle que du polystyrène expansé ou en mousse phénoli que ou encore en un minéral léger tel que la pierre ponce. La matière plastique rigide est avantageusement en mousse de polyuréthane ou en polymère rigide. On peut réaliser des articles ayant ainsi un noyau de densité d'environ 12 à 18kg/m3 et une enveloppe renforcée par un matériau rigide ayant une densité d'environ 45 à 50kg/m3. L'invention a également pour objet une planche à voile réalisable suivant un tel procédé et comportant une enveloppe mince rigide, renforcée intérieurement par une couche rigide, résistante, de matériau alvéolaire avec un noyau central alvéolaire léger, peu résistant. Dans le cas d'articles présentant un évidei ## intérieur analogue au puits de dérive d'une planche à voile, il est avantageux de profiler hydrodynamiquement le noyau au voisinage d'un tel évidement. Il est, en effet, important d'éviter la formation de cloques ou bulles et pour cela de favoriser l'écoulement de la mousse ou de la matière plastique fluide avant solidification. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'examen des dessins annexés qui représentent, à titre d'exemples non limitatifs plusieurs modes de réalisation de l'invention. La figure 1 est une vue schématique de dessus d'un premier mode de réalisation d'une planche à voile suivant l'invention, la figure 2 est une vue en coupe axiale suivant la ligne II-II de la figure 1, la figure 3 est une vue schématique par dessus d'un deuxième mode de réalisation d'une planche à voile suivant l'invention, la figure 4 est une vue schématique en coupe suivant la ligne Iv-Iv de la figure 3, et la figure 5 est une vue en coupe axiale suivant la ligne V-V de la figure 3. Sur ces diverses figures les éléments correspondants sont désignés par les mêmes références numériques. La planche à voile représentée sur les figures 1 et 2 comprend essentiellement une enveloppe extérieure 1 constituée par deux demi-coquilles 2, 3, creuses, entre lesquelles est disposé un noyau 4 maintenu par des plots 5a, 5b, 5c, 5d, et 6a, 6b, 6c, 6d, ménageant entre les deux#demi-coquilles 2, 3, assemblées, un écart régulier entre le noyau et les demi-coquilles. Dans le bas 19 de la planche,l'écart est cependant plus important. Au milieu de la planche approximativement est ménagé un évidement constituant le puits de dérive. On pratique à la base de l'enveloppe 1 une ouverture de remplissage 8 ainsi qu'un évent 9 à la partie supérieure. Dans le mode de réalisation des figures 1 et 2, le noyau 4, qui a une forme sensiblement homothétique à celle de la planche , est en une seule pièce. Pour des raisons de commodité de fabrication, il peut être avantageux de le réaliser en deux pièces comme représenté dans le mode de réalisation des figures 3 à 5. Dans ce second mode de réalisation, le noyau 4 est formé par emboîtement en queue d'aronde 17 de deux parties 10 et 11 présentant transversalement un décrochement, comme indiqué en 18, figures 4 et 5, afin de former par assemblage des parties 10, 11, un noyau 4 présentant le minimum de déformabilité en cours de fabrication de la planche notamment lors du coulage de la matière plastique 7 remplissant l'espace libre entre le noyau 4 et l'enveloppe 1. Deux autres rangées de plots 1E , 15b et 16a, 16b assurent un meilleur calage du noyau. Le noyau 4 est profilé en 12, 13 de part et d'autre du puits de dérive 14 afin d'assurer un bon écoulement de la matière plastique 7 lors de la fabrication, comme indiqué par des flèches sur les figures 2, 4, 5. Dans un mode de réalisation pratique, on formera une planche à voile d'un volume d'environ 260 litres avec un noyau centré sur la fibre neutre constitué d'un bloc de polystyrène expansé de densité 16kg/m3 et d'un volume global d'environ 150 litres. Un tel noyau pèse environ 2 kg 400. On remplit le volume résiduel entre le noyau rt l'enve- loppe de la planche par injection de mousse de polyuréthane de densité 45 à 50 kg/m3, pour un volume de 100 litres environ, soit un poids total de 4,5 à 5kg. Avec une enveloppe polymère butadiène-styrène-acrylonitrile d'environ 11 kg, on réalise ainsi une planche solide dont l'enveloppe est uniformément soutenue par une mousse rigide et présente une importante résistance au poinçonnement. L'ensemble de la planche est ainsi très voisin du poids minimum actuellement autorisé de 18 kg, ce qui correspond à l'obtention des meilleures caractéristiques pour des planches d'environ 200mm d'épaisseur et 300 dcm3 de volume en ce qui concerne la rapidité de passage dans le clapot, la jauge et la vitesse par petit temps. Pour la fabrication d'une telle planche, on laisse un espace libre d'environ 25mm entre le noyau et l'enveloppe et on maintient le noyau par des plots moulés ou rajoutés d'environ 100 mm de longueur, 25mm de largeur à la base et 5mm de largeur environ en tête avec un profilage de la base et de la tête, l'épaisseur de ces plots étant évidemment de 25mm. De tels plots permettent la scission de la mousse de polyuréthane en expansion sans l'arreter. Pour obtenir un remplissage c o r r e c t en mousse de polyuréthane, on laissera à l'arrière 19 de la planche un espace d'environ 4o cm entre la base du noyau et la base de l'enveloppe, ce qui laisse un volume libre d'environ 5 à 6 litres pour l'injection de la mousse à l'état fluide. Ce volume sert de réservoir de propulsion à la mousse lors de son expansion. Un profilage de l'extrémité supérieure du noyau permet à la mousse d'assurer une bonne liaison entre les deux faces de la planche et un remplissage de l'avant exempt de crevasse. Pour l'injection de mousse de polyuréthane, on maintiendra la planche dans un conformateur dans une position parfaitement verticale, pendant et après l'injection de mousse en partie basse, de telle façon que le noyau de polystyrène présente une section de résistance minimum à la montée de la mousse de polyuréthane en expansion. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un article autoporteur, allégé, complexe, par moulage de matière plastique, caractérisé en ce qu'on forme une enveloppe mince 1 aux contours de l'article en deux demi-coquilles creuses 2, 3, que l'on assemble en insérant entre elles un noyau réduit 4 en matière plastique légère relativement peu résistante mécaniquement, maintenu calé à distance de l'enveloppe 1 par des plots 5, 6, 15, 16, ménageant un espace libre périphérique entre l'enveloppe et le noyau, on contient l'enveloppe 1 dans un conformateur, on remplit l'espace libre entre enveloppe 1 et noyau 4 avec une matière plastique coulable 7 que l'on fait solidifier à un état relativement dense, rigide et résistant mécaniquement, avant de retirer l'article du conformateur. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on pratique temporairement dans le bas de l'enveloppe une ouverture 8 d'accès à l'espace libre entourant le noyau pour la coulée de la matière plastique et un évent 9 à la partie supérieure de l'enveloppe. 3. Procédé suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'espace libre est plus important à la base 19 de l'article. 4. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on profile hydrodynamiquement les plots pour assurer un bon écoulement à leur voisinage pour la matière plastique introduite dans l'espace libre périphérique. 5. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le noyau 4 remplit au moins 50 % du volume intérieur de l'enveloppe 1. 6. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le noyau 4 est formé de plusieurs morceaux 10, 11. 7. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le noyau 4 a un contour approximativement homothétique de celui de l'enveloppe 1. 8. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'enveloppe est en matériau du groupe comprenant les alliages légers, les stratifiés époxy et polyester, le butadiène-styrène-acrylonitrile, le noyau est en polystyrène expansé, en mousse phénolique, la matière plastique rigide est en mousse de polyuréthane. 9. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le noyau 1 a une densité d'environ 12 à 18 kg /m3 et la matière plastique rigide une densité d'environ 45 à 50 kg/m3. 10. Planche à voile caractérisée en ce qu'elle est constituée par une enveloppe 1 extérieure mince, rigide et résistante mécaniquement, renforcée intérieurement par une couche rigide, résistante, de matériau alvéolaire 7 entourant un noyau central 4 alvéolaire, léger, peu résistant. 11. Planche à voile suivant la revendication lo, caractérisée en ce que le noyau 4 est profilé hydrodynamiquement 12, 13, au voisinage du puits de dérive 14.