Brevet FR2692926A1 — publié le 19931231

PROCEDE ET SYSTEME DE CONSTRUCTION DE STRUCTURES LEGERES AU MOYEN D'ELEMENTS POLYMERES ROTOMOULES DESCRIPTION DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne la construction de structures très diverses, de taille humaine, légères, revêtant un caractère modulable à la construction et dont la résistance mécanique ne doit pas forcément être bonne. On pense en particulier à différents jeux de jardins et de parcs d'animation pour les enfants, tels que des portiques, des structures tubulaires en échaffaudage sur lesquelles ils peuvent grimper, des balançoires, ... Elle peut également concerner des bâtiments plus ou moins provisoires ou temporaires. L'invention concerne d'un autre côté la fabrication d'objets en plastique, tel que le polymère, rotomoulés qui constituent alors les éléments de la structure. ART ANTERIEUR ET PROBLEME POSE Il est fréquent de mettre en place des parcs d'attraction ou jardins publics dans lesquels les enfants peuvent trouver une ou plusieurs structures constituant des jeux collectifs ou individuels attrayants, non seulement de part la fonction amusante ou distrayante du jeu, mais également par l'aspect coloré et gai de la structure. Le but de l'invention est de mettre à la disposition d'une grande partie d'établissements publiques ou privés, un système de construction permettant à n'importe quel personne non spécialisée de construire au moyen d'objets élémentaires en plastique légers, de couleurs variées, des structures très diverses telles que la structure d'une maison à escalader, un portique en forme de cage sur lequel les enfants peuvent grimper, une balançoire, un ring, ... OBJET DE L'INVENTION A cet effet, le premier objet principal de l'invention est un procédé de construction de structures légères de taille humaine consistant à assembler différents éléments en polymère, légers, rotomoulés et creux, ayant des formes complémentaires pour pouvoir s'assembler les uns aux autres et former une structure. Le deuxième objet principal de l'invention est un système de construction de structure légère pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus résumé et possédant comme éléments principaux - des poutres dans lesquelles figurent des trous circulaires de fixation de diamètre déterminé D - des tubes de diamètre externe correspondant au diamètre déterminé D des trous, de manière à pouvoir être insérés à l'intérieur de ces trous. Ils peuvent être complétés d'éléments muraux en forme de panneaux dont au moins deux tranches parallèles opposées comportent un évidement longitudinal complémentaire au diamètre extérieur des tubes pour pouvoir constituer des pans de murs sur une structure de plusieurs tubes parallèles. On prévoit aussi d'utiliser des bouchons en polymère rotomoulé pour boucher les trous non utilisés des poutres. Des tôles en polyester peuvent constituer la couverture d'une structure en forme de charpente composée d'au moins deux poutres parallèles reliées par plusieurs tubes et sur lesquels les tôles peuvent prendre appui grâce à un côté de la tôle ondulée de forme complémentaire aux tubes pour positionner les tôles par rapport à eux. Dans le but de former une table, on peut utiliser un panneau en polymère rotomoulé ayant une surface plane utilisable et une surface opposée munie de trous ou de pieds dans lesquels viennent s'insérer des pieds en polymère rotomoulés ayant une section complémentaire à ces trous. Un exemple de jeu est constitué par une balançoire constituée d'un support stable en polymère rotomoulé et faisant office de chape pour un axe horizontal constitué d'un tronçon de tube autour duquel peut être montée pivotante une poutre constituant le balancier de la balançoire. Il est avantageux de disposer d'éclisses rigides pour fixer deux poutres perpendiculaires l'une par rapport à l'autre et assurer ainsi leur maintien entre elles. Des renforts longitudinaux peuvent être logés à l'intérieur des poutres pour rigidifier la structure ainsi conçue. Des clous en plastique rotomoulé ou soufflé peuvent ê-tre utilisés pour assurer la fixation des tubes dans les poutres. LISTE DES FIGURES L'invention et ses différentes caractéristiques techniques seront mieux comprises à la lecture de la description suivante, accompagnée de plusieurs figures représentant respectivement - Figure 1, un exemple de moule utilisé pour fabriquer une poutre faisant partie de l'invention - Figure 2, une même poutre renforcée ; - Figure 3, une structure selon l'invention en forme de maison - Figure 4, une structure selon l'invention en forme de ring ; - Figure 5, une structure selon l'invention en forme de balançoire simple - Figure 6, une structure selon l'invention en forme de balançoire américaine - Figures 7A, 7B et 7C, en coupe, plusieurs réalisations de fixations possibles d'un tube sur une poutre selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE PLUSIEURS MODES DE REALISATION DE L'INVENTION Une des techniques de fabrication d'objets en plastique creux est le rotomoulage. On sait en effet par cette technique fabriquer de nombreux gros objets divers en polyéthylène, tels que des canoés, des kayaks, des planches à voiles, des embarcations, et différents types de conteneurs, tels que des fosses septiques. Cette technique du rotomoulage consiste à prévoir un moule creux constitué de deux demi-moules séparables se joignant selon une surface de jonction ou plan de joint longitudinal. Le moule est de préférence métallique et doit être chauffé par des moyens de chauffage extérieurs. Le moule est adapté sur un dispositif de support mobile destiné à provoquer des mouvements de rotation selon un axe longitudinal et selon un axe transversal. On introduit ensuite dans le moule une quantité suffisante de polyéthylène complétée de colorant et d'autres matières éventuellement destinées à former l'objet moulé. Le moule est ensuite fermé. Pendant de lentes rotations assurées par le dispositif support, le moule est chauffé et le polyéthylène fond progressivement en s'étalant de manière régulière sur toute la surface interne du moule. En effet, les rotations sont choisies~ pour que cette répartition soit sensiblement égale sur toute la surface interne du moule. Après refroidissement, les deux demi-moules sont séparés et on sort l'objet ainsi moulé. On comprend que la surface interne du moule destiné à former la surface externe de l'objet doit présenter un état de surface de bonne qualité et une surface particulièrement régulière. L'absence de noyaux dans le moule pour la fabrication d'objets creux est un des principaux avantages du rotomoulage. Cette technique de rotomoulage permet donc de fabriquer des éléments creux en plastique, légers et volumineux, comme un canoé kayak, une bouée, une barque ou n'importe quel conteneur, tel qu'une fosse septique de plusieurs mètres cubes. La figure 1 permet de voir en perspective et en coupe un moule de rotomoulage pour la fabrication d'une poutre utilisée dans le système selon l'invention. En effet, la poutre ainsi rotomoulée constitue un élément essentiel du système et du procédé de construction selon l'invention. Il s'agit d'une poutre de plusieurs mètres de long constituée principalement par un polymère, par exemple du polyéthylène, et des colorants. Bien entendu, cette poutre est creuse et est donc très légère. Sa section est de préférence rectangulaire. Pour pouvoir participer à la fixation d'autres éléments de la structure selon l'invention, selon au moins un axe perpendiculaire à deux faces opposées, cette poutre possède une série de trous 3 dans lesquels seront introduits des tubes dont le diamètre correspond au diamètre D des trous 3. Le moule est constitué de deux demi-moule 1 et 2. Comme on peut le constater sur cette figure 1, le plan de joint de ces deux demi-moules 1 et 2 n'est pas placé au milieu de la hauteur de la poutre, mais est placé selon deux arêtes opposées. En effet, compte tenu du fait qu'il est relativement peu commode de démouler une forme en polyéthylène moulée dans une cavité, il s'avère très intéressant de ne pas constituer chacun des deux demi-moules par chacun une cavité comprenant des surfaces internes en vis-à-vis, mais simplement avec deux surfaces internes perpendiculaires. Comme l'illustre la figure 1, des outils de démoulage 5 peuvent être prévus pour séparer les deux demi-moules 1 et 2 qui ont tendance à être maintenus collés par l'adhérence du polyéthylène encore chaud avec les parois internes des deux demi-moules 1 et 2. Les trous 3 peuvent être prévus sur plusieurs côtés de la poutre et sont obtenus au moyen de noyaux 4 placés à ces endroits. On peut remarquer qu'il est également avantageux, pour faciliter le démoulage, de prévoir ces noyaux légèrement coniques. Bien entendu, leur extrémité correspondant au moulage du trou 3 a de préférence une surface cylindrique. Une poutre ainsi fabriquée peut mesurer vingt mètres de long. On comprend bien évidemment que, dans le cas ou l'on désire construire des structures relativement solides, il est avantageux de rigidifier de telles poutres. La figure 2 montre un renfort 7 introduit à l'intérieur d'une poutre 8. Dès l'instant que celle-ci comporte des trous latéraux 3 centrés au milieu de la poutre 8, le renfort 7 ne peut être placé que latéralement à l'intérieur de la section de la poutre 8. Les renforts 7 peuvent donc être constitués de longerons d'acier consolidant ainsi des poutres intervenant dans la construction de structures porteuses devant soutenir des charges ou constituer des bâtiments résistants. Pour mieux mettre en valeur le caractère utilitaire des éléments ainsi fabriqués, on se reporte à la figure 3. Celle-ci représente une structure en forme de maison construite à l'aide de tronçons de poutres 8 et de tubes 9. Ces derniers sont placés dans les trous 3 latéraux des poutres 8 et sont donc perpendiculaires à ces dernières. Ils peuvent constituer ainsi l'ossature d'un mur de la maison dont les coins où les angles sont constitués des tronçons de poutres 8. Bien que le diamètre des trous 3 des poutres 8 corresponde au diamètre des tubes 9, une fixation peut être réalisée comme l'illustrent les figures 7A, 7B et 7C. On conçoit ainsi qu'une telle structure construite à la taille humaine, c'est-à-dire dont la hauteur peut être comprise entre un mètre cinquante et trois mètres, puisse constituer un instrument d'escalade pour des enfants ou une maison dite "à grimper". Sans perdre de vue le fait que ces éléments sont obtenus par rotomoulage de polyéthylène coloré, la structure ainsi constituée peut avoir un aspect très gai en utilisant des couleurs différentes et revêtir un côté très attrayant auprès des enfants. On comprend alors l'utilisation d'une telle structure dans un parc d'attraction de loisirs. Bien entendu, cette structure doit posséder une rigidité minimale pour supporter le poids et les efforts dus aux évolutions de plusieurs personnes sur les tubes 9 et sur les poutres 8. Dans le but de rigidifier une telle structure, on peut renforcer par une éclisse 10 chaque coin constitué par la juxtaposition de deux poutres 8A et 8B formant un angle. En effet, pour constituer la charpente d'un toit, il s'avère intéressant de disposer une poutre 8B inclinée par rapport à une poutre verticale 8A. L'éclisse 10 assure alors le maintien de cette juxtaposition. I1 peut en être de même avec une éclisse 11 placée au sommet d'une telle charpente réunissant deux poutres 8B inclinée par rapport au plan horizontal. La charpente de la maison peut ainsi être assurée. Comme le montre cette figure 3, on peut équiper une telle structure d'un toit. Des tôles ondulées 12 en structure légère, par exemple, en polyesther, peuvent constituer les éléments de cette couverture. Les ondulations des tôles ondulées 12 doivent correspondre à l'espacement des tubes 9 assurant la charpente d'une telle maison. Les tôles 12 peuvent être ainsi positionnées sur ladite charpente. Une telle maison peut être complétée par des éléments muraux 13 en forme de panneaux plus ou moins longs et possédant sur deux tranches opposées un évidement semi-cylindrique de diamètre correspondant au diamètre extérieur D des tubes. Un tel évidement longitudinal 14 peut donc permettre la fixation des éléments muraux 13 entre deux tubes 9 et constituer un rllr complet d'une maison. Bien entendu, des fenêtres peuvent être ménagées de même que des orifices. On peut prévoir également l'utilisation de panneaux de couleurs différentes. Il est important de souligner que les tubes 9 et les éléments muraux 13 sont de préférence rotomoulés comme les poutres 8, 8A et 8B puisque ces éléments sont creux. L'état de surface de tous ces éléments est similaire et les couleurs sont obtenues à la volonté du fabricant au moment du remplissage du moule au moyen de divers colorant. Les trous 3 non utilisés des poutres 8 peuvent être de préférences bouchés au moyen de bouchons 15 de couleurs différentes ou identiques à la couleur des poutres. Une couleur différente et en contraste avec celle des poutres peut augmenter l'effet bigarré et attirant d'une telle structure dans un jardin d'enfants. Tous ces éléments sont obtenus à partir de polymère, de préférence des polyéthylènes. On précise que le rotomoulage permet très facilement de faire toutes les formes arrondies, ce qui peut assurer une sécurité certaine à des enfants amenés à grimper sur des structures constituées de tels éléments rotomoulés, évitant ainsi des écorchures ou coupures dues à des arêtes tranchantes. L'exemple de la figure 4 est un ring. Il est en fait constituer de quatre tronçons verticaux de poutres 16 assemblés chacun à un tronçon adjacent au moyen de deux à quatre tubes horizontaux 17. L'assemblage est identique à celui réalisé sur la structure en maison de la figure 3. Des bouchons 15 peuvent compléter un tel ring. Une telle structure peut également être complétée d'un tapis élastique 18 placé horizontalement au milieu des quatres tronçons de poutre 16 pour constituer un trampoline. On peut évidemment imaginer n'importe quelle attraction à l'intérieur d'une telle structure en ring. Un autre exemple de réalisation possible avec des éléments rotomoulés est illustré à la figure 5. Il s'agit dlune balançoire. Un tel jeu peut être réalisé au moyen d'un socle, c'est-à-dire d'un support stable 19 fixé sur le sol, de préférence en polymère rotomoulé. Ce support stable 19 possède une extrémité supérieure en forme de chape, ou possède un évidemment 20 en forme de tranchée. De plus, il possède à travers les deux parois de cet évidemment 20 ou de la chape un trou horizontal dans lequel est fixé un tronçon de tubes 21. Une poutre 8 est placé dans l'évidemment 20 de manière à ce que le tronçon de tube 21 traverse un de ces trous 3. Cette poutre 8 est ainsi placée mobile en rotation autour d'un axe horizontal, en l'occurrence celui du tube 21. Si cet axe est placé à une hauteur comprise entre cinquante centimètre et un mètre vingt, une balançoire traditionnelle est ainsi rapidement montée. Une autre structure réalisable pour un jardin d'enfants est représentée à la figure 6. Il s'agit d'une balançoire américaine. Une poutre horizontale 22 sur laquelle prennent place une ou plusieurs personnes est maintenue horizontale au milieu d'un balancier constitué de deux montants placés aux extrémités de la poutre 22. Ces montants sont constitués chacun de deux poutres verticales 23 reliées entre elles par plusieurs tubes 24. Ces montants sont montés pivotants chacun autour d'un axe horizontal différent, en l'occurrence celui d'un tube de balancement 25 horizontal. Ce dernier peut être monté fixe par deux portiques principaux 26 constitués eux-mêmes chacun d'au moins deux poutres assemblées en vé au moyen d'une éclisse de renfort 27 au sommet et d'un ou plusieurs tubes d'écartement 28. En référence aux figures 7A, 7B et 7C, la fixation des tubes 9 sur les poutres 8 peut être assurée au moyen d'un clou. Ce dernier sert alors de goupille de fixation. il peut être en polyéthylène rotomoulé. Comme le montre la figure 7A, le clou 30 peut traverser les deux parois externes et les deux parois internes de la poutre 8 qui est donc traversée par un trou destiné à placer le tube 9. Le clou 30 traversant également le tube 9, celui-ci prend appui sur six surfaces qu'il traverse. La figure 7B montre un clou 31 similaire mais d'une longueur réduite de manière à ne pas déboucher dans une des surfaces externes de la poutre 8. Dans ce cas, ce clou 31 traverse cinq parois. La figure 7C montre un clou 32 qui ne débouche sur aucune des deux parois externes de la poutre 8. Dans ce cas, il prend appui sur quatre parois qu'il traverse, en l'occurrence deux de la poutre 8 et deux du tube 9. Il assure dans ce cas une fixation minimale. Dans tous ces cas, le clou peut avoir bien entendu une tête 33. Dans le dernier cas, le clou 32 peut être complété d'un bouchon 34 bouchant un trou 35 indispensable pour l'introduction du clou 32. Un tel clou possède alors des parois semi-rigides et peut être emmanché à force au moyen d'un marteau dans les trous 3 des poutres 8 et dans les tubes 9. Un tel clou peut également être réalisé en plastique, par soufflage. Mis à part les éclisses et les renforts, tous ces éléments sont également rotomoulés et peuvent être assemblés à la carte par les utilisateurs ou les concepteurs de l'attraction. D'autres éléments peuvent être conçus à partir de pièces rotomoulés en polymère, dès l'instant qu'il s'agit de pièces creuses devant être légères et d'un coût réduit. On cite ainsi une table basse pour servir de table à pique-nique constituée principalement d'un plateau horizontal creux dans la face plane inférieure duquel se trouvent quatre cavités qui permettent d'y placer quatre cubes creux constituant eux-mêmes chacun un pied de la table. I1 est également possible, comme le montre la figure 4 de construire avec plusieurs côtés adjacents du ring une barrière continue pour constituer un enclos. I1 est également possible de constituer des obstacles pour un parcours hippique à l'aide de tronçons de poutre verticaux et de cylindres placés aux hauteurs voulues pour constituer l'obstacle adéquat. La figure 3 suggère la construction d'une maison. Le caractère modulable des différents éléments dont elle est constituée permet d'envisager la construction de bâtiments provisoires, modulables ou non, pour constituer l'ossature ou la structure complète d'un abri, d'un hall d'exposition, d'un hangar, ou de importe quel bâtiment à usage plus ou moins temporaire. Il est possible également de prévoir la fabrication par rotomoulage d'éléments mécaniques, tels que des roues pouvant être assemblées deux à deux avec un tronçon de tube pour constituer un essieu. I1 est ainsi possible de construire des chariots où les wagonnets très succincts d'un train roulant sur des rails rotomoulés. En effet, ceux-ci peuvent être constitués de poutres dont il a été question jusqu'à présent, des tubes pouvant faire office de traverses. Deux ou trois wagons placés sur des rails de plusieurs dizaines de mètres peuvent constituer une attraction intéressante dans le cadre de l'aménagement d'un parc de loisirs pour enfants. De manière générale, le rotomoulage permet la fabrication d'objets volumineux, creux, légers, fermés ou non. On comprend alors aisément que le procédé et le système selon l'invention consistant à utiliser plusieurs éléments différents rotomoulés de tailles humaines pour constituer des structures légères, elles-mêmes de taille humaine, puissent avoir des applications très diverses, tant dans le cadre d'activité de loisirs, de plein air, d'aménagement, ou d'exposition que dans un cadre industriel, par exemple pour constituer du matériel définitif d'abri ou de stockage. Ces quelques exemples de réalisation ne sont bien sûr par limitatifs. Ils constituent les premières structures réalisées par le déposant dans le cadre de la fabrication des premiers éléments d; système selon l'invention, à savoir, les tubes, les poutres, les éléments muraux. Bien d'autres éléments peuvent être conçus par rotomoulage de polymères et rentrer dans la constitution de structures construites selon le procédé de la présente invention. N'importe quel aménagement pour un élément rotomoulé existant déjà peut être mis en oeuvre. Les bouchons rotomoulés 15 de la figure 3 ont déjà été décrits. On peut également citer une garniture de tubes rotomoulés, elle-même constituée d'un tube fendu, mais dont le diamètre interne correspond à peu près au diamètre externe du tube à protéger. Une telle garniture peut également constituer un renfort ou une entretoise de montage dans une structure mobile, telle que la balançoire américaine. REVENDICATIONS 1. Procédé de construction de structures légères, de taille humaine, caractérisé en ce qu'il consiste à assembler différents éléments en polymère, léger, rotomoulé, creux et ayant des formes complémentaires pour pouvoir s'assembler les uns aux autres et former ladite structure. 2. Système de construction de structures légères, de taille humaine, caractérisé en ce qu'il consiste à assembler différents éléments en polymère, légers, rotomoulés, creux, ayant des formes complémentaires pour pouvoir s'assembler les uns aux autres et former une structure, lesdits éléments étant - des poutres (8, 8A, 8B, 10, 16, 22, 23, 26) dans lesquelles figurent des trous circulaires (3) de diamètre déterminé (D) ; et - des tubes (9, 17, 21, 24, 28) de diamètre externe correspondant au diamètre (D) des trous (3) des poutres, de manière à pouvoir être insérés à l'intérieur de ces trous (3). 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce qucil comprend des éléments muraux (13) en forme de panneaux dont au moins deux tranches parallèles opposées comportent un évidement longitudinal (14) complémentaire au diamètre externe des tubes (9) pour pouvoir constituer des pans de murs sur une structure constituée elle-même de plusieurs tubes (9) parallèles. 4. Système selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comprend des bouchons (15) en polymère rotomoulé pour boucher les trous (3) non utilisés des poutres (8, 16). 5. Système selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend des tôles ondulées (12) en polyester pour constituer la couverture d'une structure en forme de charpente composée d'au moins deux poutres parallèles (10) reliées par plusieurs tubes (9) et sur lesquels les tôles (14) prennent appui grâce à un côté de la tôle ondulée de forme complémentaire aux tubes (9) pour être positionnée par rapport à eux. 6. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend pour constituer une table - un panneau en polymère rotomoulé ayant une surface plane utilisable comme table et une surface opposée munie de trous de pieds ; et - des pieds en polymère rotomoulé ayant une section complémentaire au trou du panneau pour constituer les pieds de ladite table. 7. Système selon la revendication 2, destiné à constituer une balançoire, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un support stable (19) en polymère rotomoulé constituant une chape et possédant un trou horizontal pouvant recevoir un tronçon de tube (21) autour duquel peut être montée pivotante une poutre (8). 8. Système selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend des éclisses (10, 11, 27) pour fixer deux poutres juxtaposées et décalées angulairement l'une par rapport à l'autre (8A, 8B, 26) pour assurer le maintien de ces deux poutres. 9. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend des renforts longitudinaux (7) placés à l'intérieur des poutres (8) pour les renforcer et rigidifier ainsi la structure construite. 10. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend des clous (30, 31, 32) destinés à assurer la fixation des tubes (9, 17, 21, 24, 28) dans les poutres (8, 8A, 8B, 10, 16, 23, 26).