Brevet FR2689445A1 — publié le 19931008

" Procédé de fabrication d'un panneau composite à par tie intermédiaire constituée de raidisseurs, pro duits obtenus et ensemble obtenu à partir de tels produits La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un panneau composite formé de deux faces et d'une partie intermédiaire constituées de raidisseurs reliant les deux faces. On connaît de multiples formes de panneaux comprenant deux faces planes ou courbes séparées d'une partie intermédiaire constituée de raidisseurs reliant les deux faces. L'exemple le plus simple d'un tel produit est le carton ondulé formé de deux faces séparées d'une partie intermédiaire constituée par une nappe ondulée suivant un profil sinusoïdal formant des canaux parallèles. I1 existe également des panneaux rigides, formés de deux faces séparées par une partie intermédiaire constituée de raidisseurs. Ces raidisseurs sont formés de bandes réparties suivant un dessin géométrique déterminé par exemple en losange ou en onde. La génératrice de ces raidisseurs est perpendiculaire aux faces du panneau. De manière schématique, les raidisseurs peu vent être considérés comme une tranche de carton ondulé coupée perpendiculairement à la génératrice des ondulations et qui serait fermée par les faces latérales. De telles structures appelées encore structures en nids d'abeille sont par exemple utilisées comme panneaux dans la construction, ou en menuiserie bon marché comme panneaux formant des portes dits "isoplanes". Ces panneaux présentent une certaine résistance et une bonne rigidité dans la direction perpendiculaire aux faces mais pratiquement aucune résistance ou qu'une résistance limitée aux efforts de compression exercés parallèlement aux faces. La présente invention se propose de créer un procédé de fabrication d'un panneau alvéolaire ou panneau composite à partie intermédiaire constituée de raidisseurs présentant une excellente résistance à la compression non seulement dans la direction perpendiculaire aux faces mais également dans au moins une direction parallèle aux faces du panneau et qui soit léger, et n'utilise qu'une quantité minimale de matière pour sa réalisation. A cet effet, -l'invention- concerne- un procédé pour la fabrication d'un panneau composite composé de deux faces et d'une partie intermédiaire constituée de raidisseurs reliant les deux faces, ce procédé étant caractérisé en ce que A - on forme une ébauche de panneau dans un moule en assemblant - une ébauche de partie intermédiaire formée de la réunion d'éléments gonflables dont au moins cer tains sont enveloppés au moins partiellement sur une partie de leur périphérie par une nappe de matière composite destinée à former les raidis seurs et qui n'est pas à son état physico chimique définitif, - une ébauche de faces en plaçant, en-dessous et au-dessus de l'ébauche de la partie intermédiai re, une nappe de matière, B - on gonfle les éléments gonflables pour mettre en place les nappes de matière composite formant les raidisseurs entre les nappes des faces et appli quer les faces contre les parois du moule, C - on fait réagir la matière constitutive des nappes pour les faire passer dans leur état physico chimique définitif, figé dans sa forme, D - on démoule le panneau. Le procédé selon l'invention permet de choisir la disposition des raidisseurs en fonction des efforts auxquels doit résister le panneau. Cela peut dépendre des applications du panneau. De manière usuelle mais non nécessaire, les éléments gonflables sont disposés parallèlement les uns aux autres de sorte que les raidisseurs du panneau obtenu finalement -sont des parois perpendiculaires ou non aux faces du panneau mais qui sont toutes engendrées par une même génératrice. Dans le cas le plus simple, l'ébauche--de-- partie intermédiaire se compose d'une seule couche d'éléments gonflables. Toutefois, suivant les applications, cette ébauche peut se composer de plusieurs couches d'éléments gonflables recouverts, comme indiqué, partiellement ou totalement de matière composite. Par contre, bien que dans certaines applications les ébauches de faces soient de préférence des nappes de matière composite, non encore dans leur état physico-chimique définitif, on peut également utiliser des nappes en d'autres matériaux tels que des feuilles métalliques, notamment d'aluminium, des feuilles d'isolation phonique ou/et thermique, des panneaux déco ratifs, etc... Bien que de manière générale le procédé selon l'invention envisage que la matière composite constituant les panneaux possède un premier état servant à la réalisation de l'ébauche, état dans lequel la matière n'est pas figée, et un second état pour lequel la matière est figée dans sa forme définitive, il s'agit principalement d'une matière composite formée de fibres d'armature et d'une matière non encore polymérisée. L'opération consistant à faire passer la matière de son premier état à son second état est une opération de cuisson ou de polymérisation. Bien que comme déjà indiqué les éléments gonflables puissent avoir une forme quelconque constituant une nappe d'éléments gonflables recevant sur les deux faces une nappe constituant les faces du panneau, ces éléments gonflables sont de préférence des tubes. Cette solution est particulièrement avantageuse à cause de sa simplicité de réalisation des éléments gonflables et de la réalisation des panneaux. Le procédé selon l'invention concerne de manière non limitative, la fabrication de panneaux dont les faces sont le plus fréquemment planes et parallèles sans que ces deux caractéristiques ne soient limitatives. Les faces peuvent être courbes et parallèles ou planes et non parallèles ou encore courbes et non parallèles. De manière générale, l'expression "panneau" désigne un produit formé de deux faces ou nappes séparées par des raidisseurs. Suivant une autre caractéristique, la matière composite enveloppant au moins partiellement les éléments gonflables est en forme de tube recevant les éléments gonflables. En d'autres termes, l'ébauche de la partie intermédiaire est formée de tubes ou cylindres de ma tière non encore polymérisée, à l'intérieur desquels sont placés des tubes gonflables. Lorsque l'ensemble se trouve dans le moule fermé, la mise en pression des tubes déploie les parois des tubes pour les disposer perpendiculairement aux faces ou suivant la résultante locale des efforts de compression (suivant la forme des faces latérales, ces efforts peuvent ne pas être dirigés suivant une perpendiculaire aux faces latérales comme cela peut par exemple être le cas à la jonction de structures en nids d'abeille ou de bulles de savon multiples). La matière composite peut envelopper au moins partiellement les éléments gonflables. Cette matière composite est en forme de nappe ou de tube. Lorsqu'elle est en forme de tube elle entoure complètement chaque fois un élément gonflable. Par contre, lorsqu'elle est en forme de nappe, elle peut entourer partiellement un élément en passant sur celui-ci puis entourer partiellement l'élément suivant en passant en-dessous de celui-ci et ainsi de suite suivant un profil en grecque. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les nappes de matière composite entre les éléments gonflables de la partie intermédiaire sont en forme de nappe entourant partiellement un certain nombre d'éléments gonflables. Suivant une autre caractéristique de l'invention, certains éléments gonflables ne sont pas entourés d'une nappe de matière composite. Suivant une autre caractéristique de l'invention, au moins certains des éléments gonflables sont des tubes disposés parallèlement. L'invention concerne également les produits obtenus par la mise en oeuvre de ce procédé et en particulier, l'assemblage de plusieurs panneaux les uns sur les autres avec des orientations différentes des raidisseurs. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique de la mise en oeuvre d'une technique connue. - la figure 2 est une vue en perspective schématique montrant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. - les figures 3A et 3B montrent schématiquement en coupe transversale l'étape initiale et l'étape finale du procédé selon l'invention dans le cas de raidisseurs à base d'éléments tubulaires fermés. - les figures 4A et 4B sont des vues analogues aux figures 3A et 3B montrant une structure de raidisseurs formée au moins partiellement d'éléments ouverts. La figure 5 montre un ensemble formé par l'empilement de panneaux selon l'invention. Le procédé connu selon la figure 1 pour la fabrication de produits stratifiés consiste en un moulage avec misè en pression Pour cela, 1e produit i est placé dans un moule défini par sa face inférieure 2 (sans ses faces latérales) et d'une face supérieure 3 par laquelle s'exerce la pression 8. Cette face supérieure 3 est parfois un élément gonflable. En exer çant dans l'élément définissant la face supérieure une pression appropriée, on répercute cette pression sur la face correspondante de la pièce composite par exemple pendant la polymérisation. En fin de polymérisation seule la face de la pièce 1 en regard de la face inférieure 2 de moulage présentera la tolérance de fabrication appropriée. Par contre, l'autre face de la pièce exposée à la pression de l'enceinte gonflable ne présente pas de tolérance de fabrication particulière. I1 en résulte une pièce 1 dont une face seulement est satisfaisante. Par ailleurs, cela ne permet pas de réaliser des raidisseurs à l'intérieur de la pièce. Au contraire, une telle pièce est en général constituée par l'empilement de nappes suivant une certaine stratification et la mise en compression a pour but de créer une pièce d'épaisseur relativement régulière mais non tolérancée, et dont uniquement la face avant, c'est-à-dire celle en contact de la surface de moulage, présente les tolérances requises. Selon l'invention, le procédé consiste à former une ébauche de panneau dans un moule (figure 2). Ce moule est représenté schématiquement par un panneau supérieur 10 et un panneau inférieur 11 bordés sur deux de ses faces par un élément 12, 13 définissant la section du moule. Les deux autres côtés du moule ne sont pas représentés ; ils ne sont pas nécessaires si la forme du moule n'est pas carrée mais très allongée dans la direction perpendiculaire aux éléments latéraux du moule selon la figure 2. Ainsi, selon l'invention, suivant une première étape du procédé, on forme une ébauche de partie intermédiaire, composée de la réunion d'éléments gonflables 14 placés dans le moule et enveloppés au moins partiellement sur leur périphérie d'une ou plusieurs nappes de matière composite 15 identique ou différente. Ces nappes de matière composite sont destinées à former les raidisseurs. Selon cet exemple, on place sur les deux faces de l'ébauche de partie intermédiaire ainsi réalisée et comprenant les éléments gonflables 14 et la matière composite 15 , une nappe supérieure 16 et une nappe inférieure 17 également en matière composite identique ou différente de celle ou celles de l'ébau che de la partie intermédiaire. Puis, suivant une seconde étape du procédé, on met en compression les éléments gonflables et après cette mise en compression, tout en conservant la pression à l'intérieur des éléments gonflables, on fait réagir chimiquement la matière constituant les ébauches pour lui donner sa forme définitive figée. Les figures 3A et 3B montrent schématiquement un exemple de mise en oeuvre du procédé. Selon la figure 3A, on réalise une couche 20 d'éléments gonflables 21, 23, 24, 25 entourés chacun d'une nappe de matière composite formée de tubes 26, 27, 28, 29. Toutefois, entre le premier 21 et le second 23 élément gonflable entourés chaque fois d'un tube de matière composite, il y a un élément gonflable 22 non entouré. L'ébauche est recouverte par dessous et par dessus, par une nappe 30, 31 également en matière composite. Après gonflement à la pression adéquate, les éléments gonflables mettent en forme les tubes de matière composite qui les entourent pour arriver à la structure représentée à la~flgure~3B. En fait, cette structure correspond à la section du panneau après stabilisation de forme. Dans cette structure, les tubes composites, initialement de section plus ou moins arrondie, sont devenus des tubes de section rectangulaire 26', 27', 28', 29 appliqués contre les panneaux 30, 31 et forment les raidisseurs 26'a, 26'b, 27 Va, 27b, 28la, 28'b, qui lorsqu'ils sont juxtaposés ont une paroi d'épaisseur double (les hachures et croix utilisées pour montrer la coupe soulignent cet aspect du panneau). Le meme doublement de l'épaisseur existe au niveau de la face intérieure des panneaux 29, 30. Cette stabilisation de forme peut correspondre à une polymérisation. Les nappes ou tubes de matière composite sont réalisés dans une même matière ou différente suivant les caractéristiques de résistance que doit présenter le produit. Le choix de l'armature, de sa nature et de son orientation dans la masse à polymériser constituant la matière composite, dépend des caractéristiques obtenues. Les figures 4A, 4B représentent sensiblement le même panneau que ci-dessus mais avec des nappes et des tubes de matière composite. Ainsi, selon l'exemple de la figure 4A, autour des deux premiers éléments gonflables 41, 42, on place des tubes de matière composite 46, 47, on place un élément gonflable également tubulaire 41, 42 alors qu'autour des trois autres éléments gonflables 43, 44, 45, on prévoit une nappe de matière composite 48 qui entoure partiellement 48A, 48B, 48C chacun de ces trois éléments gonflables 43, 44, 45 en les entourant suivant un tracé sinusoïdal pour former l'ébauche 40 de partie intermédiaire. Comme précédemment, on met en place une nappe supérieure 50 et une nappe inférieure 51 de matière composite. Après mise en pression des éléments gonflables 41, 42, on obtient la disposition des tubes et des nappes représentés à la figure 4B. Dans ce panneau, entre les nappes 50, 51, on a un tube 46, un tube 47' et un profil en grecque 48' formant des raidisseurs 46'a, 46'b, 47'a, 47'b, 48'a, 48'b, 48'c, 48'd avec doublement de certaines parois des raidisseurs et de l'épaisseur sur la face intérieure des nappes 50, 51. En conclusion, selon les figures 3B et 4B, les raidisseurs formés de tubes ou de nappes sont en général perpendiculaires aux faces du panneau. Ces raidisseurs peuvent être d'épaisseur simple comme par exemple les raidisseurs 26'a, 28'b, 28'a, 29'b, 48'a, 48'b, 48'c, 48'd ou d'épaisseur double 26'b, 27'a, 27'b, 28'a ; 46'b, 47'a, 47'b, 48'a à la jonction de deux tubes ou d'un tube et d'une nappe non tubulaire ou encore de deux nappes non tubulaires. La même remarque s'applique pour l'épaisseur des faces supérieure et inférieure. Cette épaisseur peut se limiter à la simple épaisseur de la face. Elle peut également être renforcée par la paroi du raidisseur tubulaire, après mise en forme de ce raidisseur. Après la réalisation de panneaux décrits cidessus, on peut les assembler comme cela est indiqué à la figure 5. Dans ce cas, la direction des raidisseurs, lorsque ceux-ci sont engendrés par une même directrice, ne sont pas parallèles entre elles. Elles peuvent faire un angle choisi en fonction de la destination de l'ensemble de panneaux ainsi formé. La figure 5 montre ainsi l'empilement de trois panneaux 80 t1 82~réalises selon le le~procéde décrit ci-dessus. Cet empilement peut se faire après la cuisson des panneaux mais également avant la cuisson. On peut alors constituer l'ébauche de partie intermédiaire par l'empilement de plusieurs couches d'éléments gonflants enveloppés partiellement ou totalement. Ces éléments gonflants, par exemple de forme tubulaire et les nappes qui les enveloppent peuvent être disposés parallèlement dans chaque couche et de manière à se croiser d'une couche à l'autre. Le reste des opérations se fait de la même manière que le procédé décrit ci-dessus. REVENDICATIONS 1") Procédé de fabrication d'un panneau composite formé de deux faces et d'une partie intermédiaire constituées de raidisseurs reliant les deux faces, procédé caractérisé en ce que A - on forme une ébauche de panneau dans un moule en assemblant - une ébauche de partie intermédiaire (20, 40) composée de la réunion d'éléments gonflables (21, 25, 41, 45) dont au moins certains sont en veloppés au moins partiellement sur une partie de leur périphérie par une nappe de matière com posite (26-29, 46-48) destinée à former les rai disseurs et qui n'est pas à son état physico chimique définitif, - une ébauche de faces (30, 31, 50, 51) en pla çant en-dessous et au-dessus de l'ébauche (20, 40) de la partie intermédiaire, une nappe de ma tière, B - on gonfle les éléments gonflables (21-25 ; 41-45) pour mettre en place les nappes de matière compo site formant les raidisseurs (25'a-29'b ; 46'a 48'd) entre les-nappes-(30, 31, 40, 41) des faces et appliquer les faces contre les parois du moule, C - on fait réagir la matière constitutive des nappes pour les faire passer dans leur état physico chimique définitif, figé dans sa forme, D - on démoule le panneau. 2g) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la nappe de matière formant l'ébauche de face (30, 31, 50, 51) est en une matière choisie dans le groupe formé par une matière composite qui n'est pas à son état physico-chimique définitif, des feuilles métalliques, des feuilles de matières d'isolation phonique et/ou thermique. 3 ) Procédé selon la revendication 1, carac térisé en ce qu'au moins certains des éléments gonflables sont des tubes (21-25, 41-45). 4") Procédé selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la matière composite enveloppant au moins partiellement les éléments gonflables est en forme de tube (26-29 ; 46, 47) recevant les éléments gonflables (21-25, 41, 42). 5") Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière composite de la partie intermédiaire et des faces contient des fibres d'armature dont la quantité et la répartition sont choisies suivant la fonction de chaque nappe de matière dans le panneau à réaliser. 6 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les nappes de matière composite entre les éléments gonflables de la partie intermédiaire sont en forme de nappe (48) entourant partiellement (48A, 48B, 48C) un certain nombre d'éléments gonflables (43, 44, 45).. 7 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que certains éléments gonflables (22) ne sont pas entourés d'une nappe de matière composite. 8 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'au moins certains des éléments gonflables sont des tubes disposés parallèlement. 90) Ensemble formé de l'empilement de plusieurs panneaux obtenus selon le procédé de l'une quelconque des revendications 1 à 8, et selon lequel dans chaque panneau, au moins certains éléments gonflables sont des tubes parallèles formant des raidisseurs parallèles, ensemble caractérisé en ce qu'il est formé de plusieurs panneaux (80, 81, 82) assemblés par empilement avec des orientations de raidisseurs non parallèles d'un panneau à l'autre.