Brevet FR2700988A1 — publié le 19940805

Procédé de fabrication de panneaux, panneaux composites courbes Préfabriqués obtenus par ce procédé et dispositif pour sa mise en oeuvre. La présente invention concerne des panneaux composites courbes préfabriqués, leur procédé de fabrication et une table de collage permettant la réalisation desdits panneaux. Les panneaux de construction composites plans, du type présentant un revêtement externe étanche constitué de feuilles minces de polyester armé de fibres de verre ou analogues, qui sont collées sous vide sur les deux faces d'une âme rigide isolante, sont ' bien connus et présentent un très bon coefficient d'isolation thermique. Cependant, ces panneaux ne peuvent généralement pas être cintrés ou pliés. En conséquence, l'utilisation de tels panneaux préfabriqués composites pour construire des éléments de façade comportant des surfaces courbes ou angulaires se heurte à de grandes difficultés de réalisation. On connaît aujourd'hui deux types de panneaux composites susceptibles de remédier à cet inconvénient. Dans un premier type de panneau, on utilise des matériaux multicouches qui comportent une feuille de polyéthylène intercalée entre deux feuilles minces en aluminium. Ces matériaux sont vendus sous forme de panneaux qui peuvent être facilement pliés ou cintrés, mais ces panneaux ne sont pas rigides et ne comportent aucune isolation thermique. Ils doivent donc être montés sur une ossature et doublés par des matelas d'isolation thermique. L'autre type d'élément courbe bien connu à ce jour est constitué par des éléments modulaires rigides mais de réalisation complexe. Les moyens pour obtenir ce résultat sont décrits ci-après. Ainsi, dans le brevet FR-A-2.501.754, il est décrit un procédé de fabrication de panneaux plans ou gauches constitués d'une âme en matériau léger, rigide et isolant et dont les deux grandes faces sont revêtues d'une couche de feuille mince de matière étanche. Les moyens de cintrage de ce panneau sont réalisés soit par thermoformage de peaux disposées par la suite dans le moule, soit par moulage direct de la peau par enduction de la paroi du moule au moyen de fibres de verre imprégnées de résine. Un tel procédé est donc long, coûteux et ne permet pas de passer d'un angle de courbure à un autre sans changer de moule, ce qui implique des coûts de fabrication élevés. Un autre procédé de fabrication d'éléments composites est décrit dans FR-A-2.562.837. Dans ce cas, pour pouvoir plier ou cintrer l'élément composite, on réalise une pluralité de découpes parallèles depuis une face principale de l'élément à travers l'âme de celui-ci jusqu'au voisinage de la couche externe opposée. Ces découpes, qui présentent une section en forme de V se rétrécissant de la face principale en direction de la face opposée, et qui sont perpendiculaires au champ de l'élément, permettent de courber l'élément composite. Cependant, une telle technique de mise en oeuvre ne permet pas d'obtenir un état de surface des panneaux correct. Un autre procédé décrit dans le brevet FR-A-2.631.582 consiste à réaliser un panneau composite préfabriqué rigide du type comportant une paroi cintrée et une ou plusieurs couches de matériaux cellulaires pulvérisables rigides appliquées contre la face de ladite paroi après mise en forme de celle-ci. La mise en forme de ladite plaque plane s'effectue soit par pliage et cintrage à froid d'une tôle métallique ou bien par thermoformage dans le cas d'une plaque en matière plastique. Le dépôt de couches d'isolant sur cette plaque déformée peut s'effectuer, dans le cas de parois courbes, par collage de plaques découpées dans de la mousse en cours de polymérisation qui n'est pas encore rigide. Cette limitation est liée au fait que l'opération de déformation des plaques n'est pas optimisée comme cela est le cas dans l'invention. Une telle technique ne permet pas, la encore, d'obtenir un panneau dont les deux faces présentent un état de surface remarquable. Enfin, une dernière technique mise en oeuvre par les américains, en particulier la Société Dow Chemical, consiste à plier ou à cintrer un panneau composite comprenant un noyau de matière plastique rigide en laminant ledit panneau par passage de ce panneau entre des rouleaux de manière à le déformer puis à le maintenir dans cette position déformée par collage de bandes adhésives sur ses faces. L'ensemble des procédés décrits ci-dessus démontrent que la réalisation de panneaux courbes de grande dimension avec des angles de courbure variables est difficile à mettre en oeuvre sans investir de manière importante dans l'outillage. En outre, ces technique ne permettent pas une mise en oeuvre entièrement automatique du procédé. Le but de la présente invention est donc de proposer un procédé de fabrication d'un panneau composite susceptible d'être mis en oeuvre de manière simple et rapide, le panneau pouvant être réalisé de manière entièrement automatique ou quasi automatique indépendamment de l'angle de courbure demandé, le passage d'un angle de courbure à un autre pouvant s'effectuer de manière très rapide. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un panneau courbe constituant un élément modulaire de construction destiné notamment à former une partie de paroi et/ou de toit d'un bâtiment léger, caractérisé en ce qu'on prépare au moins deux feuilles minces, la première feuille étant constituée d'une couche externe de préférence étanche et d'une couche interne formant renfort, lesdites couches étant pré-assemblées et la seconde feuille comprenant au moins une couche externe étanche, en ce qu'on déforme lesdites feuilles par leur propre poids en les superposant sur un plateau d'une table de collage par compression présentant un rayon de courbure prédéterminé, en ce que simultanément ou préalablement à la déformation, on pré-encolle les faces en regard desdites feuilles et en ce qu'on les assemble par collage par compression de manière à obtenir un panneau à l'état de surface impeccable. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, on prépare les première et seconde feuilles simultanément en enduisant dans un premier temps les plateaux d'une presse d'une couche étanche telle qu'un gel coat constituant la couche externe, puis en revêtant ladite couche externe, dans un deuxième temps, d'une couche interne à base de fibres de verre ou analogue enduites de résine thermodurcissable. Sur le plateau inférieur, on dispose, sur cette couche de verre enduite de résine et non polymérisée, une plaque mince de mousse isolante telle qu'une plaque de polyuréthanne qui va adhérer à la couche inférieure, puis un film antiadhérent, puis une nouvelle couche mince de polyuréthanne qui va adhérer à la peau préfabriquée sur le plateau supérieur de la presse. On rapproche les plateaux par pivotement de l'un des plateaux sur l'autre pour comprimer l'ensemble et effectuer simultanément un débullage entre lesdites couches puis, on transfère la première feuille mince sur la table de collage par compression, la face étanche étant disposée contre le plateau de la table, on encolle sa face opposée, on encolle la face interne de la deuxième feuille restée sur le plateau de la presse, on la transpose sur le plateau de ladite table en la superposant à la première feuille, les faces encollées étant disposées en regard et on comprime sous vide ou par pressage lesdites feuilles pour coller lesdites faces. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit et des dessins joints, lesquels description et dessins sont donnés surtout à titre d'exemple. Dans ces dessins les figures 1A et 1B représentent respectivement une vue de face et une vue en coupe selon AA de la figure 1 A d'une table de collage par compression, la figure 2 représente trois vues en coupe de panneaux assemblés pour la réalisation de structures porteuses ou autoportées, la figure 3 représente une vue en perspective d'une ossature d'un bâtiment-tunnel susceptible de supporter lesdits panneaux, la figure 4 représente une vue partielle en perspective de panneaux devant être installés sur une ossature, et la figure 5 représente une vue en coupe transversale de la structure d'un panneau conforme à l'invention. La fabrication de panneaux composites cintrés conformes à l'invention nécessite dans un premier temps la préparation de feuilles minces qui vont par la suite être assemblées pour constituer le panneau stratifié. Ces feuilles minces présentent une composition variable selon la destination du panneau. Ces panneaux seront généralement constitués soit uniquement de revêtements de préférence étanches, appelés encore peaux, assemblés entre eux par collage, soit par deux revêtements étanches entre lesquels est insérée une âme généralement isolante sur les faces de laquelle lesdits revêtements viennent se fixer par collage. Les peaux du panneau, planes à l'origine, peuvent revêtir un grand nombre de formes. Elles doivent cependant être suffisamment minces pour pouvoir se plier sous l'action de leur propre poids lorsqu'elles sont disposées sur un panneau courbe.Il est à noter que les peaux stratifiées peuvent être remplacées par toute autre feuille mince, métallique ou plastique. Elles peuvent encore être obtenues dans les chaînes industrielles de fabrication en continu. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, ces feuilles minces ou peaux sont constituées d'un gel coat 1 constituant une couche externe A, puis d'une couche 2 de matériau de renfort telle que des fibres de verre, de carbone ou analogue imprégnées de résine de préférence thermodurcissable, puis éventuellement d'une couche mince 3 de mousse isolante. Ainsi la couche interne B peut comprendre la couche 2 seule ou une superposition des couches 2 et 3. La couche 2 de matériau de renfort peut être réalisée par la technique dite de stratification au contact dans laquelle on projette la résine puis on applique la couche de fibres de verre. Il est encore possible de projeter la résine et le matériau de renfort en même temps de manière à augmenter la solidité de l'ensemble. L'application de cette résine et l'étalement de cette résine s'effectuent au moyen d'un rouleau. Il peut en être de même pour le débullage. Cependant, dans un mode de réalisation particulier de l'invention qui consiste à disposer ces feuilles minces sur les plateaux d'une presse, le débullage s'effectuera par compression grâce à la couche supplémentaire 3. Ainsi, dans ce cas, la presse est formée de deux plateaux mobiles généralement réalisés en matériau composite avec une structure porteuse en métal.Ces plateaux mobiles et réglables sont équipés par exemple de boudins gonflants permettant la compression sur toute la surface dudit plateau. Sur ces plateaux, on étale le gel coat du type par exemple polyester, puis on laisse polymériser avant d'appliquer le revêtement stratifié. Ce revêtement stratifié est constitué de la résine 2 chargée en fibres de verre et d'une couche 3 mince en une mousse rigide isolante de polystyrène ou de polyuréthanne. Lorsque ce revêtement est appliqué soit sur l'un des plateaux seulement, soit sur les deux plateaux, on fait pivoter l'un des plateaux de la presse de manière à ce que les faces des revêtements stratifiés viennent en regard, puis on comprime l'ensemble en entraînant un débullage entre la couche de revêtement stratifié et le gel coat.Cette technique est analogue à la technique de fabrication de panneaux composites plans à la différence qu'on obtient en résultat non pas une seule et même feuille mince mais deux feuilles minces constituées des couches 1, 2, 3. Pour ce faire, on aura pris le soin éventuellement d'intercaler au niveau de l'interface entre lesdites couches reposant sur les plateaux respectifs de la presse un film anti-adhésif type polyane de manière à ce que les couches n'adhèrent pas entre elles au niveau de l'interface. Par la suite, l'une des feuilles minces obtenues est transférée sur une table de collage par compression. Cette table de collage par compression est, conformément à la figure 1A, constituée d'une ossature métallique 10 de support, d'un plateau déformable 5 réalisé en un matériau composite et de deux flasques amovibles 6 susceptibles de supporter le plateau et fixés au bâti métallique. Les flasques présentent un bord supérieur courbe dont le ou les rayons de courbure correspondent aux caractéristiques de courbure du panneau devant être déformé. Ce bâti métallique est éventuellement équipé de moyens mobiles tels que des roulettes. Cette table comporte en outre des moyens de mise sous vide partiel du panneau constitués d'un tapis 7 qui vient recouvrir l'ensemble lorsque les feuilles minces sont en place, d'un drain de vide 8 relié à une source de vide 9.La première feuille mince est donc transférée sur le plateau constitutif de la table de vide de collage par compression, la face étanche formée par le gel coat de cette dite feuille étant disposée en regard de la face du plateau. La face constituée par le revêtement stratifié de renfort et la mousse rigide complémentaire est encollée au moyen d'une colle appropriée. Ensuite, on vient placer par superposition soit une ou plusieurs âmes 4 de préférence isolantes en un matériau léger tel que du polystyrène ou du polyuréthanne d'épaisseur suffisamment faible pour se déformer et épouser la forme de la première feuille, soit directement la deuxième feuille que l'on a pris soin au préalable d'encoller lorsqu'elle était disposée sur la plateau de la presse.Lesdites feuilles ont ainsi leurs revêtements de renfort disposés en regard et encollés de telle sorte que, lors de la compression par pressage ou sous vide, lesdites feuilles adhèrent entre elles. En raison de matériaux parfaitement compatibles, le collage est quasi-parfait. Dans le cas ou on utilise une âme isolante entre lesdits revêtements ou peaux, les faces de l'âme étant collées aux faces internes des revêtements, on préfèrera utiliser une âme se présentant sous forme d'une ou plusieurs feuilles minces. Le panneau ainsi réalisé peut être utilisé pour de nombreuses applications. Les applications les plus courantes représentées aux figures 2, 3 et 4 concernent la construction. En effet, grâce à ce panneau courbe, il est possible d'obtenir des formes de réalisation très variées. Ainsi dans la figure 2, le schéma disposé en haut à gauche représente une ossature hémicylindrique autoporteuse obtenue à partir de trois panneaux B identiques. La figure en haut à droite représente une ossature en forme d'ogive autoporteuse obtenue à partir de deux panneaux B identiques et la figure en bas représente une structure reposant sur une ossature similaire à celle représentée à la figure 3 et dans laquelle des panneaux courbes B sont combinés à des panneaux plans E. La figure 4 représente un exemple de mise en oeuvre des panneaux pour la réalisation d'une construction. La charpente porteuse réalisée en lamellé collé supporte les panneaux. La liaison panneaux/structure est recouverte de couvre-joints 11 réalisés au moyen de plats polyester. Il en est de même des gouttières 12 ou descentes d'eau qui sont également réalisées en polyester. Grâce à un tel montage, on constate que l'ensemble de l'assemblage peut être réalisé par collage. Il est à noter que la charpente porteuse représentée à la figure 3 peut être supprimée en faveur du renforcement de la structure autoporteuse des panneaux et/ou du développement de la structure des pièces de liaison en bois lamellé-collé. Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux formes de réalisation représentées mais englobe au contraire tout panneau réalisé par superposition de feuilles minces déformées de par leur propre poids préalablement ou simultanément à leur assemblage. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un panneau courbe constituant un élément modulaire de construction destiné à former notamment une partie de paroi et/ou de toit d'un bâtiment, caractérisé en ce qu'on prépare au moins deux feuilles minces la première feuille étant constituée d'une couche externe (A) de préférence étanche et d'une couche interne (B) formant renfort, lesdites couches étant pré-assemblées et la seconde feuille comprenant au moins une couche externe (A) étanche, en ce qu'on déforme lesdites feuilles par leur propre poids en les superposant sur un plateau d'une table de collage par compression présentant un ou des rayons de courbure prédéterminé, les faces en regard desdites feuilles étant préencollées et en ce qu'on les assemble par collage par compression de manière à obtenir un panneau à l'état de surface impeccable. 2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on prépare les première et seconde feuilles simultanément en enduisant dans un premier temps les plateaux d'une presse d'une couche étanche telle qu'un gel coat constituant la couche externe (A), en revêtant ladite couche externe (A) par une couche interne (B) à base de fibres de verre ou analogue enduites de résine, en débullant manuellement lesdites matières, en rapprochant les plateaux par pivotement de l'un des plateaux sur l'autre pour comprimer l'ensemble. 3. Procédé de fabrication selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on prépare les première et seconde feuilles simultanément, en enduisant dans un premier temps les plateaux d'une presse d'une couche étanche telle qu'un gel coat constituant la couche externe (A), en revêtant ladite couche externe (A) de fibres de verre ou analogue enduites de résine, en disposant au moins une épaisseur mince de mousse isolante rigide telle qu'une mousse de polyuréthanne ou de polystyrène sur ladite couche de fibre de verre, l'ensemble fibres, résine, mousse constituant la couche interne (B), en rapprochant les plateaux par pivotement de l'un des plateaux sur l'autre plateau pour comprimer l'ensemble et effectuer simultanément un débullage desdites matières. 4. Procédé de fabrication selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on intercale lors du pressage entre les faces internes en regard desdites première et seconde feuilles un anti-adhésif tel qu'un film polyane de manière à éviter le collage des couches internes (B) entre elles. 5. Procédé de fabrication selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on transfère la première feuille mince sur une table de collage par compression (5-10), la face étanche étant disposée contre le plateau de la table, en ce qu'on encolle sa face opposée, en ce qu'on encolle la face interne de la seconde feuille restée sur le plateau de la presse, en ce qu'on la transpose sur le plateau (5) de ladite table en la superposant à la première feuille, les faces encollées étant disposées en regard, en ce qu'on comprime sous vide ou par pressage lesdites feuilles pour coller lesdites faces. 6. Procédé de fabrication selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on incorpore entre lesdites première et seconde feuilles minces encollées une ou plusieurs âmes (4) de préférence isolante en un matériau léger tel que du polystyrène ou du polyuréthanne d'épaisseur suffisamment faible pour se déformer et épouser la forme des autres feuilles. 7. Panneau composite courbe obtenu par la mise en oeuvre du procédé de la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une pile de feuilles minces déformables de par leur propre poids, encollées sur leurs faces internes et assemblées par collage par compression. 8. Table de collage permettant la mise en oeuvre du procédé conforme à la revendication 1 pour obtenir un panneau conforme à la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'une armature rigide (10) de support d'un plateau (5), ledit plateau (5) étant constitué en un matériau composite déformable, ce plateau (5) étant supporté en outre par deux flasques (6) montés amovibles sur ladite structure de support (10). 9. Table selon la revendication 8, caractérisée en ce que les flasques (6) présentent un bord supérieur courbe dont le ou les rayons de courbure correspondent aux caractéristiques de courbure du panneau devant être déformé.