Brevet FR2701232A1 — publié le 19940812

La présente invention a pour objet un panneau composite, qui trouvera notamment son application dans le domaine de la construction de conteneurs, ou de véhicules mais également dans celui de la réalisation de cloisons de bâtiments. Plus particulièrement, la présente invention sera notamment mais non exclusivement, destinée à la constitution de parois de conteneurs, de remorques ou de caisses de véhicules ou encore à la fabrication d'éléments de façades, de toitures, d'habitation voire même d'isolation par l'extérieur de bâtiments. Pour cela, il est connu d'utiliser des panneaux de grandes dimensions conçus pour qu'ils présentent notamment une bonne résistance à la corrosion et une résistance mécanique notamment à la flexion, aux contraintes de compression, de traction et de cisaillement. Actuellement, il est connu de tels panneaux de grandes dimensions constitués d'une âme centrale comprise entre deux peaux travaillantes. En effet, pour obtenir une bonne résistance à la flexion, on cherche à augmenter le moment d'inertie en espaçant les peaux travaillantes par une âme afin de ramener dans les peaux travaillantes les contraintes de traction et de compression produites lors de la flexion. Dans ce domaine, il est connu de réaliser des panneaux constitués par une âme en contreplaqué dont les faces sont revêtues de fibres de verre moulées dans une résine en constituant les dites peaux travaillantes. Toutefois, de tels panneaux à base de contreplaqué présentent de nombreux inconvénients en pratique et notamment celui de l'approvisionnement, du prix de fabrication important et de la qualité de surface. Par ailleurs, de tels panneaux à base de contreplaqué présentent une fragilité importante à l'eau ce qui en limite les capacités d'utilisation ou nécessite un traitement complémentaire adéquat. A ce sujet, lorsque ces panneaux composite sont utilisés dans le domaine de la construction de véhicules et du transport, le facteur poids est très important car il conditionne la quantité d'énergie nécessaire pour autoriser le déplacement du véhicule ainsi que la charge utile. C'est la raison pour laquelle on a cherché à alléger l'âme de ces panneaux en utilisant notamment des matériaux plastiques alvéolés plus légers. Toutefois, en pratique, de tels panneaux sont d'un prix de fabrication élevé et ils ne représentent pas toujours la solution pour de telles applications. Pour pallier ces inconvénients, il est connu également de réaliser les âmes en matériau de faible densité généralement connues sous le nom de "nids d'abeilles" pouvant être réalisés en divers types de matériaux. On peut par exemple citer la réalisation de ceux-ci à partir de matériaux métalliques légers tels que l'aluminium. Toutefois, un tel matériau est d'un prix de revient élevé ce qui en limite les capacités d'utilisation. Pour remédier à cet inconénient, on a également pensé à réaliser des âmes "nids d'abeilles" à partir de matériaux moins onéreux tels que le papier ou le carton. Toutefois, ces matériaux ne présentent pas une résistance mécanique suffisante, ni à l'humidité, ce qui est préjudiciable dans l'utilisation requise. Il est également connu des âmes "nids d'abeilles" en matière synthétique telle que par exemple en propylène qui, bien que léger, et présentant une bonne résistance à la corrosion, ne donne pas des résultats satisfaisants sur le plan de la résistance mécanique car il résiste notamment mal au cisaillement longitudinal. En effet, rappelons que la réalisation des panneaux composites en sandwich est souhaitée pour faire travailler le moins possible l'âme. Selon les principes de résistance des matériaux, l'effort de cisaillement vertical, bien que répercuté dans une large mesure sur les peaux travaillantes, agit quand même sur une partie de l'âme tandis que l'effort de cisaillement longitudinal est supporté en totalité par la dite âme. C'est la raison pour laquelle, l'âme allégée d'un tel panneau sandwich doit présenter une bonne faculté de résistance à les fort de cisaillement longitudinal ce qui n'est pas le cas notamment des "nids d'abeilles" en polypropylène. Il est également connu des panneaux composites qui se présentent sous la forme d'une âme dont chaque face est revêtue d'un tissu en fibres de verre imprégné de matière thermo-durcissable. Dans cette technique, l'âme est constituée par un autre tissu de fibres de verre plié selon une succession de profils en forme de grand "oméga" dont les renforcements sont occupés par des éléments en matériau de faible densité. Bien que présentant une meilleure résistance mécanique, une telle âme nécessite pour sa fabrication la mise en oeuvre de moyens complexes ce qui a pour conséquence de générer un coût de production élevé qui n'est pas toujours compatible avec l'utilisation de tels panneaux. Par ailleurs, on retrouve également l'inconvénient de la réalisation en "nids d'abeilles" et notamment une certaine faiblesse de résistance à l'effort de cisaillement longitudinal. Le but de la présente invention est de proposer un panneau composite, destiné notamment à constituer une paroi de conteneur, de remorque, ou de caisse de véhicule ou, dans le domaine du bâtiment, à la réalisation de cloisons, qui permette de pallier les inconvénients de l'état de la technique en offrant un panneau qui présente une excellente résistance à la flexion et aux contraintes, ainsi qu'à la corrosion, tout en étant d'un poids acceptable. Un but de la présente invention réside dans le fait que ce panneau composite dont la fabrication est simplifiée et l'approvisionnement facilité, ce qui en diminue le coût de fabrication tout en améliorant la qualité d'aspect. Un autre avantage du panneau conforme à l'invention est qu'il présente des caractéristiques de résistance mécanique qui permettent sa mise en oeuvre dans de nombreux secteurs de l'activité économique ce qui en accroît ses capacités d'utilisation. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre qui n'est cependant donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. Selon l'invention, le panneau composite, destiné notamment à constituer une paroi de conteneur, de remorque, ou de caisse de véhicule ou à la réalisation de cloisons de bâtiment, comportant une âme centrale comprise entre deux peaux travaillantes, est caractérisé par le fait que la dite âme centrale se présente sous la forme d'une plaque de particules agglomérées de densité variable et hydrofuge. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante accompagnée des dessins en annexe qui en font partie intégrante. La figure 1 représente une vue en coupe d'un panneau conforme à la présente invention. La figure 2 est une courbe qui illustre un exemple de variation de la densité des particules de la plaque en fonction de son épaisseur. La présente invention vise un panneau composite qui trouvera notamment son utilisation dans la construction de véhicules et/ou de bâtiments. En effet, bien que l'invention ait été plus particulièrement développée pour constituer des parois d'un conteneur, d'une remorque ou d'une caisse de véhicule ou similaire, un tel panneau pourra être également utilisé là où il est requis une résistance mécanique et une tenue à la corrosion similaire. C'est notamment le cas dans le domaine du bâtiment où l'on peut utiliser de tels panneaux pour confectionner des éléments d'isolation extérieure de bâtiments, des façades, ou des toitures de maison par exemple à ossature en bois. Quel que soit le domaine d'application de ces panneaux, ils sont généralement de grandes dimensions et sont soumis à des efforts de flexion qui se traduisent par des contraintes en traction et en compression dans la structure même du dit panneau. C'est la raison pour laquelle on cherche à réaliser des panneaux "sandwich" ayant une âme en un matériau "pauvre" qui travaille le moins possible de sorte que ces efforts soient répartis et encaissés par des peaux travaillantes disposées de part et d'autre de l'âme et écartés de la fibre du panneau. En outre, si les efforts de cisaillement verticaux ne sont pas préjudiciables pour l'âme centrale car ils sont répartis pratiquement en totalité par les peaux travaillantes, il n'en est pas de même pour les efforts de cisaillement longitudinaux qui eux sont supportés en totalité par l'âme. Or, cette contrainte de cisaillement longitudinal est directement proportionnelle à l'effort tranchant dans le panneau. Pour remédier à cet inconvénient, la présente invention propose un panneau composite 1 tel qu'il est plus particulièrement illustré à la figure 1 qui comporte une âme centrale 2 comprise entre deux peaux travaillantes 3 et 4. Pour ce qui est de l'âme centrale, selon la présente invention, elle se présente sous la forme d'une plaque de particules agglomérées. En outre, l'âme peut présenter une densité variable. Cette densité évolue notamment en fonction de l'épaisseur "e" de la dite plaque constitutive de l'âme centrale de manière à créer une résistance adaptée pour optimiser le ratio résistance/poids. Plus précisément, en se référant à la figure 2, on voit l'évolution de la densité "d" des particules agglomérées en fonction de leur position à l'intérieur de l'âme et notamment de l'épaisseur e" de celle-ci de manière à créer une résistance mécanique aux contraintes adaptées en fonction du résultat souhaité et un état e surface facilitant l'accrochage des peaux 3, 4. Ainsi, on obtient un excellent compromis entre le poids et les caractéristiques mécaniques du panneau composite et notamment une résistance aux contraintes de flexion-compression similaires aux panneaux actuellement utilisés tout en présentant un poids égal. Il faut également noter que les particules de la plaque constitutive de l'âme 2 présentent une granulométrie variable en fonction de leur position au sein de la dite plaque. En particulier, la granulométrie de ces particules est plus faible en surface 5, 6, et par suite l'âme présente une densité plus importante, au voisinage des peaux travaillantes 3 et 4. EXEMPLE DE GRANULOMETRIE Par ailleurs, les fibres de particules constitutives de la plaque de l'âme centrale 2 sont telles qu'elles présentent également des dimensions variables en fonction de leur position au sein de la dite plaque et notamment des fibres plus longues sont prévues dans cellesci pour accroître la rigidité de la dite plaque. Pour ce qui concerne les peaux 3 et 4, en fonction des applications, elles peuvent se présenter sous la forme de feuilles de matière plastique, sous la forme de feuilles de résine chargées de renfort, en fibres de verre par exemple, ou bien également sous la forme de plaques métalliques telles qu'en aluminium, ou en acier, en autres. Quelle que soit la forme de ces peaux 3 et 4, l'âme 2 est solidarisée à celle-ci par l'intermédiaire d'agents d'adhésion tels que de la colle ou autres équivalents qui présentent des propriétés permettant d'assurer une tenue mécanique de l'ensemble afin de conférer au panneau composite 1 une résistance suffisante et adaptée à de telles applications. A titre d'exemple, on peut par exemple réaliser des panneaux de matériau conforme à l'invention à partir de plaques de particules agglomérées traitées hydrofuge d'une largeur d'environ 1.000 mm, d'une longueur comprise entre 1.500 et 3.000 mm avec une densité de 600 kg/m3 et dont l'épaisseur peut être variable et comprise notamment entre 12 et 18 mm. Une telle plaque présente une résistance aux contraintes de rupture en flexion de 15 mégapascal et à module d'élasticité de 2.200 mégapascal. Par ailleurs, cette plaque présente également une résistance aux contraintes de rupture en traction perpendiculaire de 0,9 mégapascal ainsi qu'un taux de gonflement de 3 % après une immersion pendant 24 heures dans un bain de fluide tel que de l'eau à 20"C avec un accroissement de poids de 25%. L'épaisseur des peaux travaillantes 3 et 4 est également variable en fonction du type d'application du panneau composite 1 conforme à l'invention et à titre d'exemple on pourra utiliser un mat de verre ou un tissu de verre de 300 à 600 g/m2. Bien entendu, d'autres mises en oeuvre de la présente invention auraient pu être envisagées sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. REVENDICATIONS 1. Panneau composite (1) destiné notamment à constituer une paroi de conteneur, de remorque ou de caisse de véhicule, ou à la réalisation de cloisons de bâtiments, comportant une âme centrale (2) comprise entre deux peaux travaillantes (3, 4), caractérisé en ce que la dite âme centrale (2) se présente sous la forme d'une plaque de particules agglomérées à densités variables. 2. Panneau composite selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'âme présente une densité variable et les particules de l'âme présentent une granulométrie variable en fonction de leur positionnement au sein de la plaque. 3. Panneau composite selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'âme présente une densité plus importante en surface (5, 6). 4. Panneau composite selon la revendication 1, caractérisé en ce que les peaux travaillantes (3, 4) se présentent sous la forme d'une feuille de matière plastique. 5. Panneau composite selon la revendication 1, caractérisé en ce que les peaux travaillantes (3, 4) se présentent sous la forme de feuilles de résine chargée de renfort en fibres de verre. 6. Panneau composite selon la revendication 1, caractérisé en ce que les peaux travaillantes (3, 4) se présentent sous la forme de plaques métalliques telles quten aluminium, ou en acier, en autres. 7. Panneau composite selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il présente un taux de gonflement au contact d'un flux humide de 3 %.