Brevet FR2725390A1 — publié le 19960412

La présente invention concerne un panneau structural léger comportant au moins une âme métallique, et au moins deux peaux également métalliques, I'âme étant insérée entre les peaux pour former au moins une structure de type sandwich. II est connu des panneaux structuraux allégés composés d'une plaque de tôle sur laquelle sont soudés des raidisseurs. L'inconvénient de ces panneaux est lié à leur manque de rigidité car leur structure est soit ouverte, c'est-à-dire que les raidisseurs n'ont qu'une fonction d'entretoise et n'interviennent pas ou peu dans la rigidité des panneaux, soit semifermée, c'est-àdire que lesdits panneaux ne comportent qu'une seule peau. II est connu également des panneaux dont la structure est dite cloisonnée", c'est-à-dire comportant une âme alvéolaire, et deux peaux extérieures réunies par l'âme alvéolaire. Dans son principe, ces panneaux sont remarquablement adaptés aux sollicitations mécaniques en flexion, puisque les contraintes sont reprises par les peaux extérieures, tandis que l'âme n'a pour but que d'augmenter l'inertie, en assurant un écartement entre les deux peaux extérieures. Les panneaux les plus répandus sont de type dit "nid d'abeille" ou encore de type corrugué", I'âme étant formée, dans ce cas, d'au moins une tôle ondulée. Les panneaux ci-dessus décrits présentent l'inconvénient d'être difficiles à assembler. Les problèmes d'accessibilité imposent un assemblage réalisé par collage. Cette technique de collage est, d'une part, coûteuse et, d'autre part, les liaisons qui sont réalisées par collage résistent mal à une température supérieure à 1 5O0C. Par exemple, en cas d'incendie à bord d'un navire, les planchers supportant les passagers ne doivent pas s'affaisser trop rapidement. Enfin, il est impossible de souder des pièces additionnelles sur ces panneaux, car il existe un grand risque de dégrader les parties de panneau portant ces pièces. Le but de l'invention est de proposer un panneau rigide léger qui résiste à une élévation de température et composé de préférence d'un seul matériau de base. L'invention a pour objet un panneau structural léger résistant au feu, comportant au moins une âme métallique, et au moins une peau également métallique, l'âme étant insérée entre les peaux pour former au moins une structure de type sandwich. Le panneau se caractérise en ce que l'âme est composée d'éléments cylindriques dont les axes longitudinaux sont orientés sensiblement perpendiculairement au plan tangent des peaux, la longueur des éléments correspondant sensiblement à l'épaisseur de l'âme. Les autres caractéristiques de l'invention sont L'élément cylindrique est ouvert à ses deux extrémités. L'élément cylindrique est fermé à au moins une de ses extrémités. L'élément est tubulaire. L'élément est un corps de boîte de boisson. Au moins une peau est assemblée à l'âme par soudage et/ou par clinchage. Le soudage est effectué par une technique choisie parmi le soudage électrique par point, le soudage MAG, MIG, TIG, LASER, le brasage. Au moins un peau est associée à l'âme par soudage LASER par transparence. L'âme et au moins une peau sont en acier galvanisé. Le soudage est effectué par une technique de brasage, le brasage étant assuré par fusion du zinc du revêtement de l'âme et d'au moins une peau. La description qui suit et les dessins annexés, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre l'invention. La figure 1 présente un exemple de panneau structural, selon l'invention, les peaux n'étant pas perforées. Les figures 2A, 2B, 2C, 2D, détaillent une suite d'opérations pour la réalisation d'une autre forme de l'invention. La figure 3 présente une autre forme de l'invention, dans laquelle l'âme est entièrement sertie sur les peaux. La figure 4 présente un autre exemple de l'invention réalisée par soudure. La présente invention concerne plus particulièrement le domaine technique des panneaux structuraux destinés à la fabrication de platesformes, telles que plate-forme d'ascenseur, de monte-charge, de véhicule lourd, comme un semi-remorque, et, aussi, de planchers porteurs tels que pont de navire ou bâtiment industriel. Dans la plupart de ces applications, il est essentiel que les panneaux structuraux résistent au feu en cas d'incendie. D'autre part, I'allégement, du fait des caractéristiques mécaniques élevées du matériau de base employé assure une réduction de la puissance de levage et/ou une réduction de la charge des structures porteuses. Comme représenté sur la figure 1 le panneau 1 structural selon l'invention, léger, résistant au feu, comporte au moins une âme 2 métallique et au moins une peau 3 également métallique associées, formant au moins une structure de type sandwich. Le panneau 1 possède une âme 2 composée d'éléments 5 cylindriques, les axes 6 longitudinaux des éléments 5 étant orientés sensiblement perpendiculairement au plan tangent des peaux 3 en leurs points 4 de liaison, la longueur des éléments 5 correspondant sensiblement à l'épaisseur de l'âme 2. II peut être envisagé, en fonction de la longueur des éléments 5, des panneaux ayant localement, des zones d'épaisseurs variables, zones nécessitant des caractéristiques mécaniques adaptées particulières. L'âme 2 est réalisée à partir d'éléments 5 cylindriques formant des tubes comme, par exemple, des corps de boîtes de boisson. L'invention est, pour une part, une utilisation de corps de boîtes, produits industriels fabriqués en grand nombre d'exemplaires, dans un domaine technique totalement différent. Un avantage du panneau 1 structural consiste en ce que les peaux 3 peuvent être perforées et associées aux tubes pour former un panneau 1 structural ajouré, chacun des tubes assurant un passage de part et d'autre dudit panneau 1, soit pour la traversée, par exemple, de câblages, soit encore pour l'écoulement par exemple, des eaux, lorsque le panneau est utilisé en tant que plancher sur un navire ou dans un milieu exposé à l'eau ou à la pluie. Pour souder l'âme 2 sur une des peaux 3, les matériaux dont sont constitués âme et peaux doivent présenter des températures de fusion voisines. II est préférable d'utiliser un même matériau pour réaliser l'ensemble du panneau 1. L'acier s'impose à partir du moment où la tenue en température devient essentielle. L'emploi de l'acier permet d'envisager la réalisation d'un panneau 1 structural résistant mécaniquement à une charge utile même lorsque ledit panneau est soumis, en cas d'incendie, à des températures de 3500 C, la ruine du panneau n'intervenant qu'au dessus de 5000C. Le soudage de l'âme 2 et d'au moins une peau 3 est effectué par une technique choisie parmi le soudage électrique par point, le soudage MAG, MIG, TIG, ou LASER. Ces techniques sont généralement utilisées dans le cas où il y a accessibilité de part et d'autre de l'assemblage de l'âme et de la peau, comme, par exemple, dans la réalisation de panneau 1 structural réalisé à partir d'une peau perforée. Dans une réalisation d'une structure de type sandwich, dans laquelle au moins une seconde peau 3 est associée à l'âme 2 sans accès direct au tube de l'âme 2, la soudure est effectuée par soudage LASER par transparence. Cette technique est nécessaire pour un soudage dans le cas où il n'y a accessibilité que d'un côté de la seconde peau 3. Dans l'exemple de la figure 1, qui concerne un panneau structural dans lequel l'âme est composée de boîtes par exemple de boisson, il est représenté, en coupe, une partie de panneau 1 dans laquelle l'âme 2 comporte des boîtes fermées à chacune de leurs deux extrémités 7. L'assemblage des deux peaux 3 est assuré par la réalisation de bossages 8 dans lesquels s'ajustent les extrémités 7 des boîtes. Avec un panneau selon l'invention, comportant une amélioration de la résistance à une élévation de température, il est possible de souder des pièces additionnelles, directement sur ledit panneau, en n'importe quel point de sa surface, sans détérioration de celui-ci. De plus, un tel panneau peut être soudé sur un support en acier, et du fait du comportement magnétique de l'acier, le panneau sera aisément recyclable. De façon à assurer une protection contre la corrosion du panneau, l'âme 2 et au moins une peau 3 sont en acier galvanisé. Le zinc fond à la température de 4200C environ, de ce fait, un type de brasage peut être réalisé avec le zinc du revêtement. Pour assurer une résistance mécanique à une température supérieure, ou une résistance chimique en milieu corrosif, un autre type de brasage particulier peut être utilisé. Dans un exemple de fabrication d'un panneau, I'âme 2 composée d'éléments cylindriques en forme, soit de boites fermées à au moins une extrémité, soit de boîtes ouvertes à chacune de leurs extrémités, est insérée entre deux peaux 3 non perforées. L'ârne 2 et les peaux 3 sont placées sur le plateau d'une presse à souder. Les paramètres de pression et de passage de courant sont réglés de façon à liquéfier dans les zones de contact de l'âme et des peaux, le zinc ou toute autre brasure. On obtient, par capillarité, des congés de raccordement à grands rayon de courbure, favorables à la dilution des contraintes. Dans le procédé de soudage par résistance, I'échauffement par effet joule se concentre dans les zones à haute résistance électrique, et notamment dans les zones de contact entre l'âme 2 et les peaux 3.D'autres moyens de soudage peuvent être utilisés, comme, par exemple, le remplacement de la presse à souder par un four dont la température est légèrement au dessus de la température de fusion de la brasure. Le four peut être chauffé soit par effet Joule, soit par courant de Foucault. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, représenté successivement sur les figures 2A, 2B, 2C, 2D, on dispose, un réseau d'éléments 5 formé de boîtes ayant une extrémité ouverte, du coté de leur ouverture, sur une première peau 3 dite inférieure et comportant des perforations 9. L'extrémité des boîtes traverse la peau inférieure 3, comme représenté sur la figure 2A. On sertit les boîtes sur la peau 3 par tombée du bord 10 desdites boîtes, ce premier sertissage étant présenté sur la figure 2B. On pose ensuite, comme représenté sur la figure 2C, une seconde peau 3 perforée dite supérieure au-dessus du réseau de boîtes, de façon à faire correspondre les perforations 9 et les extrémités 7 de boîtes, les extrémités 7 desdites boîtes comportant un fond de boîte traversant les perforations 9 .Enfin comme matérialisé sur la figure 2D, les fonds de boites, qui forment un dôme 11 sont écrasés pour obtenir un sertissage dit encore clinchage 12. Dans un autre exemple, représenté sur la figure 3, où l'élément 5 cylindrique est une boîte ouverte à ses deux extrémités 7, les bords 10 des deux extrémités 7 sont rabattues et forment un sertissage. La figure 4 présente un autre exemple de réalisation dans lequel les sertissages sont remplacés par une soudure 13 du bord 10 avec les peaux 3. Parmi les différents avantages de l'invention une caractéristique de l'invention réside en particulier dans la réalisation de panneau structurés dans une technique d'assemblage mécanique par sertissage assurant une résistance mécanique à une élévation de température au delà de 5000 C. II est possible d'insérer un matériau du type laine de roche entre les deux peaux lors d'une réalisation, par exemple, par sertissage, donnant au panneau des caractéristiques phoniques et anti-vibratoires particulières. De manière générale, I'invention réside dans l'utilisation des boîtes issues directement de la production de boîtes de conserve de boisson, produit de très grande série, de faible coût, et protégées contre la corrosion. REVENDICATIONS 1. Panneau structural léger comportant au moins une âme (2) métallique, et au moins deux peaux (3) également métalliques, I'âme étant insérée entre les peaux pour former au moins une structure de type sandwich, caractérisé en ce que l'âme (2) est composée d'éléments (5) cylindriques dont les axes (6) longitudinaux sont orientés sensiblement perpendiculairement au plan tangent des peaux (3), la longueur des éléments (5) correspondant sensiblement à l'épaisseur de l'âme (2). 2. Panneau selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'élément (5) cylindrique est ouvert à ses deux extrémités. 3. Panneau selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'élément (5) cylindrique est fermé à au moins une de ses extrémités. 4. Panneau selon les revendications 1 à 3 caractérisé en ce que l'élément (5) est tubulaire. 5. panneau selon les revendications 1 à 4 caractérisé en ce que l'élément (5) est un corps de boîte de boisson. 6. Panneau selon les revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'au moins une peau (3) est assemblée à l'âme (2) par soudage et/ou par clinchage. 7. Panneau selon les revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le soudage est effectué par une technique choisie parmi le soudage électrique par point, le soudage MAG, MIG, TIG, LASER, le brasage. 8. Panneau selon les revendications 1 à 7 caractérisé en ce que au moins une peau (3) est associée à l'âme (2) par soudage LASER par transparence. 9. Panneau selon les revendications 1 à 8 caractérisé en ce que l'âme (2) et au moins une peau (3) sont en acier galvanisé. 10. Panneau selon la revendication 9 caractérisé en ce que le soudage est effectué par une technique de brasage, le brasage étant assuré par fusion du zinc du revêtement de l'âme (2) et d'au moins une peau (3).