Brevet FR2797222A1 — publié le 20010209

Il existe de nombreux domaines techniques et in dustriels dans lesquels on assemble des éléments en céramique et notamment en céramique réfractaire, par exemple dans le domaine de la fonderie ou l'aéronautique ou la propulsion, par exemple pour former des boucliers thermiques. La présente invention a pour but de développer une technique permettant de réaliser des structures tridimen sionnelles, ajourées, formées d'éléments en céramique et en pierres naturelles, marbre, granit, terre cuite et verre, même pour des formes compliquées, ne permettant pas d'utiliser les techniques du moulage. A cet effet l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que # on réalise un support ayant la forme de la structure avec un retrait correspondant à l'épaisseur des tesselles, # on fait le tracé de la structure sur le support, # on répartit la surface couverte par le tracé en zones dé- moulables ne présentant pas de surface en contre-dépouille, # on revêt la structure d'une couche anti-adhérente par rap port au liant à utiliser, # dans les zones démoulables on assemble les tesselles à plat sur le support suivant le tracé (et en les collant par leurs tranches mais sans assembler entre elles les tessel- les appartenant à des zones différentes, # après prise du liant on démoule les éléments de structure correspondant aux différentes zones réalisées et on les as semble. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de différents exemples de mise en ceuvre du procédé présenté dans les dessins annexés dans lesquels # la figure 1 est une vue en perspective d'un premier exemple de structure tridimensionnelle ajourée réalisable en élé ments de céramique et en pierres naturelles, marbre, gra nit, terre cuite et verre, collés les uns aux autres sur tranche, # les figures 2 à 8 montrent différentes étapes du procédé selon l'invention appliquées à la réalisation d'une struc ture tridimensionnelle de forme complexe. Le procédé selon l'invention sera décrit à l'aide d'un premier exemple schématique représenté à la figure 1, d'une structure tridimensionnelle ajourée formée, de trois volumes géométriques simples, un cylindre circulaire V1, un tronc de cône curviligne V2 et un polyèdre V3. Ces trois vo lumes sont superposés et présentent des parties en contre- dépouille lorsqu'elles sont considérées dans leur ensemble. Dans cette figure très schématique les assembla ges des tesselles par leurs tranches ou chants ne sont repré sentés que par des lignes. Selon l'invention on réalise d'abord un support ayant la forme de l'enveloppe de la structure à fabriquer. Ce support a des dimensions identiques à celles de la structure, diminuées de l'épaisseur des tesselles qui seront assemblées. Sur le support ainsi réalisé, on fait le tracé de la structure. Ce tracé est défini ici par des lignes non ré férencées. Ces lignes seront suivies par les tesselles. Après ce tracé on répartit la surface à couvrir en zones démoulables aussi grandes que possible mais ne pré sentant pas de partie en contre-dépouille. A titre d'exemple on a représenté les zones Zl, Z2, Z3. En fait toute la sur face du support est subdivisée en zones. Puis on revêt le support d'une couche anti- adhérente par rapport au liant utilisé ultérieurement pour coller les tesselles. Ensuite dans chaque zone démoulable on assemble les tesselles, à plat sur le support, en collant les tesselles par leurs tranches sans les coller au support. On laisse prendre le liant et dès que celui-ci a suffisamment pris pour que la liaison soit stable, on enlève les éléments de structure correspondant aux différentes zones Z1, Z2... du support. On peut alors laisser prendre le liant. On peut éga lement assembler dès à présent les différents éléments de structure en les collants les uns aux autres par les tranches de tesselles mitoyennes. Cette façon de procéder permet de bénéficier de la souplesse qu'offrent encore les liaisons du liant non totalement pris, pour faire les adaptations de forme inévitables à l'assemblage des éléments de structure. On laisse prendre le liant assemblant les élé ments de structure et la structure tridimensionnelle est ter minée. Suivant les applications on peut modifier le tra cé sur le support pour réaliser d'autres structures tridimen sionnelles mais correspondant à une famille de même volume. L'invention sera décrite de manière plus dé taillée à l'aide du second exemple de réalisation représenté aux figures 2 à 8. Selon ces figures, la structure tridimensionnelle à réaliser s'appuie sur une forme complexe ne se réduisant pas à des volumes géométriques simples. Selon la figure 2 on construit d'abord le support S ayant la forme de la structure tridimensionnelle ajourée que l'on veut réaliser. Ce support peut être une surface pleine ou creuse, obtenue par exemple par modelage ou usinage d'une ma tière plastique, résine, plâtre. Cette surface présente une finition lisse pour ne pas laisser subsister d'aspérités. L'enveloppe définie par le support S est en retrait de l'épaisseur des tesselles choisies pour réaliser la structure tridimensionnelle ajourée. Il s'agit en général de tesselles d'une épaisseur de quelques millimètres. Une fois la surface de support obtenue, on réa lise sur celle-ci le tracé des lignes de la structure. Il s'agit de lignes L1, L2, Li. Ces lignes qui seront occupées par les tesselles assemblées sur tranches, sont réparties par zones démoulables Z10, Z11 comme celles entourées d'un trait de pointillés sur la figure 3. Après la répartition de toutes les lignes en zo nes démoulables, on revêt la structure d'une couche anti- adhérente par rapport au liant à utiliser pour coller les tesselles. Puis on commence par installer les tesselles, de préférence zone par zone, comme cela a été représenté pour la zone Z10 à la figure 4. Cette zone Z10 est entourée de hachures pour bien être délimitée à la figure. Les tesselles sont collées entre elles le long de leur tranche. Dans cet exemple la zone Z10 est entourée par une ligne continue de tesselles. Cela n'est pas toujours le cas. Après avoir réalisé l'élément de structure ES10 correspondant à cette zone Z10, on peut le dégager du support S (figure 5). Puis on réalise l'assemblage des tesselles cor respondant à une autre zone, par exemple la zone Z11 (figure 6). L'élément de structure ES11 correspondant au tracé de la zone Z11 n'est pas délimité sur tout son contour par une li gne continue de tesselles. I1 y a des branches comme les branches B1, B2, B3 qui sont en porte-à-faux. Après prise au moins partielle du liant de l'élément de structure ES11, on peut l'enlever du support 1. On peut également le laisser en place comme on aurait pu laisser en place l'élément de structure ES10. I1 convient néanmoins de souligner qu'à aucun moment, lorsqu'on réalise les éléments de structure des différentes zones Z10, Z11... on ne colle entre elles des tesselles appartenant à des zones différentes. Ainsi la tranche des tesselles en extrémité des branches B1, B2, B3 ne sont pas collées au moment de la réa lisation des éléments de structure sur les tesselles corres pondant appartenant à la zone Z10. Après démontage des éléments de structure ES1, ES2 comme représenté aux figures 7A, 7B, on peut assembler ces éléments par la tranche des tesselles mitoyennes comme cela apparaît à la figure 8. L'assemblage peut se faire si multanément pour tous les éléments de structure ou au fur et à mesure. Il est intéressant de profiter de la relative souplesse des liaisons des éléments de structure ES1, ES2... lorsque le liant n'a pas encore totalement pris, pour corri ger certains défauts d'assemblage et parfaire l'assemblage. La figure 7C montre le support 1 dont on a enlevé les éléments de structure ES1, ES2, correspondant aux zones Z10, Z11 dont le tracé n'a pas été représenté pour mieux vi sualiser l'enlèvement. Après la réalisation d'une telle structure tridi mensionnelle, on peut utiliser le support pour une structure de même nature avec des tesselles toujours assemblées par leurs tranches. On peut également modifier le tracé de la structure pour réaliser une structure tridimensionnelle de même volume mais de tracé différent ; cela permet ainsi de réaliser des familles de structure tridimensionnelles ajou rées en mosaïque. R E V E N D I C A T I 0 N S 1 ) Procédé de réalisation d'une structure tridimensionnelle ajourée en mosaïque, caractérisé en ce que # on réalise un support (S) ayant la forme de la structure avec un retrait correspondant à l'épaisseur des tesselles, # on fait le tracé (L1, L2, Li) de la structure sur le sup port, # on répartit la surface couverte par le tracé en zones dé- moulables (Z10, Zll) ne présentant pas de surface en con- tre-dépouille, # on revêt la structure d'une couche anti-adhérente par rap port au liant à utiliser, # dans les zones démoulables (Z10, Z11) on assemble les tes- selles à plat sur le support (S) suivant le tracé (L1, L2, Li) et en les collant par leurs tranches mais sans assem bler entre elles les tesselles appartenant à des zones dif férentes, # après prise du liant on démoule les éléments de structure (ES10, ES11) correspondant aux différentes zones réalisées et on les assemble. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on utilise des tesselles en céramique, notamment en céramique réfractaire et des tesselles en pierres naturelles, marbre, granit, terre cuite, verre.