Brevet FR2814218A1 — publié le 20020322

La présente invention concerne une structure déployable. Dans de nombreux domaines, il s'avère souhaitable de pouvoir disposer de structures susceptibles d'être déployées aisément et rapidement pour former un élément rigide, à partir d'une configuration de stockage de faible volume. On peut citer par exemple et non limitativement les domaines des barrières de sécurité ou encore des structures support, par exemple structure d'antenne ou support de toile ou panneau réflecteur, dans lesquels la présente invention peut en particulier trouver application. De nombreuses recherches ou propositions ont été faites dans le domaine des structures déployables. A titre d'exemple non limitatif, on pourra se référer aux documents FR 1 595 698, FR 2 298 199 et FR 2 433 090. Les structures ainsi proposées ne donnent pas totalement satisfaction. La présente invention a pour but de perfectionner les structures déployables connues. La présente invention a en particulier pour but de proposer une nouvelle structure apte à former une poutre rectiligne présentant une bonne rigidité et pouvant se stocker dans un volume limité. Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à une structure tubulaire allongée en matériau élastique de faible épaisseur de paroi présentant une section droite fermée, apte à être aplanie et enroulée sur elle-même en position de stockage. Selon un mode de réalisation avantageux, la structure tubulaire est généralement rectiligne. En variante cependant elle peut ne pas être rectiligne, mais par exemple incurvée ou autre. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, le dispositif est formé à partir de deux coquilles allongées reliées le long de deux bordures longitudinales. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, les deux bordures de jonction des coquilles sont coplanaires. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, l'élément tubulaire possède une section droite de forme générale oblongue, au repos. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, l'épaisseur e de la paroi de l'élément tubulaire est telle que le rapport e/r est inférieur ou égal au rapport cre/E, r désignant le rayon de courbure de la paroi de l'élément tubulaire au repos, ce désignant la limite élastique de résistance du matériau et E désignant le module d'élasticité longitudinal. Ainsi de préférence elr est du même ordre de grandeur que le rapport oe/E, sans toutefois dépasser celui-ci. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard de dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs sur lesquels : - la figure 1 représente une vue schématique partielle en perspective d'un tube conforme à la présente invention en position déployée, - la figure 2 représente une vue du même tube en position partiellement enroulée, et - la figure 3 représente schématiquement, en perspective, une variante de réalisation du tube conforme à l'invention. On aperçoit sur la figure annexée une structure déployable 10 conforme à la présente invention formée d'un tube allongé de section droite fermé. Selon le mode de réalisation préférentiel représenté sur la figure 1, le tube 10 est formé à partir de deux coquilles symétriques 12,14. Chaque coquille 12,14 comprend une partie centrale 13 en forme de calotte incurvée, de préférence cylindrique, convexe vers l'extérieur et deux bordures longitudinales 15,16 coplanaires. Les deux coquilles 12,14 sont reliées par l'intermédiaire de leurs bordures 15,16, rendues mutuellement adjacentes deux à deux. A titre d'exemple non limitatif : - la largeur du tube 10 à l'état aplati est de l'ordre de 3 cm, - la largeur des bordures 15,16 est de l'ordre de 3 à 4 mm, - le rayon de courbure de la calotte 13, dans l'état déployé tel qu'illustré sur la figure 1 est de l'ordre de 17 mm, et - l'épaisseur de paroi composant le tube 10 est de l'ordre de 50 à 100um. Le tube 10 est réalisé de préférence en métal, très préférentiellement à base de bronze béryllium ou acier ou titane. Les bordures 15,16 des deux coquilles 12,14 peuvent être reliées par tout moyen approprié par exemple par soudure, collage, rivetage ou équivalent. En variante, le tube 10 peut être réalisé à base de matériau plastique, préférentiellement de matériau composite intégrant des fibres de verre ou carbone ou aramide. Comme on le voit à l'examen comparé des figures 1 et 2 en position de stockage, le tube 10 peut être aplani dans sa section et enroulé sur lui-même autour d'un axe 0-0 orthogonal à sa direction longitudinale 17. Ainsi, en position de stockage, le tube occupe un volume réduit. Cependant, lorsqu'il est relâché, le tube 10 peut être déployé à l'état rectiligne comme illustré sur la figure 1. Et grâce à la section droite fermée convexe vers l'extérieur qu'il présente alors, le tube 10 présente une bonne rigidité, notamment à l'égard d'efforts opérés dans le plan des bordures de liaison 15,16. Le cas échéant, le déploiement du tube 10 peut être facilité et accéléré à l'aide d'une source de fluide sous pression reliée sélectivement avec le volume interne de la structure. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient ainsi d'être décrit mais s'étend à toute variante conforme à son esprit. En particulier, la présente invention s'applique également à des structures de tube unitaire, c'est-à-dire formées à partir d'un même élément sur toute sa périphérie et non pas par assemblage de deux coquilles comme décrit précédemment. Dans ce contexte, de préférence, et notamment lorsque le dispositif est réalisé à partir d'un tube présentant initialement une section droite cylindrique de révolution, le matériau est recuit dans une position semi-aplanie correspondant à sa section droite recherchée à l'état déployé afin d'améliorer l'élasticité et faciliter la récupération de cette forme après enroulement autour de l'axe 0-0. Selon encore une autre variante, le tube 10 conforme à l'invention peut être formé par assemblage de deux coquilles à base de matériaux respectivement différents ou encore à base de deux coquilles présentant entre elles des géométries différentes. Dans le cas d'une réalisation à base de matériau plastique ou composite, de préférence le tube 10 est formé par assemblage de deux coquilles précédemment conformées sur un moule puis ultérieurement collées entre elles. Selon encore une autre variante, le tube 10 peut être réalisé par extrusion à travers une filière de section recherchée. Dans le cadre de la présente invention, on peut assembler des tubes 10 multiples selon des directions différentes pour former une structure complexe. Cette disposition peut trouver par exemple application dans une structure support d'antenne. Par ailleurs, on notera que dans le cadre de la présente invention, on peut assurer un pliage du tube 10 selon un ou plusieurs pli (s) orthogonal ou non à la direction longitudinale 17 pour assurer alors un changement de direction du tube, selon l'application recherchée. On a représenté sur la figure 3 une autre variante de géométrie de section droite susceptible d'être retenue dans le cadre de la présente invention selon la rigidité recherchée à l'état déployé de l'élément tubulaire. Selon cette variante, la partie centrale 13 de chaque coquille 12,14 a la forme générale d'un C resserré à bords convergents, prolongé sur l'extérieur par les deux bordures de liaison 15,16 comme décrit précédemment. Selon une autre variante conforme à la présente invention, l'élément tubulaire 10 peut être réalisé au point partiellement en matériau à mémoire de forme. Typiquement l'une des deux coquilles 12,14 au moins peut ainsi être réalisée en matériau à mémoire de forme, en présentant un état de repos qui correspond à la position déployée du système, de sorte que cette coquille joue le rôle de moteur pour le déploiement. Le cas échéant l'élément tubulaire peut contenir une composition pyrotechnique adaptée pour activer le matériau à mémoire de forme. Avantageusement cette composition pyrotechnique peut être conditionnée sous forme d'une feuille ce qui facilite son insertion dans l'élément tubulaire. REVENDICATIONS 1. Structure déployable, caractérisée par le fait qu'elle comprend un élément tubulaire allongé (10) en matériau élastique de faible épaisseur de paroi présentant une section droite fermée, apte à être aplanie et enroulée sur elle-même en position de stockage. 2. Structure selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle est constituée de deux coquilles allongées (12,14) reliées le long de deux bordures longitudinales (15,16). 3. Structure selon la revendication 2, caractérisée par le fait que les deux bordures de jonction (15,16) sont coplanaires. 4. Structure selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée par le fait que les deux coquilles (12,14) sont symétriques. 5. Structure selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que l'élément tubulaire est formé par assemblage de deux coquilles (12, 14) comprenant chacune une partie centrale (13) en forme de calotte incurvée prolongée par deux bordures coplanaires (15,16). 6. Structure selon la revendication 5, caractérisée par le fait que la partie centrale incurvée (13) est formée d'une calotte cylindrique. 7. Structure selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que la calotte centrale (13) a un rayon de courbure de l'ordre de 17 mm. 8. Structure selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'élément tubulaire (10) est formé d'un tube unique. 9. Structure selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée par le fait qu'elle est réalisée à base de métal. 10. Structure selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée par le fait qu'elle est réalisée à base d'un métal compris dans le groupe comprenant le bronze béryllium, l'acier et le titane. 11. Structure selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée par le fait qu'elle est réalisée à base de matière plastique. 12. Structure selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisée par le fait qu'elle est réalisée à base d'un matériau composite comprenant des fibres choisies dans le groupe comprenant les fibres de verre, de carbone ou d'aramide. 13. Structure selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisée par le fait qu'elle est formée d'un élément tubulaire recuit sous sa forme de repos recherchée à l'état déployé. 14. Structure selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisée par le fait qu'elle est formée de deux coquilles (12,14) en matériau différent. 15. Structure selon l'une des revendications 1 à 3,5 à 14, caractérisée par le fait qu'elle est réalisée par assemblage de deux coquilles (12,14) de géométrie différente. 16. Structure selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisée par le fait qu'elle est formée de deux coquilles (12,14) moulées séparément puis assemblées. 17. Structure selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle est réalisée par extrusion à travers une filière de section adéquate. 18. Structure selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisée par le fait qu'elle comprend en outre un générateur de fluide susceptible de gonfler la structure pour déployer celle-ci. 19. Structure caractérisée par le fait qu'elle comprend de multiples éléments tubulaires (10) orientés dans des directions différentes. 20. Structure selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisée par le fait qu'elle comprend au moins un élément tubulaire (10) présentant au moins une ligne de pliage orthogonale ou non à sa direction longitudinale (17) de sorte que l'élément à l'état déployé présente un changement de direction. 21. Structure selon l'une des revendications 1 à 20, caractérisée par le fait que l'élément tubulaire (10) possède une section droite de forme générale oblongue, au repos. 22. Structure selon l'une des revendications 1 à 21, caractérisée par le fait que l'élément tubulaire (10) est généralement rectiligne au repos. 23. Structure selon l'une des revendications 1 à 22, caractérisée par le fait que l'épaisseur e de la paroi de l'élément tubulaire est telle que le rapport e/r est inférieur ou égal au rapport oe/E, r désignant le rayon de courbure de la paroi de l'élément tubulaire au repos, oe désignant la limite élastique de résistance du matériau et E désignant le module d'élasticité longitudinal. 24. Structure selon l'une des revendications 1 à 23, caractérisée par le fait que l'élément tubulaire (10) est réalisé au point partiellement en matériau à mémoire de forme. 25. Structure selon l'une des revendications 1 à 24, caractérisée par le fait que l'élément tubulaire (10) contient une composition pyrotechnique adaptée pour activer un matériau à mémoire de forme composant l'élément tubulaire. 26. Application d'une structure conforme à l'une des revendications 1 à 25 pour la réalisation de barrières de sécurité ou de structure support.