Brevet FR2812269A1 — publié le 20020201

SOUS-ENSEMBLE PREVU POUR REALISER UN FLOTTEUR DE GLISSE SUR EAU L'invention concerne un sous-ensemble prévu pour réaliser un flotteur de glisse sur eau notamment un flotteur de surf. Elle concerne également un flotteur réalisé à partir du sous-ensemble en question. De façon traditionnelle, un flotteur de surf est réalisé à partir d'un pain de mousse, notamment de mousse de polyuréthane qui est formé dans un moule. Le pain de mousse est usiné par rabotage et ponçage sur une faible épaisseur pour personnaliser localement sa forme puis il est revêtu d'une enveloppe en fibres de verre imprégnées de résine qui forme une coque externe de renfort et donne au flotteur sa forme finale. Une décoration et un glaçage donnent au flotter son aspect final. Dans certains cas, le pain de mousse est découpé longitudinalement en deux parties qui sont ensuite collées contre une latte de bois qui renforce sa structure et lui impose une cambrure longitudinale prédéterminée. L'inconvénient d'une telle technique de construction est le poids du flotteur en final. En effet, la mousse est relativement dense, typiquement sa masse volumique est de 50kg/m3. Et il n'est pas possible à priori de diminuer la densité de la mousse sans nuire aux caractéristiques mécaniques du flotteur. Selon une autre technique de construction issue de la planche à voile, on part d'un pain de mousse de densité relativement faible que l'on usine de façon à le mettre en forme. On recouvre ce pain d'une peau en fibres de verre imprégnées de résine. On rapporte autour de ce sous-ensemble une enveloppe de mousse de densité plus élevée. Puis on applique des nappes de fibres de verre imprégnées de résine, afin de former la coque externe. Un tel mode de construction permet un gain de poids d'environ 20% ou plus tout en gardant une bonne rigidité sous les pieds. Toutefois sa mise en oeuvre est relativement complexe. En outre le pain de mousse central est généralement en mousse de polystyrène. Ce matériau a le défaut de prendre l'eau. Il arrive qu'au cours de son existence le flotteur soit heurté contre un récif ou un rocher. Si la coque externe est endommagée, on court le risque d'avoir des infiltrations d'eau qui alourdit le flotteur et qui est particulièrement difficile à évacuer. Enfin, il est connu de réaliser des flotteurs creux avec des peaux sandwich. Ou bien on réalise deux demi-coques qui sont ensuite assemblées entre elles, ou bien on réalise l'ensemble dans un moule fermé avec une vessie interne que l'on gonfle pour pousser et appliquer les peaux sandwich contre les parois du moule. Cette technique de fabrication permet de réaliser des planches légères. Toutefois, il n'est pas possible de personnaliser la forme du flotteur. Dans ce cas la forme de la coque externe dépend exclusivement de la forme du moule. Un but de l'invention est de proposer un sous-ensemble amélioré, qui permet de réaliser des flotteurs de surf plus légers tout en conservant une forme personnalisable ou plus volumineux pour un poids égal. Ce but est atteint par un sous-ensemble structurel qui comprend selon l'invention une coquille interne creuse, qui est recouverte d'une enveloppe en mousse à densité élevée apte à être usinée. Le flotteur est caractérisé par le fait qu'il comprend l'ensemble préalablement défini recouvert d'au moins une nappe en fibres imprégnées de résine. L'invention sera mieux comprise en se référant à la description cidessous et aux dessins en annexe qui lui sont rattachés. La figure 1 est une vue de dessus d'un flotteur de surf. la figure 2 est une vue de côté du flotteur de la figure 1. La figure 3 est une vue en section d'un flotteur réalisé conformément à la technique antérieure. La figure 4 représente le sous-ensemble structurel selon un premier mode de mise en oeuvre de l'invention. La figure 5 est une vue en section transversale du flotteur réalisé à partir du sous- ensemble de la figure 4. La figure 6 représente le même flotteur en coupe longitudinale. La figure 7 est relative à une variante de mise en oeuvre de l'invention. Les figure 8 et 9 montrent deux autres variantes. En se référant aux figures 1 et 2, de façon connue, un flotteur de surf se présente comme une planche allongée avec une partie centrale 2, une spatule avant effilée et légèrement relevée 3, et un talon arrière 4 avec une largeur diminuée et légèrement relevée. De façon traditionnelle, comme le représente la figure 3, le flotteur est réalisé à partir d'un pain de mousse 5, typiquement de la mousse de polyuréthane de densité 50 kg/m3, qui est recouvert d'une nappe 6 de fibres enduites de résine. Habituellement, le pain de mousse est fabriqué en moule, et il est disponible selon différents modèles de longueur, largeur, volume et une cambrure variable. Une fois choisi par le façonnier, le pain de mousse est mis à la forme finale souhaitée par rabotage local sur une faible épaisseur, et ensuite seulement, il reçoit son revêtement externe. Ce revêtement permet d'augmenter les caractéristiques mécaniques de la mousse, et de protéger aussi le pain de mousse. La figure 4 montre en section un sous-ensemble structurel du flotteur selon l'invention, c'est-à-dire le sous-ensemble qui est situé sous le revêtement externe du flotteur final. Selon ce premier mode de mise en oeuvre de l'invention, le sous-ensemble est formé par une coquille interne 7 qui est revêtue d'une enveloppe en mousse 8. La coquille interne est creuse. Il s'agit d'un élément de structure par exemple réalisé en fibres de verre, de carbone ou autre matériau synthétique imprégnées de résine, résine polyester, époxy ou autre. Par exemple, la coquille interne est réalisée avec une épaisseur de 0.15 à 0.2 millimètres ou davantage selon l'usage prévu pour le flotteur et le type de résine utilisé. Dans certains cas et selon le matériau utilisé, l'épaisseur peut atteindre 1 à 2 millimètres. La coquille interne peut 8tre réalisée selon différentes techniques. Par exemple elle est formée autour d'un noyau central en billes de polystyrène collées avec de la colle vinylique qui est ensuite dissoute à l'eau chaude. On peut utiliser d'autres types de mandrin dissoluble ou bien encore d'une vessie gonflable. Selon une autre technique de réalisation, la coquille est réalisée en plusieurs parties assemblées entre elles. Par exemple la coquille peut être réalisée à partir de deux demi- coquilles qui s'emboîtent l'une dans l'autre. Les deux parties sont assemblées par collage ou tout autre moyen approprié. D'autres possibilités existent encore. La coquille 7 peut également être construite en d'autres matériaux que des fibres imprégnées de résine, par exemple en une matière thermoplastique, thermoplastique chargée de fibres, en fibres projetées avec une matrice polyester, en métal embouti ou tout autre matériau à haut module élastique. La coquille est revêtue d'une enveloppe 8. L'enveloppe est en mousse relativement dense, par exemple une mousse de PVC de densité 50 à 70 kg/m3. L'épaisseur de l'enveloppe est déterminée pour permettre un usinage ultérieur de ce sous-ensemble sur cette faible épaisseur tout en ayant en final un sous-ensemble résistant et léger. Par exemple, l'épaisseur est comprise entre 3 et 15 millimètres voire 20 millimètres. Eventuellement, on peut prévoir une épaisseur plus importante le long des bords latéraux et avant / arrière du sous-ensemble, et plus faible sur le dessus et le dessous. On peut également prévoir des épaisseurs différentes sur le dessus et le dessous, sur l'avant et l'arrière. Pour réaliser l'enveloppe en mousse, on vient coller des plaques de mousse que l'on galbe à la forme de la coquille en appliquant une pression, par exemple sous-vide en laissant l'intérieur de la coquille à la pression atmosphérique de façon à ne pas déformer cette coquille. Une variante consiste à placer la coquille au centre d'un moule dans lequel la mousse est injectée, ou encore à couler ou pulvériser cette mousse sur la coquille et la laisser s'expanser à l'air libre. La polymérisation de la mousse assure sa cohésion superficielle avec la coquille. Un primaire peut être appliqué à la surface de la coquille pour améliorer les performances. A la place d'une mousse de PVC, on pourrait utiliser une mousse de polyuréthane ou de polyether imide ou toute autre mousse étanche à l'eau. Le sous-ensemble ainsi réalisé présente l'avantage d'être léger et résistant. En effet, comme la coquille interne 7 est creuse, on obtient une économie de poids significative par rapport à un pain de mousse traditionnel. Elle est plus résistante qu'un pain de mousse traditionnel compte tenu de sa structure, avec la coquille interne et l'enveloppe en mousse relativement dense. Les deux éléments interviennent de façon complémentaire, la coquille par sa résistance propre et par l'effet de coquille fermée, et la mousse par sa résistance propre et l'effet d'étalement des contraintes qu'elle produit à la surface de la coquille et le rôle de noyau dans le sandwich final après apport de la dernière couche superficielle. En outre, grâce au gain de poids précédemment évoqué, on peut choisir une mousse plus résistante et plus dense qu'une mousse traditionnelle tout en conservant un poids nettement inférieur à celui d'un flotteur traditionnel. De plus grâce à la faible épaisseur de mousse utilisée et au soutien de la coquille, on peut renforcer localement la surface sous les pieds par l'addition d'une structure de nid d'abeille (plastique, carton,...) au moment de la réalisation de la mousse. On pourrait aussi utiliser d'autres matériaux de remplissage, tels le bois, ou globalement tout matériau de densité inférieure à 1. Le sous-ensemble peut être usiné de la même façon qu'un pain de mousse traditionnel, selon le désir du façonnier, pourvu que l'épaisseur d'usinage reste inférieure à l'épaisseur de la mousse. Comme pour les pains traditionnels, l'invention prévoit de réaliser plusieurs modèles de sous-ensembles structurels avec une longueur, une largeur un volume et une cambrure variable. Toutefois, on pourra utiliser un même modèle de coquille pour plusieurs modèles de planche, et jouer sur la forme et l'épaisseur de l'enveloppe en mousse pour obtenir les formes finales désirées. Enfin, une fois mis en forme, le sous-ensemble structurel avec sa couche de mousse usinée 8' est prévu pour être recouvert d'une nappe 9 de fibres de verre ou autre enduite de résine, et pour recevoir les opérations de finition de la même façon que pour un flotteur traditionnel. Ceci est représenté en figure 6. Au cours de son utilisation, étant donné que la coquille interne est creuse, un utilisateur aura moins de problème pour évacuer l'eau qui se sera infiltrée le cas échéant à la suite d'un choc grâce en particulier à l'incorporation d'une vis de vidange. A ce sujet, on peut prévoir à l'intérieur de la coquille une vessie gonflée qui réduit la pénétration d'eau à l'intérieur de la coquille. Cette vessie pourra même être gonflée avec un gaz plus léger que l'air, par exemple l'hélium, pour alléger encore la structure. La figure 7 est relative à une variante de mise en oeuvre de l'invention. Selon cette variante, la coquille interne 10 est renforcée par une cloison centrale 11. Une telle cloison est utilisée de façon courante en particulier pour les flotteurs longs, afin de leur donner une cambrure déterminée et une meilleure rigidité longitudinale. Dans le cas présent, la cloison centrale 11 est par exemple en mousse ou en bois. Elle s'étend sur la longueur de la coquille. La coquille 10 est formée autour de cette cloison. Eventuellement, la cloison est bordée de deux couches 13 et 14 de fibres imprégnées de résine, qui se raccordent en continu avec la paroi de la coquille. Comme dans le cas précédent, la coquille 10 est revêtue d'une enveloppe 12 en mousse. La figure 8 est relative à une autre variante, o la paroi supérieure de la coquille 15 est soutenue par une plaque de mousse 16 préalablement galbée. Pour réaliser le sous-ensemble, par exemple, on met en forme la plaque 16 par thermoformage ou toute autre technique appropriée. On réalise dans un premier temps la paroi inférieure de la coquille, sur laquelle on met en place la plaque 16. Ensuite, on termine le façonnage de la coquille en recouvrant la plaque 16 avec la nappe de fibre imprégnée de résine, puis on forme l'enveloppe en mousse 17. Cette plaque 16 améliore la résistance à l'enfoncement de la partie supérieure du sous- ensemble, c'est à dire sous les pieds du surfeur. Selon la variante illustrée en figure 9, la plaque 18 est en deux parties 18a, 18b qui se rejoignent au niveau d'une cloison centrale 19 de même nature que la cloison 11. Comme dans le cas précédent, la coquille 20 est refermée au-dessus de la plaque 18 et l'enveloppe 21 est formée autour de la coquille 20. Naturellement, la présente description n'est donnée qu'à titre indicatif, et l'on pourrait adopter d'autres mises en oeuvre de celle-ci sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. Par exemple on pourrait doubler la coquille interne et donc réaliser un empilage comprenant alternativement des nappes de fibres et des couches de mousse pour le sous ensemble, ou avoir plusieurs cloisons longitudinales, transversales ou autres directions appropriées. En particulier, l'invention pourrait être appliquée pour la construction de flotteurs autres que les flotteurs de surf, par exemple pour des flotteurs de planche à voile, des flotteurs destinés à la nage dans les vagues et globalement, toute pratique nautique ou le flotteur fonctionne majoritairement dans le mode déjaugé. REVENDICATIONS 1- Sous-ensemble structurel prévu pour la réalisation d'un flotteur de glisse sur l'eau, caractérisé par le fait qu'il comprend une coquille interne creuse (7, 10, 15, 20), qui est recouverte d'une enveloppe (8, 12, 18, 21) en mousse à densité élevée apte à être usinée. 2- Sous-ensemble selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la coquille interne (7, 10, 15, 20) est en fibres imprégnées de résine. 3- Sous-ensemble selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la coquille interne (10, 20) est renforcée par une cloison médiane (14, 17) 4- Sous-ensemble selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la paroi supérieure de la coquille interne (15, 20) est soutenue par une plaque (16, 18) galbée située à l'intérieur de la coquille. - Sous-ensemble selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la paroi de la coquille a une épaisseur de 0.1 à 2 millimètres. 6- Sous-ensemble selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'enveloppe est en mousse de PVC de densité 50 à 70 kg/m3. 7- Sous-ensemble selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'enveloppe en mousse est localement renforcée par une structure en nid d'abeille. 8- Sous-ensemble selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'épaisseur de l'enveloppe en mousse est comprise entre 3 et 20 millimètres. 9- Flotteur de glisse sur l'eau ayant sur l'extérieur une nappe (9) de fibres enduites de résine, caractérisé par le fait qu'il comprend sous la nappe de fibres un sous-ensemble réalisé conformément à l'une quelconque des revendications précédentes.