Brevet FR2837746A1 — publié le 20031003

intérieur d'une paroi avant dudit chariot (141). Procédé de fabrication permettant de réaliser, par pression et par dépression en chassant l'air d'un moule, des objets et pièces diverses en trois dimensions, notamment en terre cuite, pour la décoration; les diffcultés à vaincre étant: la texture de la matière, la complexité des reliefs et la fnesse des détails à reproduire. Dans l'état actuel de la technique, la fabrication de pièces et d'objets de céramique notamment de terre cuite, relève de divers procédés de mise en forme de la matière. *Procédé par extrusion et sortie en flières à sections diverses et variées. C'est notamment le procédé le plus usuel pour les carreaux de sol, les briques de construction et de parement, pleines ou alvéolées; les tuiles de couverture et bien d'autres pièces connues et couramment utilisées. *Procédé par moulage dans un réceptacle qu'est le moule de mise en forme, d'une préparation de terre ( à composition dominante argileuse) ayant }5 fait l'objet d'une ou plusieurs étapes de préparation telles que: - le mélange à d'autres ingrédients choisis pour leurs propriétés spécifques comme la couleur, les fonctions physiques, chimiques, thermiques, - la dilution avec une partie aqueuse et donc l'addition d'une quantité plus ou moins élevée d'eau; accompagnée d'un travail mécanique de mélange visant à obtenir la meilleure homogénéité de la matière terre pour qu'elle soit utilisable à divers états de texture. Cette matière ainsi préparée sera utilisable: - dans un état pâteux à structure plus ou moins liée et ferme. _ dans un état toujours pâteux mais ferme, solide et lié, difEcilement malléable, formable, modelable par la seule main de l'homme sans la nécessité de durs efforts physiques. Pour travailler la matière dans ce dernier état, la principale technique connue de l'homme de l'art est l' action mécanique de pression par piston permettant o l'étalement, la découpe, le marquage et l'impression par estarnpage. - dans un état solide à texture bien liée, obtenue par une hydratation plus poussée de la terre qui devient plus facilement malléable, modelable par la main de l'homme. Cette matière est notamment utilisée, sans trop d'efforts physiques dans le procédé de tournage, par les potiers; mais aussi dans le remplissage manuel ou mécanique de moules/matrices, pour la fabrication de pots et récipients de formes diverses, qui ne peuvent être tournés. - dans un état pâteux, homogène, plus ou moins fluide et s'écoulant lentement par gravité, s'étalant plus ou moins vite et fortement; en rapport direct avec o la viscosité. Cette matière permet la mise en _uvre du procédé suivant: *Procédé par coulage avec ce qu'on appelle couramment une préparation de barbotine à couler. Cette technique est utilisée en poteries et terres cuites fabriquées en grandes séries industrielles. L'ensemble du procédé revendiqué, permet de réaliser à partir de terres cuites naturelles (brutes d'extraction, à taux d'humidité de l'ordre de 20 % variant dans une plage à plus ou moins 5 %) des pièces de type: fresques et tableaux, écussons, armoiries, décors pour meubles, décors de construction et habillage d'intérieur, décors en tous genres destinés à de nombreuses utilisations possibles o et imaginables visant à valoriser l'endroit o ils se trouvent. Le procédé revendiqué pour la fabrication de telles pièces comporte en partie ou en totalité les différentes étapes suivantes: i5 D'abord la réalisation d'une première pièce, dite prototype, représentant dans sa forme et son format l'ensemble des motifs en plans et reliefs positifs et négatifs, le tout constituant l'image en trois dimensions à l'échelle 1, de la pièce de terre (non cuite) à fabriquer. La réalisation du prototype ne revêt pas de caractère inventif quant aux techniques utilisées pour l'obtenir et déjà connues. Elle revêt un caractère créatif, d'une pièce unique, imaginée et façonnée par l'auteur, dans un matériau non malléable, suffisamment dur, qui peut être sculpté, modelé, ciselé, perforé, etc.. par des moyens mécaniques; mais de façon préférentielle par la main de l'homme, par le créateur du prototype. Cette pièce prototype ( figure 1) correspondant à l'_uvre à reproduire, permet de réaliser sa contre forme ( donnant l'image miroir des motifs) destinée à constituer la forme réceptacle qu'on appellera le moule de fabrication. o Exemple d'un moule obtenu par thermoformage d'une feuille de plastique genre pvc semi-rigide, en cours de thermoformage ( 1 figure 2) Le moule thermoformé ( figure 3) puis retourné à 180 devient le moule réceptacle ( fgure 4). Il sera micro perforé dans ses parties creuses, pour laisser échapper l'air et notamment pour qu'un effet de vide puisse aspirer la matière ( 1 figure 4) . La face interne du dit moule réceptacle ( 2 fig. 4) reproduit, réfléchit (effet miroir) avec précision et fnesse les détails des lignes et des reliefs créés dans l'_uvre prototype ( f gure 1). L'obtention d'une contre forme de la pièce prototype peut être obtenue avec 4 divers matériaux ( souple, semi-rigide, solide, uniforme, granulaire, dur...) et par diverses techniques, connus à ce jour. Dans le procédé revendiqué,le matériau prétéré sera déformable et transparent. La face interne de la contre forme ( moule réceptacle,) sera de nature anti- adhésive ou préparée comme telle pour son utilisation en fabrication. La forme réceptac l e quand elle s era s oup le ou s emi -ri gide, devra, lors de son utilisation en fabrication de pièces à reproduire, résister sans se déformer, sans se rompre,aux effets de pression et dépression exercés au cours du travail de la matière, laquelle peut être plus ou moins malléable, modelable par la main de l'homme aidée s'il le faut par des moyens mécaniques, pneumatiques ou autres. o La forme réceptacle peut devoir être maintenue de façon non déformable pour les diverses techniques possibles de mise en forme de la matière, selon sa texture ( moulage, modelage, estampage, coulage...). Pour ce faire, le moule réceptacle de fabrication sera placé, logé, supporté et }5 donc retenu du côté de sa face extérieure, dans une contre forme pouvant être faite à partir d'une empreinte de plastique rigide thermoformé ( fgure 5), rigidifiée de façon renforcée en position de réceptacle, c'est à dire retournée à pour recevoir le dit moule de fabrication. Elle sera perforée de la même façon et dans le même but que la forme réceptacle ( 1 figure 6). Cette contre forme ( fgure 6) offrira la résistance nécessaire au bon déroulement du procédé de fabrication. Le pro cédé de fabrication revendiqué c omporte des op érations de préparation de la matière 'terre naturelle' apte à la réalisation de terres cuites, de qualité se réLérant au savoir-faire des métiers de la céramique. Cette matière peut être de qualité naturelle brute d' extraction de carrière ou être prép arée par de s opérations succes sive s, de nettoyage ( filtrage, épurati on par élimination des parties néfastes, tels les cailloux), de mouillage, de mélange, de o brassage, de compactage, de pressage, d'étalement, de texturation mécanique; pour la rendre homogène et assurer sa meilleure liaison. Elle sera ensuite portionnée, dimensionnée, adaptée à l'unité ( poids et volume) de l'objet à fabriquer. ss Le procédé de fabrication revendiqué comporte après le portionnage notamment une opération de laminage qui permet d'étaler, la quantité de matière proportionnée, en une plaque limitée aux dimensions définies pour son utilisation ultérieure. C ette op ération de laminage peut-être évitée si le dim ens ionnement de la 4 plaque de matière est obtenu par le réglage de la largeur et de la hauteur, donc de la surface de section, d'une sortie de filière d'extrusion, complété d'une découpe à la longueur unitaire choisie. -4 Leprocédé de fabrication revendiqué comporte une étape utile mais pouvant être facultative, qui consiste à loger chaque unité de matière ainsi préparée dans un sac plastique de qualité apte à la soudure sous vide. Ainsi, l'unité de matière pourra être enfermée par soudure étanche, sans OU avec un niveau de dépression plus ou moins poussé (- O,là- 1,2 bar) au cours de cette opération d'emballage. La matière ensachée sous vide ( figure 7) sera ainsi, en partie désaérce et l'enveloppe plastique, maintenue étanche, auto-pressera la matière sur elle même; ce qui contribuera à améliorer sa liaison. o L'unité de matière pourra être facilement travaillée à la main de façon très propre, pour l'utilisateur. Dans cet état, la matière pourra être conservée, reportée durablement dans le temps avant son utilisation fmale, sans qu'il y ait de risque de dessiccation. Elle pourra aussi être facilement conditionnée, transportée, entreposée pour être is négociée et commercialisée en tant que matière semi-ouvrée prête à l'emploi. Elle pourra être garantie par le fournisseur à son utilisateur fnal (la qualité, le contrôle de définition et de conservation de cette matière étant mâîtrisable et à la portée, notamment du fournisseur). Les matrices et matériels crées pour défnir l'objet étant obtenus; la matière défnie, préparée pour la réalisation de l'objet et la technique de mise en forme de cette matière étant choisie; l'opération de fabrication de l'objet dans la matière terre, peut commencer. Le procédé revendiqué comporte une étape d'enduction fne et généralisée, sur la face interne du moule réceptacle, d'une phase aqueuse ou d'une phase grasse destinée à remplir une fonction anti-adhésive de la matière qui viendra s ' appliquer en contact intime sur l' ensemble de la surface développée interne du moule de fabrication. I1 est possible de pouvoir nuancer le nature, la composition de la matière, le visuel de la pièce fnie, perceptible avant et après sa cuisson; en réalisant une opération d'impression. Cela consiste à déposer, sur la surface de façon généralisée mais préférentiellement sur des surfaces choisies bien délimitées, et de façon organisée; en une ou plusieurs opérations successives, une quantité très faible ( 0,.01 à 1 %) de matière autre que celle de base. Autant d'opérations sont nécessaires qu'il y a de nuances choisies et, réparties complémentairement entre elles sur des surfaces choisies et elles-mêmes complémentaires. 0 C'est l'ensemble,des surfaces nuancées de façon variée et de la surface non imprimée et non enduite qui reste intégralement dans la matière de base, qui constitue le visuel nuancé d'aspect et de couleurs, l'image en trois dimensions de la pièce fnie. -5 La matière d'impression utilisée dans les opérations successives, est à chaque fois différente. Elle peut se présenter sous forme d'une poudre bien sèche qui sera dispersée par gravité ou sous forme d'un liquide aqueux qui, dans ce cas, sera dispersé préférentiellement par projection ou par pulvérisation. s L'opération d'impression est réalisée avec l'aide de matériels confectionnés pour cet usage. I1 y aura autant de caches amovibles comportant des lumières (évidements dégageant l'accès direct à la surface à imprimer) qu'il y a de surfaces choisies ou groupe de surfaces à nuancer différemment ( 1 fgure 8). o La matière d' impression, distribuée sous forme de poudre sèche, aura une composition de nature cohérente, compatible et donc en partie identique à celle de la matière de base ( hors mis l'humidité). C'est l'autre partie ( simple ou composée) qui assurera l'impression et apportera la nuance. s L'impression sera possible grâce aux éléments conjugués suivants: - La face interne du moule réceptacle comporte notamment une fine pellicule anti-adhésive de la matière de base, mais dont le pouvoir adhésif, pour la poudre d'impression, s'avérera utile pour retenir (le temps de l'opération de moulage) la poudre distribuée, répartie sur les diverses surfaces (1 figure 8). L'excès de poudre distribuée, non adhérente sera éliminé par simple retournement à 180 du moule réceptacle, après avoir évacué le cache d'impression; lequel supporte une partie de poudre qui sera récupérée. _ Le caractère hydrophile dela poudre d'impression permettraàcelle-ci ( quand la matière de base moulée à la forme et aux reliefs du moule / réceptacle sera en contact intime avec cette dite poudre d' impression) de s'accrocher à la matière de base pour s'hydrater. Au démoul age de la pièce fabri quée, s eule la pellicule anti- adhé sive, so notamment grasse,subsistera sur la surface du moule. Elle aura joué son rôle d'écran entre la pièce et le moule. Le moule de fabrication, ainsi préparé par les opérations précédemment mentionnées, est logé dans la contre forme, rigidifiée, non déformable (fig. 9); ss Les deux réunis constituent l'ensemble de fabrication réceptacle rigide; le tout est logé, supporté dans un caisson à fermeture étanche (1 figure 9),dans lequel pourra s'exercer une dépression à l'aide d'une pompe à vide ( 2 fgure 9). Dans l'opération suivante ( figure 10), la plaque de matière unitaire, débarrassée de son enveloppe plastique quand elle existe, est posée sur le moule 4 de fabrication; elle recouvre ainsi l'ensemble de la surface du réceptacle. Dans l'opération suivante ( 1 figure 11), une feuille de plastique souple, étanche, est placée au dessus de la matière. Les dimensions et la surface de cette feuille sont telles que celle-ci recouvre en débordant, l'ensemble de la surface du caisson contenant le moule et le contre moule. -6 Au dessus de cet ensemble3 un cadre de verrouillage (2 fgure 11) vient s'abaisser et s3appuyer intimement sur le périmètre du caisson proprement dit ( 3 figure 11). Son rôle est d'assurer une étanchéité suffisante quand il y aura dépression dans le caisson. Le contour plan du moule/ réceptacle se trouvera pincé en même temps que la feuille de plastique s oup le, dans c ette opération de verro uill age du caisson. Ainsi l'ensemble contenu dans le caisson sous la feuille plastique,se trouvera soumis à la dépression exercée ( 7 fig. 12). L'opération de mise en forme de la matière,sous l'eet du vide, va commencer. La matière, en partie aspirée par le vide,grâce aux perforations faites dans le moule et le contre moule (3 fig.9) va se rapprocher avec plus ou moins de difficultés }5 ( cela en fonction des caractéristiques de texture de cette matière, de la surface développée interne du moule),vers ses reliefs, en trois dimensions (4 figure 12). La déformation de la matière ira jusqu'à ce qu'on obtienne le contact intime entre celle-ci et l'ensemble de la surface développée interne du moule de fabrication. La matière sera ainsi façonnée à l'image du prototype. Dans la pratique, ce résultat est obtenu en s'aidant d'un effet de pression : d'une part, par voie de conséquence de la feuille de plastique qui se trouve elle- même tirée vers le bas,sous l'effet de la dépression;aidant ainsi l'entrâînement de la matière vers le bas. : d' autre part, sous l' action de pressions complémentaires ( manuelles exercées par l'opérateur, mécaniques par effet de piston ou encore pnenmatiques), s'appliquant au dessus du film plastique,du système en place (8 fig. 12) Au cours de l'opération de fabrication et notamment à ce- stade, la qualité de réalisation de la pièce,peut être facilement contr81ée. La principale condition pour ce faire est que- le moule de fabrication soit dans un matériau parfaitement transparent, au contact de la matière. Ainsi en déverrouillant le caisson, puis en soulevant le moule de fabrication,un contrôle visuel est possible par le dessous. Là o seront constatées les insuffisances de résultat, il sera nécessaire, dans la poursuite de l' opération de continuer à coujuguer, l' effet tirage par dépression vers le bas avec l'effet piston par pression sur le haut; notamment aux endroits les plus difficiles. A ce stade, la mise en forme en trois dimensions,de la plaque de matière aura entra^né la déformation de cette plaque simultanément sur ses deux faces. Il est donc nécessaire,là encore,de déverrouiller le caisson, de lever la feuille 4 de plastique ( 1 figure 13) pour répartir, égaliser la matière de la face supérieure ( laquelle reste accessible) jusqu'à l'obtention d'une surface plane de cette face. I1 peut être indispensable de déplacer de la matière voire d' en rapporter, (2 fig. 13) pour rattraper le même niveau que celui du périmètre plan, du moule de fabrication. -7 Un dernier contrôle visuel de la qualité de réalisation peut être effectué avant l'arrêt des opérations de moulage / modelage / façonnage. Le résultat étant jugé satisfaisant, le moule de fabrication avec la pièce contenue dans ce moule, sera sorti de l'ensemble du système, notamment du contre s moule pour être retourné sur lui-même, à 180 ( figure 14) au dessus d'un plateau et permettre ainsi le démoulage de la pièce ( fgure 15). La pièce est déposée ( côté face plane) sur le plateau ( 1 figure 15); le moule réceptacle sera délicatement, lentement soulevé ( 2 figure 15) en commençant o notamment par l'une de ses extrémités afin de décoller progressivement la face interne du moule,de la face en relief de la pièce, qui vient d'être reproduite à l'image du prototype. La pièce ainsi obtenue n'est pas exposée directement à l'air ambiant qui pourrait }5 s'avérer kop asséchant; sanf à ce qu'elle soit placée dans une enceinte,dont le taux d'humidité serait adapté et maîtrisé, la pièce restera coiffée du moule de fabrication pendant un temps pouvant aller jusqu'à 24 heures. Le report de démoulage et l'ensemble restant en position,non retourné, peut dans certains cas s'envisager. Il est important qu'une ambiance humide, subsiste pour un temps, à la surface de la pièce imprimée, notamment pour permettre une bonne hydratation de la poudre d'impression. Dans le procédé de fabrication revendiqué,l'opération de séchage des pièces, lente ou accélérée, devra se faire sans avoir la possibilité d'un retournement de la pièce,d'une face à l'autre. La pièce ainsi fabriquée et démoulée, dans son état frais ou après un séchage plus ou moins poussé, avant d'être mise en cuisson, pourra recevoir, sur sa face o en relief ( face supérieure), un complément de matières de décoration notamment,un mélange/barbotine de terres naturelles destiné à nnancer l'aspect, le visuel,de la pièce finie. Ces matières de décoration pourront être appliquées à la façon d'un peintre " main, spatule, pinceau.. " (3 fig. 15). La pièce -pourra aussi recevoir, notamment par pulvérisation, généralisée ou de façon nuancée par zones, des agents de décoration tels que les émaux ou d'autres matières et selon les techniques connues de l'homme de l'art. Des supports pour la pièce produite ( l'un adapté aux exigences du séchage, l'autre adapté aux exigences de la cuisson), devront être choisis, conçus, pour chacune des opérations restant à conduire, avant de pouvoir obtenir la pièce définitivement terminée. -8 REVENDICATIONS l)Procédé de fabrication d'objets et de pièces diverses pour la décoration réalisés en trois dimensions,3D, notamment en terre pour terre cuite, caractérisé par une suite d'opérations spécifiques: -fabrication du prototype (fig. 1) puis du moule réceptacle de fabrication s ( fig. 3 et 4) et d'un support rigidifié ( fig. 6) -préparation de la matière terre en plaque unitaire dimensionnce à la surface plane du réceptacle ( fig. 7). -mise en place du tout ( fig. 10),sur un support caisson à fermeture étanche ( 2 et 3 fig. 1 1). o -utilisation d'une feuille souple assurant l'étanchéité de l'ensemble (1 fig. 11). 2) Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moule réceptacle de fabrication est finement multi-perforé, notamment dans les creux (1 fig. 4 et 3 fig. 9). s 3) Procédé de fabrication selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la matière est déformée, moulée ( 4 fig. 12) par l'effet des forces exercées résultant d'une dépression par le vide d'air ( 7 fig. 12) coujuguée à une pression complémentaire par le haut ( 8 fig 12). 4) Procédé de fabrication selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la matière est déformée, est moulée ( 4 fig. 12) par l'effet des forces exercées résultant des seules pressions mécaniques ou pneumatiques, par le haut (8 fig, 12), ) Procédé de fabrication selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la matière est moulée par écoulement, du fait de sa texture et de sa densité, notamment dans les creux comportant de fines perforations ( 2 fig. 12). so 6) Procédé de fabrication selon les revendications 1 et 2, caractérisé par la fabrication d'un moule réceptacle ( fig. 4) dans une matière déformable ( 1 fig. 2) et tranparente au contact de la matière à mouler. 7) Procédé de fabrication selon les revendications 1, 2 et 6, caractérisé par la ss propriété anti-adhésive de la face interne du moule; propriété par nature ou rendue telle par enduction ( 2 fig. 4). 8) Procédé de fabrication selon les revendications 1,2 et 6, caractérisé par l'impression de la face interne du moule réceptacle, par projection ou par poudrage (1 fig. 8). 9) Procédé de fabrication selon les revendications 1,3,4,5 et 8, caractérisé par le fait que la pièce terre ainsi fabriquée, démoulée; frâîche ou partiellement séchée, reçoit un complément de matière de décoration ' terres naturelles ', à la façon d'un peintre " main, spatule, pinceau " (3 fig. 15). o 10) Plaque en terre destinée à la terre cuite, pour la mise en _uvre du procédé selon l'une quelcouque des revendications précédentes, caractérisée en cequ'elle estconstituée d'un plaque unitaire