Brevet FR2852337A1 — publié le 20040917

La présente invention concerne une structure rigide destinée à construire des sphères totales ou partielles à partir d'éléments simples s'assemblant facilement. La forme sphérique est exploitée à différentes échelles pour de nombreuses applications telles que ballons, conteneurs, dômes ou bulbes de bâtiments voire hall d'expositions démontables, etc. Ainsi, depuis très longtemps, diverses technologies furent utilisées, créant des sphères plus ou moins régulières et plus ou moins simples à monter. La structure selon l'invention permet d'obtenir des sphères très régulières constituées de triangles de seulement deux types presque semblables s'assemblant selon seulement deux modes. Ces sphères peuvent avoir des dimensions très différentes, tout en conservant la même structure de base dont il suffit 10 de dimensionner les éléments proportionnellement à la taille de la sphère à construire. Les caractéristiques de cette structure sont simples mais doivent être strictement respectées. La structure sphérique totale est constituée de 80 triangles à savoir 20 triangles équilatéraux (TE) dont les côtés CI ont pour dimension le rayon de la sphère multiplié par 0,638 et 60 triangles isocèles (TI) dont un côté est CI et les deux autres côtés C2 qui ont pour dimension le rayon de la sphère multiplié par 0,57. 1 5 Cette structure sphérique totale comporte 12 sommets de type S 5 regroupant cinq triangles isocèles (TI) et 30 sommets de type S 6 regroupant quatre triangles isocèles (TI) et deux triangles équilatéraux (TE). Cette structure comporte ainsi 120 arrêtes ou segments à savoir 60 arrêtes Cl et 60 arrêtes C2. Ces segments Cl et C2 sont assemblés entre eux par deux types de blocs de fixation: 12 blocs de type S 5 et 30 blocs de types S 6. Ces blocs de fixation selon un mode particulier de réalisation peuvent être 2 0 constitués de deux plaques embouties qui fixent entre elles les extrémités des segments CI et C2 suivant des angles précis. Des boulons (b) traversant les extrémités de ces segments peuvent être utilisés pour assembler entre elles les deux plaques embouties constituant les blocs, mais bien d'autres systèmes de fixation peuvent être utilisés dès lors qu'ils assurent les mêmes fonctions d'assemblage rigide, Ainsi 12 blocs S 5 constituent les douze sommets S 5 et assemblent de façon rigide les extrémités de 5 2 5 segments C2 selon des angles de 68 donc sur une surface bombée, non plane puisque 5 fois 68 = 340' au lieu de 3600. Trente blocs de fixation S 6 constituant les sommets S 6 assemblent les extrémités de 4 segments Cl selon des angles de 60 entre eux et 2 segments C2 l'un en face de l'autre, séparés des segments Cl par un angle de 56 . Ces 30 blocs S 6 ont eux aussi une surface bombée puisque 56 + 600+ 56 + 56 + 60 + 56 = 3440 au lieu de 360 pour avoir une surface plane. Les deux extrémités de chaque segment sont identiques entre elles mais les extrémités de Cl sont différentes de celles de C2 afin d'éviter des erreurs de montage. Ainsi les blocs S 5 comportent cinq points de fixation identiques adaptés aux segments C2. Les blocs S 6 comportent deux points adaptés aux extrémités des segments C2 et quatre points identiques de fixation adaptés aux extrémités des segments CI. Les segments sont donc pris en sandwich entre les deux plaques bombées. Il pourrait être intéressant 3 5 de préfixer des boulons (b) sur une des deux plaques à savoir préférentiellement la plaque extérieure afin d'éviter que les écrous fassent saillie contre la peau de la sphère. Les trous de passage de ces boulons - 2 au travers de la plaque interne à la sphère seront oblonds puisque les boulons ne seront pas parallèles entre eux. Les segments Cl et C2 peuvent être faits de métal, de matériaux composites ou autres. Ce peut être des barres en T, des barres en U, des tubes de section carrée ou ronde selon les applications et les 5 dimensions de la sphère; Ils peuvent être droits ou courbes selon le rayon de courbure de la surface sphérique. Leurs extrémités peuvent être écrasées, repliées, coupées en biais ou en pointe afin de différencier les C1 et les C2. Leurs extrémités peuvent être percées au centre, sur les bords ou à des distances différentes du bout pour pouvoir s'embrocher sur les boulons (b) d'assemblage des deux plaques embouties constituant les blocs. 1 o Les dessins annexés illustrent l'invention: La figure 1 le mode de répartition des triangles isocèles (TI) et des triangles équilatéraux (TE) constitués par l'assemblages des éléments d'arrêtes Cl et C2 autour des plaques de fixation des sommets S5 et S6. La figure 2 représente une plaque de fixation S6 regroupant de manière rigide deux segments C2 et quatre segments Cl. 1 5 La figure 3 montre une coupe par le centre de ce point de fixation S6 prenant en sandwich les segments entre la plaque externe et la plaque interne bloquée par des boulons (b) solidaires de la plaque externe et des écrous du coté interne. La figure 4 montre en superposition un triangle TE constitué de trois segments identiques Cl et un triangle TI constitué d'un segment C1 et de deux segments C2. 2 0 La figure 5 représente un élément de fixation de sommet S5 regroupant de façon rigide cinq segments identiques C2. En référence à ces dessins, la structure comporte pour une sphère totale, 80 triangles à savoir 20 triangles équilatéraux (TE) constitués de trois segments C1 avec évidemment des angles de 60 et 60 triangles isocèles (TI) constitués de deux segments C2 séparés par un angle de 68 et un segments Cl 2 5 assemblé aux deux autres par des angles de 560. Cette structure comporte 42 sommets à savoir 12 sommets S 5 matérialisés par les douze blocs de fixation destinés à fixer 5 segments C2 selon des angles de 68 et 30 sommets S 6 matérialisés par les 30 blocs de fixation S 6 assemblant 4 segments Cl et 2 C2. Les 60 segments Cl ont une longueur correspondant au rayon de la sphère multiplié par 0,638 et les segments C2 ont une longueur correspondant au rayon de la sphère multiplié par 0, 57. A titre d'exemple chiffré prenons le cas d'une sphère de rayon = 10 (cm, dm ou m,) sa surface totale sera de 4nR2 soit: 1256,64. La surface moyenne d'un triangle sera de 1256,64 / 80 = 15,70 C1 = R x 0,638 = 6,38 etC2=RxO 0,57 = 5,7 Nous obtenons 20 triangles équilatéraux (TE) de surface 17,625 soit au total: 352,5 et 60 triangles isocèles (TI) de surface: 15,075 chacun soit au total: 904,46 ce qui représente une surface globale pour les 80 triangles de 352,5 + 904,46 = 1256,96 pour une surface sphérique théorique de 1256,64 Cette structure en fonction de son application et de ses dimensions peut être recouverte d'un textile technique adapté type bâche de camion ou autre. Elle peut être recouverte de triangles aux bonnes dimensions en matériaux divers. Mais surtout cette structure pourra le plus souvent constituer une sphère partielle à savoir une demi-sphère de 40 triangles, ou 3/4 de sphère de 60 triangles ou un dôme de 75 5 triangles ou encore une simple calotte sphérique de 20 triangles voire même éventuellement un secteur sphérique de 20 ou 40 triangles. Les applications sont innombrables selon les dimensions et les matériaux utilisés. Cette structure peut servir à faire des conteneurs, des abris de jardins, des kiosques, des halls d'expositions, des endroits abrités pour des fêtes champêtres, des dômes, des bulbes ou des couvertures originales pour des 1 O bâtiments. Cette structure se prêtant à toutes les dimensions, sa facilité de montage et de démontage, sa solidité, sa légèreté et sa compacité indispensable pour les transports et le stockage en font la structure idéale de location pour d'innombrables occasions. REVENDICATIONS 1) Structure pour construction sphérique caractérisée en ce qu'elle est constituée de triangles de seulement deux types s'assemblant autour de deux types de sommets S5 et S6, selon seulement deux modes d'assemblage. 2) Structure pour construction sphérique selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle est 5 constituée de 80 triangles, à savoir 20 triangles équilatéraux (TE) dont les côtés CI ont pour dimension le rayon de la sphère multiplié par 0,638 et 60 triangles isocèles (TI) dont un côté est Cl et les deux autres côtés C2 qui ont pour dimension le rayon de la sphère multiplié par 0,57. 3) Structure sphérique caractérisée selon la revendication 1 en ce qu'elle comporte 12 sommets de type S 5 regroupant cinq triangles isocèles (TI) et 30 sommets de type S 6 regroupant quatre triangles - 0 isocèles (1I) et deux éequilatéraux (TE). 4) Structure sphérique, selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte 120 arrêtes ou segments à savoir 60 arrêtes CI et 60 arrtes C2. 5) Structure pour construction sphérique selon la revendication 2 caractérisée en ce que les deux modes d'assemblage sont deux types de blocs de fixation constitués de deux plaques embouties 15 enserrant les extrémités des segments C1 et C2 à savoir 12 blocs de type S 5 et 30 blocs de types S 6. Ainsi 12 blocs S 5 constituent les douze sommets S 5 et assemblent de façon rigide Jes extrémités de 5 segments C2 selon des angles de 68 donc sur une surface bombée, non plane puisque 5 fois 68 = 3400 au lieu de 3600. Les trente blocs de fixation S 6 constituant les sommets S 6 assemblent les extrémités de 4 segments C1 selon des angles de 60e entre eux et 2 segments C2 l'un en face de J'autre, séparés 2 0 des segments Cl par un angle de 56 . Ces 30 blocs S 6 ont eux aussi une surface bombée puisque 56 + 60 '+ 56 + 56 + 60 *+ 56 = 344 au lieu de 360 pour avoir une surface plane. 6) Structure pour construction sphérique selon la revendication 2, caractérisée en ce que Jes deux extrémités de chaque segment sont identiques entre elles mais les extrémités de Cl sont différentes de celles de C2 afin d'éviter des erreurs de montage. 2 5 7) Structure pour construction sphérique, selon la revendication 5, caractérisée en ce que les blocs S comportent cinq points de fixation identiques adaptés aux extrémités des segments C2. et que les blocs S 6 comportent deux points adaptés aux extrémités des segments C2 et quatre points identiques de fixation adaptés aux extrémités des segments C1. 8) Structure pour construction sphérique, selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'une des 3 0 deux plaques bombées prenant en sandwich les extrémités des segments C1 et C2 et donc constituant les blocs de fixation S 5 ou S 6, comporte des boulons(b) préfixes, sur lesquels viennent s'embrocher les extrémités des segments Cl ou C2. Cette plaque sera préférentiellement la plaque extérieure afin d'éviter que les écrous fassent saillie contre la peau de la sphère.