Brevet FR2872789A1 — publié le 20060113

L'invention concerne une palette de manutention en matière plastique. Une palette de manutention comporte, de façon générale, un plateau supérieur de forme sensiblement rectangulaire et des pieds ou plots faisant saillie dépassant sous le plateau. Les palettes de manutention sont traditionnellement réalisées en bois, mais on connaît aussi des palettes de manutention en matière plastique, généralement obtenues par moulage par injection. A titre d'exemples de palettes de manutention en matière plastique peuvent être citées les réalisations connues par les documents de brevet français FR-2070367, FR-2172412, FR-2259023, BR25670/FR et aussi par les documents WO-96/24529, US-5341748, DE-2306869, DE-2720364, EP-231792, EP452726 et enfin AT-307980. Afin de parvenir à une structure légère et permettant l'évacuation d'eau ou d'autres liquides, les palettes de manutention en matière plastique possèdent, le plus souvent, un plateau ayant une structure ajourée. Les ouvertures aménagées dans le plateau peuvent présenter la forme de fentes allongées comme montrées dans certains documents précités (FR-2.070.367, US-5.341.748). Ces fentes peuvent être orientées soit toutes selon une seule direction, donc parallèlement les unes aux autres, soit suivant deux directions perpendiculaires. On connaît du document de brevet EP1190953, une palette de manutention en plastique ayant une structure ajourée genre "nid d'abeilles". Cette structure genre "nid d'abeilles" répond à des critères élevés de légèreté et de résistance à la charge et aux chocs latéraux. La présente invention vise à alléger encore plus une palette de manutention en matière plastique sans affecter sa résistance à la déformation sous une charge et sa résistance aux chocs latéraux. A cet effet, l'invention a pour objet une palette de manutention en matière plastique, caractérisée en ce que la matière plastique est mélangée à des nanocomposites. Les nanocomposites sont des édifices lamellaires exfoliés dans des matrices de polymères, par exemple les "nanoclays". Les nanocomposites polymères sont donc des polymères renforcés par de petites quantités de nanoparticules ayant un grand facteur de forme. Par conséquent, les nanocomposites augmentent, de façon considérable, les propriétés mécaniques et thermiques du polymère de base sans augmentation significative de la densité du polymère, notamment sa rigidité et sa résistance à la chaleur. En outre les nanocomposites présentent des propriétés barrières. Les propriétés des nanocomposites sont présentées en détail dans l'ouvrage de Pulickel M. Ajayan, intitulé "Nanocomposite science and 5 technologie". L'idée à la base de l'invention est donc d'utiliser les propriétés des nanocomposites pour réduire l'épaisseur de matière constituant la structure d'une palette en plastique sans affecter sa résistance à la déformation et aux chocs. On arrive ainsi à réduire de 30% le poids d'une palette en matière plastique en conservant les même propriétés mécaniques qu'une palette équivalente sans nanocomposites. Selon une réalisation particulière d'une palette en matière plastique selon l'invention, les nanocomposites sont des nanotubes. Les structures des nonotubes sont amplement décrites dans le livre de Peter Harris "Carbon nanotubes and related structures" ("Les nanotubes de carbone et leurs structures"). Les nanotubes présentent la particularité d'avoir des propriétés électriques permettant de réaliser des champs d'ondes. En présence de nanotubes, la structure d'une palette en matière plastique pourra elle-même être une antenne pour un circuit électronique incorporé à la palette, par exemple une étiquette électronique d'identification. Dans un mode de réalisation particulier de la palette en matière plastique selon l'invention avec un plateau supérieur sensiblement rectangulaire et des pieds ou plots faisant saillie sous le plateau, le plateau supérieur possède une structure ajourée genre "nid d'abeilles" qui couvre intégralement la surface du plateau supérieur et se prolonge dans les pieds de la palette. Selon encore un mode de réalisation particulier de la palette selon l'invention la structure genre "nid d'abeilles" résulte de noeuds en forme de cylindre délimitant des ouvertures, qui sont répartis en quinconce et qui sont reliés entre eux par des cloisons ou des bras obliques délimitant avec les noeuds d'autres ouvertures sensiblement octogonales. Selon encore un mode de réalisation particulier de la palette selon l'invention, une ou plusieurs cloisons supplémentaires relient des noeuds et sont orientées selon la direction longitudinale ou selon la direction transversale du plateau supérieur. Par exemple, on peut ajouter au centre de la palette des cloisons orientées dans la direction longitudinale afin d'augmenter la résistance de la palette en augmentant la transmission des efforts. Le poids de la palette reste sensiblement le même. Selon encore un mode de réalisation particulier de la palette selon l'invention, les pieds sont munis, sur leur surface extérieure, de nervures de renfort sensiblement en forme de triangle et destinées à protéger la palette des chocs latéraux. En utilisant une structure ajourée en "nid d'abeilles" à noeuds cylindriques réalisée en matière plastique mélangée à des nanocomposites, on a réalisé une palette de 1200*800*150 mm d'un poids de 7,5 Kg qui résiste à une charge au sol de 50 tonnes et à une charge en rack de 3000 Kg selon les normes européennes et iso/dis 86 11-1-1997(F). Le maillage de la structure de la palette peut être suffisamment fin pour permettre le rangement de petits objets et de petites pièces sur la palette, en assurant leur appui et en évitant leur glissement. Le fait que les ouvertures de la structure ajourée s'étendent complètement à travers le plateau et les pieds permet un écoulement des fluides et une bonne conservation du chargement sur la palette. Dans le cas d'une palette avec semelles, plus particulièrement une palette dont les pieds, disposés en rangées, sont reliés entre eux à leur base par des semelles allongées, il est prévu selon l'invention, que les semelles possèdent elles aussi une structure ajourée en nid d'abeilles identique à celle du plateau, les ouvertures dans la structure ajourée des semelles étant orientées dans le plan défini par le plateau de la palette pour éviter les rétentions d'eau ou de liquides divers. D'autre part pour faciliter la manutention, et plus particulièrement l'insertion des fourches des appareils de levage, un mode de réalisation particulier de la palette selon l'invention prévoit des semelles ayant un bord latéral incliné formant une rampe. Avec cette construction ajourée en nid d'abeilles intégrale couvrant la surface du plateau supérieur, se prolongeant dans les pieds et dont les semelles sont également munies, on obtient une tenue mécanique et des réactions homogènes en torsion et en flexion, tant au niveau du plateau, des semelles, qu'au niveau des pieds, et ceci même dans les zones de fortes contraintes mécaniques. Des essais ont montré que cette palette avait une déformation maximale dans son axe médian comprise entre 11 et 12mm. En outre, la structure ajourée en nid d'abeilles à noeuds cylindriques contribue à optimiser le refroidissement de la palette lors de son moulage par injection et ainsi obtenir un cycle d'injection inférieur à 100 secondes. L'invention est applicable à différents types de palettes de manutention en matières plastiques: palettes à usage unique ou palettes réutilisables, palettes empilables ou non, palettes avec simples pieds ou plots, ou palettes avec semelles, etc ces palettes pouvant êtres naturellement de tout format, en particulier de dimensions normalisées. Un exemple d'un mode de réalisation particulier de la palette selon l'invention est décrit plus en détail ci-après et illustré par les dessins. Cette description n'est donnée qu'à titre d'exemple et nullement limitatif de l'invention. La figure 1 est une vue partielle de dessus, en perspective d'une palette conforme à la présente invention. La figure 2 est une vue partielle de dessous, en perspective d'une palette conforme à la présente invention. La figure 3 est une vue de côté de la palette. Sur la figure 1, on montre une vue de dessus d'un coin de la palette de manutention en matière plastique mélangée à des nanocomposites, 20 désignée dans son ensemble par le repère 1. La palette 1 comporte un plateau supérieur ajouré 2 de forme rectangulaire par exemple et on comprend que le coin de la palette illustré figure 1 représente un coin du plateau supérieur 2. Sous le plateau supérieur 2, neuf pieds ou plots 3 répartis en trois rangées parallèles de trois pieds 3, font saillies. Les deux rangées extérieures s'étendent sensiblement le long des bords longitudinaux de la palette 1 et la rangée du milieu traverse longitudinalement la palette 1 en son milieu. Dans un mode de réalisation préféré de la palette selon l'invention, les trois pieds 3 de chaque rangée sont reliés entre eux, à leur base, par une semelle allongée 4. La figure 1 illustre donc une partie de la structure ajourée en "nid d'abeilles" recouvrant l'intégralité du plateau 2. Dans la mesure où la palette 1 considérée est pourvue de semelles 4, chaque semelle 4 possède elle aussi une structure ajourée en nid d'abeilles comme visible sur la figure 1. La palette est obtenue par moulage par injection et est réalisée en une seule pièce. 2872789 5 La structure ajourée en nid d'abeilles du plateau 1 est formée par des cloisons verticales 5 disposées régulièrement en lignes et colonnes pour former un quadrillage définissant des premières ouvertures 6 qui s'étendent complètement à travers le plateau 2 et par des noeuds 7 de forme cylindrique et disposés respectivement aux intersections du quadrillage. Les noeuds 7 forment des secondes ouvertures 8 qui s'étendent verticalement à travers le plateau 2. La cloison cylindrique verticale formant la paroi des noeuds 7 est désignée par 9. Plus particulièrement, les cloisons verticales 5, 9 délimitent les 10 ouvertures 6 et 8, se répétant selon un motif géométrique régulier, suivant les directions longitudinale et transversale de la palette 1. Les cloisons cylindriques 9 constituant les parois des noeuds 7 traversent verticalement le plateau 2 de manière à délimiter les ouvertures 8. Les multiples noeuds 7, ainsi constitués, sont répartis en quinconce sur l'intégralité du plateau 2, et sont reliés entre eux par les cloisons obliques 5. Ces cloisons 5 sont orientées selon des directions obliques, à 45 par rapport aux directions longitudinale et transversale de la palette 1. Quatre cloisons obliques 5, orientées selon les quatre directions obliques, relient un noeud 7 avec ses quatre noeuds voisins 7 les plus proches. Ainsi, la combinaison des cloisons 5 et 9 délimite les premières ouvertures 6, de forme sensiblement octogonale, chaque ouverture 6 possédant quatre côtés formés par des quarts de cloisons 9 appartenant à quatre noeuds 7 différents, et quatre autres côtés formés par les quatre cloisons obliques 5 reliant les quatre noeuds 7. Les cloisons 5 et 9 s'intercalent pour former une ouverture 6. Plus particulièrement, la figure 1 est une vue partielle en perspective coupée par un plan médian perpendiculaire au plateau supérieur 2 et coupant la rangée de trois pieds 3 du milieu du plateau 2 en deux, pour montrer le détail de l'intérieur des pieds 3. Un pied 3 est délimité par une paroi verticale 11 ayant sensiblement la forme d'un parallélépipède et s'étendant du dessous du plateau 2 jusqu'au niveau de la surface inférieure des semelles 4 de sorte que la palette 1 repose sur les pieds 3. Les expérimentations, réalisées sur les différents modèles de palettes de manutention en matière plastique existant actuellement, ont permis de mettre en évidence une forte concentration des contraintes mécaniques dans la zone située à l'intersection des pieds 3 et du plateau supérieur 2. Afin d'améliorer la résistance de la palette 1, il est prévu que les cloisons cylindriques 9 reliées par les cloisons oblique 5 définissant la structure décrite plus haut, se prolongent verticalement du plateau 2 dans les pieds 3 et sont délimitées par la paroi verticale Il, comme illustré sur la figure 1. Les efforts sont ainsi transmis et répartis de façon homogène, on évite les points de concentration d'efforts et donc les risques de rupture de la palette 1. La structure ajourée en nid d'abeilles des semelles 4 est identique à celle du plateau 2. Les ouvertures 6 et 8 dans les semelles 4 sont orientées 10 dans le plan défini par le plateau 2. Les cloisons obliques 5 dans le plateau 2, dans les semelles 4 ou dans les pieds 3 forment des bras qui convergent vers les noeuds 7 de la structure ajourée en nid d'abeilles de sorte que la palette 1 est particulièrement résistante aux efforts de traction et de flexion, ainsi qu'à l'écrasement et aux chocs, et cela même dans la zone d'intersection des pieds 3 et du plateau 2. Sur la figure 2, on montre une vue de dessous de la palette de manutention en matière plastique. En particulier, on montre un pied 3 situé dans un coin de la palette 1 dont la paroi verticale 11 s'étend bien du dessous du plateau 2 jusqu'au niveau de la surface inférieure des semelles 4 de sorte que la palette 1 repose sur les pieds 3. L'intérieur des pieds 3 présente la même structure ajourée en "nid d'abeilles" que celle décrite précédemment pour le plateau supérieur 2. On comprend donc que les cloisons cylindriques 9 reliées par les cloisons obliques 5 se prolongent verticalement du plateau 2 dans les pieds 3. Les semelles 4 sont également munies d'une structure ajourée en nid d'abeilles , comme visible sur la figure 2. Sur la figure 3, on a illustré une vue de coté de la palette 1 comprenant un plateau 2, des pieds 3 et des semelles 4 comme décrit plus haut. En outre, chaque pied 3 est muni, sur la surface extérieure de sa paroi 11, de nervures de renfort sous la forme de parois verticales 12 ayant sensiblement la forme d'un triangle rectangle dont l'angle droit se trouve à la base du pied 3. Par conséquent, les parois triangulaires 12 offrent une protection contre les chocs latéraux extérieurs. De plus, les parois 12 laissent un espace entre les pieds 3 et les bords du plateau 2 de manière à faciliter le "filmage" des produits stockés sur le plateau 2 et de ce fait obtenir un excellent maintien des produits avec la palette 1. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, les semelles 4 se prolongent transversalement pour relier les trois rangées de trois pieds 3 au niveau des bords extérieurs de la palette 1 de sorte qu'il est possible d'empiler les palettes de manière plus stable. Comme indiqué plus haut, la matière plastique de la palette est mélangée à des nanocomposites, en particuclier des nanotubes. Les nanocomposites sont des matériaux dont la dimension des phases est de l'ordre du nanomètre et qui possède une grande résistance à la traction. Par conséquent, un mélange de matière plastique et de nanocomposites permet d'arriver à une réduction importante du poids de la palette tout en conservant des propriétés mécaniques équivalentes. En outre, les nanocomposites possèdent de bonnes propriétés thermomécaniques permettant des applications à haute performance. Avec un mélange composé d'environ 90% de matière plastique et de 10% de nanocomposites, on peut atteindre une réduction de 30% du poids de la palette 1 pour des propriétés mécaniques équivalentes. Ainsi, pour une palette de dimensions égales à 1200*800*150 mm à structure en nid d'abeilles, le poids peut être ramené à environ 7,5 kilogrammes, alors que le poids habituel d'une palette en matière plastique, de mêmes dimensions et de même structure en nid d'abeilles, est de l'ordre de 11 kg. L'épaisseur et la hauteur des parois 5 et 9 sont choisies respectivement égales à environ 2,5 mm et 30 mm par exemple. La hauteur des semelles 4 a été choisie égale à environ 20 mm. Le poids d'une palette de 1200*1000*150 selon l'invention atteint à peine plus de 9 kilogrammes. Les résultats des calculs, réalisés conformément à la norme ISO/DIS 86 111-1997(F), mettent en évidence que la palette selon l'invention atteint un rapport, poids de la palette sur "charge en rack" admise, environ de 2 pour 1000 alors que les palettes actuelles ne dépassent généralement pas les 2 pour 100. Comme indiqué plus haut, les nanotubes confèrent à la palette en matière plastique des propriétés d'antenne ce qui peut être utilisé par une étiquette électronique d'identification (micro puce) intégrée à la palette. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme de réalisation de cette palette de manutention en matière plastique qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple; elle embrasse, au contraire, toutes les variantes respectant le même principe. En particulier, on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention si seulement une partie de la palette en plastique est constituée de nanocomposites; en modifiant le détail des formes de la structure ajourée en nid d'abeilles ; en adaptant l'invention à des palettes de plus ou moins grandes dimensions, comportant des pieds plus ou moins nombreux; en appliquant cette invention à des palettes dépourvues de semelles et empilables, auquel cas, bien entendu, la structure ajourée en nid d'abeilles ne concernera que le plateau et les pieds de la palette; plus généralement, en appliquant l'invention à tous produits de manutention avec plateau ou plancher et pieds, analogues à des palettes, par exemple des caisses- palettes; en réalisant des palettes, ou analogues, en toute matière plastique appropriée. REVENDICATIONS 1/ Palette de manutention en matière plastique, caractérisée en ce que la matière plastique est mélangée à des nanocomposites. 2/ Palette de manutention selon la revendication 1, dans laquelle les nanocomposites sont des nanotubes. 3/ Palette de manutention selon l'une des revendications 1 ou 2, dans 10 laquelle le mélange matière plastique/nanocomposites est dans une proportion d'environ 90/10. 4/ Palette de manutention en matière plastique selon une des revendications 1 à 3, comprenant un plateau supérieur (2) sensiblement rectangulaire et des pieds ou plots (3) faisant saillie sous le plateau (2), le plateau supérieur (2) possédant une structure ajourée genre "nid d'abeilles", et dans laquelle la structure ajourée genre "nid d'abeilles" couvre intégralement la surface du plateau supérieur (2) et se prolonge dans les pieds (3) de la palette (1). 5/ Palette de manutention en matière plastique selon la revendication 4, dans laquelle la structure genre "nid d'abeilles" résulte de noeuds (7) en forme de cylindre délimitant des ouvertures (8), qui sont répartis en quinconce et qui sont reliés entre eux par des cloisons ou des bras obliques (5) délimitant avec les noeuds (7) d'autres ouvertures (6) sensiblement octogonales. 6/ Palette de manutention selon la revendication 5, dans laquelle une ou plusieurs cloisons supplémentaires relient des noeuds (7) et sont orientées selon la direction longitudinale ou selon la direction transversale du plateau supérieur (2). 7/ Palette de manutention selon l'une des revendications 4 à 6, dans laquelle les pieds (3) sont munis de nervure (12) de renfort en forme de 35 triangle. 8/ Palette de manutention selon l'une des revendications 4 à 7, dans laquelle les pieds (3) de la palette (1) sont reliés entre eux par des semelles (4) comportant un bord latéral incliné formant une rampe. 9/ Palette de manutention selon l'une des revendications 4 à 8, dans laquelle les pieds (3) de la palette (1) sont reliés entre eux par des semelles (4) possédant la même structure ajourée genre "nid d'abeille".