Brevet FR2877605A1 — publié le 20060512

Pièce stratifiée comprenant une couche en composite bois/plastique et une couche en bois massif L'invention a trait au travail du bois. Il a récemment été proposé, pour certaines applications, de remplacer le bois par un composite bois/plastique, dont les propriétés mécaniques et chimiques, particulièrement avantageuses, rendent son utilisation préférable à celle du bois. Citons à titre d'exemple le brevet américain publié sous le numéro US-5 486 553, qui propose une méthode de fabrication d'un tel composite, assortie d'exemples d'application. Il a même été proposé d'associer ce type de matériau à du bois massif pour la fabrication de planchers et de clôtures. Ainsi, à cet effet, la demande de brevet canadien publiée sous le numéro CA-2 279 215 propose une pièce stratifiée, comprenant au moins deux couches accolées, à savoir: - une première couche en matériau composite formé d'un mélange de particules de bois et d'une matière plastique, et - une deuxième couche en bois massif. L'inventeur a constaté que: si les pièces connues de ce type conviennent à des utilisations simples (fabrication de planchers, de clôtures, comme décrit dans la demande de brevet canadien susmentionnée), elles se révèlent inadaptées à certaines applications nécessitant un usinage en vue de l'obtention d'un produit fini aux formes relativement complexes, ce travail conduisant en effet à de telles pertes de matière qu'il s'avère économiquement préférable de revenir au bois. L'invention vise notamment à remédier à ces inconvénients, en proposant une pièce stratifiée du type décrit ci-dessus, dans laquelle la couche en matériau composite d'une part, et la couche en bois massif d'autre part, définissent entre elles une surface gauche. Ainsi, il est possible d'adapter la forme de l'interface en fonction de la forme des surfaces que l'on souhaite ultérieurement usiner, ce qui permet de limiter les pertes de matière. En outre, il a été constaté une amélioration de la tenue des couches l'une à l'autre, ce qui permet de réaliser, à partir de telles pièces stratifiées, des éléments structurels présentant une bonne tenue mécanique. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe d'une pièce stratifiée selon l'invention; - la figure 2 est un diagramme expliquant le procédé de fabrication d'une pièce telle que représentée sur la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe verticale montrant une menuiserie fabriquée à partir de pièces stratifiées telles que celle représentée sur la figure 1; - les figures 4 et 5 sont des vues en coupe horizontale montrant des menuiseries fabriquées, suivant deux exemples de réalisation, à partir de pièces stratifiées telles que celle représentée sur la figure 1. Sur la figure 1 est représenté une pièce stratifiée 1 comprenant deux couches 2, 3 accolées, à savoir: d'une part, une première couche 2 réalisée dans un matériau composite formé par un mélange de particules de bois (sous forme de copeaux ou même de sciure, obtenus par récupération des déchets de la coupe de bois, par recyclage d'éléments usés en bois, ou encore par broyage de bois inutilisable par ailleurs) et d'une matière plastique, tel qu'un PVC, et d'autre part, une deuxième couche 3 réalisée dans un bois massif, dont l'essence (chêne, hêtre, bouleau, sapin, etc) est laissée au choix du fabricant. Dans l'orientation proposée sur la figure 1, la couche 2 en composite présente une face latérale 4 plane, bordée par une face supérieure 5 et une face inférieure 6, également planes. Quant à la couche 3 en bois massif, elle présente également une face latérale 7 plane, parallèle à la face latérale 4 de la couche 2 en composite et tournée à l'opposé de celle-ci, bordée par une face supérieure 8 et une face inférieure 9 situées respectivement dans le prolongement de la face supérieure 5 et de la face inférieure 6 de la couche 2 en composite.. Ainsi, en coupe, la pièce stratifiée 1 présente un profil rectangulaire qui justifie que l'on appelle carrelet cette pièce, dénomination qui sera conservée dans la suite de la présente description,. Comme cela est visible sur la figure 1, les couches 2 et 3 définissent entre elle une interface 10 (c'est-à-dire une surface commune de contact) gauche - en d'autres termes non plane, quelle qu'en soit la forme. En l'occurrence, cette interface 10 présente une succession de faces planes 11, 12, 13 décalées angulairement deux à deux, l'angle formé entre deux faces successives étant ici égal à 90 environ. Ainsi, dans l'exemple illustré, l'interface présente deux faces planes parallèles 11, 12, décalées, ayant chacune un bord respectif 14, 15 commun avec les faces supérieures 5, 8 et inférieures 6, 9 du carrelet 1, et reliées par un épaulement 13 situé au coeur du carrelet 1 et formant avec chacune des faces 11, 12 un angle droit. En d'autres termes, les couches 2, 3 présentent chacune en section une forme en L. Lors de l'assemblage du carrelet 1, Les couches 2, 3 sont orientées tête-bêche et imbriquées. Une telle disposition permet de procéder à un usinage du carrelet 1 de manière à réaliser sur les faces latérales 4, 7 des surfaces gauches 16, 17 (telles que représentées en traits mixtes sur la figure 1) qui, suivant le profil de l'interface 10, sont entièrement réalisées dans l'une des couches (par exemple la couche 2 en composite) sans empiéter sur la couche opposée (la couche 3 en bois). Ces avantages apparaissent de manière plus évidente sur les figures 3 à 5, sur lesquelles on a représenté une menuiserie 18, en l'occurrence une fenêtre, qui comporte un cadre 19 réalisé à partir de carrelets 1 tels que celui qui vient d'être décrit. Le cadre 19 comprend une traverse inférieure 20 et une traverse supérieure 21 toutes deux réalisées à partir d'un carrelet 1, que l'on a usiné pour lui conférer la forme souhaitée pour le cadre 19. Comme cela est visible sur la figure 3, la fenêtre comprend également un dormant 22 réalisé à partir d'un carrelet 1 tel que décrit ci-dessus. Le cadre 19 comme le dormant 22 sont orientés de telle sorte que la couche 2 en composite soit tournée vers l'extérieur du bâtiment qu'équipe la fenêtre 18 (l'extérieur est identifié sur les figures 3 à 5 par la lettre E), au bénéfice de la résistance de la fenêtre 18 aux intempéries, tandis que la couche 3 en bois massif est tournée vers l'intérieur (identifié par la lettre I), au bénéfice de l'esthétique générale interne de la fenêtre 18, qui donne ainsi l'illusion d'être entièrement réalisée en bois massif. La fenêtre 18 comporte une vitre 23 prise entre un retour 24 formé dans la couche composite, et une baguette 25 en bois fixée (par collage, cloutage, vissage, etc) à la couche 3 en bois massif. Comme cela apparaît clairement sur la figure 3, le profil en L de chacune des couches 2, 3 permet un usinage du carrelet 1 au plus proche de la forme finale souhaitée sans que la découpe ainsi réalisée ne mette à nu, d'une part, du côté interne de la fenêtre 18, la couche 2 en composite (ce qui nuirait à l'esthétique de la fenêtre), et réciproquement, du côté externe, la couche 3 en bois massif (ce qui nuirait à la résistance de la fenêtre aux intempéries). La forme de la surface usinée 16 de la couche 2 en composite est, en l'occurrence, dictée en partie par des impératifs d'étanchéité, des joints (non représentés) étant en effet destinés à être intercalés entre la couche 2 en composite du cadre 19 et celle 2 du dormant 22. Par ailleurs, il a été constaté que la forme imbriquée en double L du carrelet 1 confère aux pièces finales 20, 21, 22 une excellente résistance aux contraintes mécaniques, notamment en flexion et en cisaillement, que celle dont ferait preuve un carrelet ordinaire dont l'interface entre la couche en composite et la couche en bois serait plane. Comme cela est visible sur la figure 4, sur laquelle est représentée une section horizontale de la fenêtre 18, un montant 26 du cadre 19 et une partie latérale 27 du dormant 22 sont également réalisés à partir de carrelets tels que décrit ci-dessus, usinés de manière à former sur les faces latérales 4 de leurs couches 2 respectives en composite des surfaces 16 gauches dont les formes sont destinées à permettre l'interposition entre elles de joints d'étanchéité (non représentés). Quant à la figure 5, elle montre une variante de section horizontale de la fenêtre 18, selon laquelle un carrelet tel que décrit ci-dessus est employé pour la réalisation d'un meneau 28 séparant la fenêtre 18 d'une fenêtre identique 18' ou d'une baie fixe attenante. En l'occurrence, le meneau 28 comporte deux parties symétriques 29, 30 réalisées par usinage de carrelets tels que décrit ci-dessus, de manière à élément 31 de montant externe, en l'extérieur (E), et un élément 32 bois, tourné vers l'intérieur (I). Ces deux parties 29, 30 réaliser conjointement composite, tourné vers de montant interne, en sont accolées avec interposition, dans une cavité 33 à section rectangulaire réalisée pour moitié dans l'une des parties 29 et pour moitié dans l'autre 30, d'un tenon 34 en bois massif rigidifiant l'ensemble. Comme cela est visible sur les figures 3 à 5, il est certes possible d'usiner avec précision des surfaces aux formes complexes dans l'une ou l'autre des couches 2, 3 (en l'occurrence dans la couche 2 en composite, laquelle doit en effet recevoir les joints pour l'étanchéité fluidique, phonique et thermique avec l'extérieur), mais il est également possible d'usiner avec précision des zones situées au voisinage immédiat de l'interface 10. Ainsi, dans les exemples illustrés sur les figures 3 et 5, des rigoles 35 sont ménagées dans un montant 26 ou une traverse 20, 21, à la jonction entre la couche 2 en composite et la couche 3 en bois, pour l'insertion entre le montant 26 ou la traverse 20, 21 d'une part et la vitre 23 d'autre part, de joints d'étanchéité 26. Le procédé de fabrication du carrelet est à présent décrit en référence à la figure 2. La couche 2 en composite et la couche 2 en bois sont obtenues au préalable par deux filières séparées, pour être ultérieurement assemblées. Ainsi, d'un côté, on fournit (étape 100) une pâte composée d'un mélange de particules de bois et d'une matière thermoplastique tel que du PVC. Cette pâte est introduite dans la trémie d'une extrudeuse (non représentée), où elle est chauffée puis extrudée (étape 101) en continu sous forme d'un profilé présentant une première surface gauche. En l'occurrence, le profilé destiné à la production du carrelet 1 décrit ci-dessus présente une section transversale en L. D'un autre côté, on produit une pièce brute en bois massif (étape 200), que l'on usine (étape 201) pour y former une seconde surface gauche, complémentaire de la première surface gauche ménagée sur le profilé en composite. Ainsi, en l'occurrence, la pièce de bois usinée présente, comme le profilé en composite, une section en L. Le profilé en composite et la pièce de bois usinée sont ensuite assemblés (étape 300) en étant orientés tête-bêche, leurs surfaces gauches étant mises en regard avant d'être accolées et fixées à demeure l'une à l'autre, par exemple au moyen d'une colle appropriée. Dans l'idéal, les cotes de fabrication du profilé en composite et de la pièce usinée en bois sont suffisamment précises pour que le carrelet. 1 ainsi formé ne présente pas de défaut de surface. Toutefois, il peut être nécessaire de procéder à une étape de finition dans laquelle les faces externes du carrelet sont poncées, de manière à en assurer la planéité, et afin par ailleurs d'ébavurer les éventuels résidus de colle qui auraient surgi de l'interface 10 lors de l'étape d'assemblage. Bien que la pièce 1 décrite ci-dessus comporte deux couches 2, 3, il est possible de réaliser une pièce comportant plusieurs couches en composite et/ ou plusieurs couches en bois, en fonction des applications visées. REVENDICATIONS 1. Pièce stratifiée (1), comprenant au moins deux couches (2, 3) accolées, à savoir: une première couche (2) en matériau composite formé d'un mélange de particules de bois et d'une matière plastique, et une deuxième couche (3) en bois massif, caractérisée en ce que les couches définissent entre elles une interface (10) gauche. 2. Pièce stratifiée (1) selon la revendication 1, dans laquelle l'interface (10) présente une succession de faces planes (11, 12, 13) décalées angulairement deux à deux. 3. Pièce stratifiée (1) selon la revendication 2, dans laquelle lesdites faces planes (11, 12, 13) forment deux à deux un angle droit. 4. Pièce stratifiée (1) selon la revendication 3, qui comporte deux faces planes (11, 12) parallèles décalées, reliées par un épaulement (13) formant avec lesdites faces un angle droit. 5. Procédé de fabrication d'une pièce stratifiée (1) selon l'une des revendications 1 à 4, comportant les étapes consistant à : produire (100) une pâte composée d'un mélange de particules de bois et d'une matière thermoplastique; à partir de cette pâte, former (101) par extrusion un profilé présentant une première surface gauche; produire (200) une pièce de bois massif; usiner (201) ladite pièce de bois massif pour y former une seconde surface gauche, complémentaire de la première; assembler (300) ledit profilé et ladite pièce de bois massif en accolant leurs surfaces gauches. 6. Menuiserie (18) fabriquée à partir d'au moins une pièce stratifiée (1) selon l'une des revendications 1 à 4.