Brevet FR2906278A1 — publié le 20080328

-1- La présente invention concerne une structure tridimensionnelle autoportante constituée de parois capables de mouvements relatifs guidés, pour permettre la réalisation de volumes modulables. La modularité d'une structure tridimensionnelle est traditionnellement assurée par des systèmes de liaison qui maintiennent les parois la constituant et déterminent la nature de leurs mouvements relatifs. Ces systèmes sont de type rails, glissières, gonds, etc. L'achat et la mise en oeuvre de ces systèmes augmentent les coûts de réalisation. La structure selon l'invention permet de remédier à cet inconvénient en 10 s'affranchissant du recours à ces systèmes. Elle se suffit en effet à elle même étant composée de parois horizontales et verticales, dont les seules intersections suffisent à les maintenir entre elles tout en autorisant leurs mouvements relatifs guidés. Les éléments constituant ces parois ont leur axe principal parallèle à l'une des trois directions d'un espace tridimensionnel et leur 15 section transversale est inscriptible dans un parallélogramme de cotés (a) et (b). Toutes les sections des éléments parallèles entre eux ont leurs cotés (a) parallèles à une même direction de l'espace et leurs cotés (b) parallèles à la troisième direction de l'espace. Les éléments parallèles entre eux sont espacés de sorte que des éléments parallèles à une autre direction de l'espace peuvent 20 être déplacés entre deux éléments directement parallèles, tout en étant au contact de ces derniers. Des éléments parallèles reliés entre eux constituent une paroi et les contacts au niveau de l'intersection de deux parois réduisent le nombre de degrés de libertés entre elles et assurent donc leur liaison mécanique. 25 L'agencement des parois et le choix de leurs modes d'intersections permet la réalisation de structures autoportantes dont chaque paroi est maintenue et est susceptible d'être déplacée de façon guidée par ses intersections avec des parois du même type. 2906278 -2- Selon des modes particuliers de réalisation : 30 - des éléments en contact peuvent être fixés les uns aux autres pour empêcher les mouvements relatifs entre deux parois et ainsi constituer des groupements de parois. - la liaison d'éléments parallèles entre eux pour former une paroi peut être assurée par une ou plusieurs tiges filetées qui les traversent pour les maintenir 35 dans le même plan et par des écrous pour maintenir leurs parallélismes. - une tolérance d'épaisseur égale à p, tel que p soit très inférieur à (a) et (b), peut être prévue entre des éléments en contact pour éviter que les frottements n'entravent leurs mouvements relatifs, sans pour autant changer la nature de leur liaison. 40 - un traitement réduisant les frottements peut être appliqué sur les surfaces d'éléments en contact. - un cylindre peut traverser un ou plusieurs éléments d'une paroi et un ou plusieurs éléments d'une autre paroi constituée d'éléments parallèles à un autre axe le long de leur intersection pour constituer une liaison pivot entre les 45 deux parois. -les surfaces des parois peuvent être habillées par une peau pour les rendre continues. Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 représente une axonométrie des éléments de section 50 transversale rectangulaire (a)x(b), tel que a=2b, agencés selon l'invention dans un espace orthogonal X, Y, Z, ainsi que les projections de leurs sections transversales. Les figures 2 et 3 représentent, en axonométrie, deux positions relatives entre trois parois planes de l'invention constituées d'éléments de section 55 transversale carrée, et se coupant deux à deux suivant les trois modes d'intersections possibles. Les figures 4 et 5 représentent, en axonométrie, deux positions relatives entre trois parois planes de l'invention constituées d'éléments de section 2906278 -3-transversale carrée, et se coupant deux à deux suivant le même mode 60 d'intersection. Les figures 6, 7 et 8 représentent, en axonométrie, trois déploiements différents d'un même exemple de structure de l'invention correspondant à trois positions relatives entre trois groupements de parois planes. Ces parois sont constituées d'éléments de section transversale carrée. 65 La figure 9 représente une perspective du même exemple de structure déployée comme sur la figure 8. Comme l'illustre la figure 1, la structure est constituée d'éléments dont les axes principaux sont parallèles à l'un des trois axes X, Y, ou Z d'un espace tridimensionnel, et la section transversale de chacun de ces éléments est 70 inscriptible dans un parallélogramme de cotés (a) et (b), a et b appartenant à l'ensemble des réels positifs. Les sections transversales d'éléments parallèles entre eux sont telles que tous les cotés (a) sont parallèles à l'un des deux axes du plan de coupe et que tous les cotés (b) sont parallèles à l'autre. Ils sont espacés d'une distance égale à a 75 ou b pour qu'un élément parallèle à une autre direction de l'espace puisse être déplacé par translation entre deux éléments directement parallèles tout en étant en contact avec eux. Dans l'exemple de la figure 1, les éléments occupent une trame tridimensionnelle définie par (2a) suivant Z, (2b) suivant X et (a+b) suivant Y. 80 Comme l'illustrent les figures 2 à 9, une succession d'éléments parallèles reliés entre eux constituent une paroi. Comme l'illustrent les figures 2 et 3, on distingue trois modes d'intersection entre deux parois. Dans le cas où les éléments de l'une ne sont pas parallèles aux éléments de l'autre, il existe deux modes d'intersections. Quand les 85 éléments de l'une et l'autre des deux parois ne sont pas parallèles à la droite de leur intersection (2), des éléments successifs de l'une passent entre et au contact d'éléments successifs de l'autre, tout le long de l'intersection. 2906278 -4- Lorsque les éléments de l'une des deux parois sont parallèles à la droite de leur intersection (1), des éléments successifs de l'autre passent entre et au contact 90 de deux éléments de la première tout le long de l'intersection. Ces contacts réduisent le nombre de degrés de libertés entre deux parois qui se coupent selon ces deux modes d'intersection et constituent donc leur liaison mécanique. Le troisième mode d'intersection est le cas où les éléments de deux parois qui se coupent sont parallèles entre eux. L'intersection (3) se fait alors suivant un 95 élément qui appartient à l'une ou l'autre de ces deux parois. Cette intersection se fait sans contact entre éléments, elle ne constitue donc pas de liaison mécanique. Comme l'illustrent les figures 4 et 5, trois parois qui se coupent deux à deux tel que les éléments d'une seule des deux sont parallèles à la droite de 100 leur intersection (1), les trois parois sont alors en liaison glissière qui réduit le nombre de degrés de libertés de chacune d'entre elles à un, à savoir sa translation suivant la direction de ses éléments. Comme l'illustrent les figures 6 à 9, les intersections des parois selon l'invention permettent de les rendre solidaires les unes aux autres tout en 105 permettant et guidant leurs mouvements relatifs. L'agencement 'tridimensionnel et logique de plusieurs parois de l'invention permet la construction de structures autoportantes modulables dont les parois peuvent être déplacées de façon guidée sans autre système que leurs intersections réciproques. Des éléments en contact peuvent être fixés les uns aux autres pour empêcher 110 les mouvements relatifs entre deux parois et constituer des groupements de parois. Selon des variantes non illustrées, une tolérance d'épaisseur égale à p, tel que p soit très inférieur à a et b, peut être prévue entre des éléments en contact, ce qui permet d'éviter le frottement sans dénaturer les liaisons qu'ils 115 constituent. Un traitement réduisant les frottements peut être appliqué sur les surfaces d'éléments en contacts pour faciliter leurs translations relatives. 2906278 -5- Un cylindre de section inférieure à a et b peut traverser un ou plusieurs éléments d'une paroi et un ou plusieurs éléments d'une autre paroi 120 constituée d'éléments parallèles à un autre axe le long de leur intersection pour constituer le pivot de leur rotation relative. Les surfaces internes ou externes de certaines parois peuvent être habillées d'une peau fixée aux éléments pour les rendre continues. La structure selon l'invention est particulièrement destinée à la 125 réalisation de volumes architecturaux modulables. REVENDICATIONS 1) Structure tridimensionnelle autoportante et modulable caractérisée en ce qu'elle est constituée d'éléments tels que chacun d'entre eux a son axe principal parallèle à l'une des trois directions d'un espace tridimensionnel et sa section transversale inscriptible dans un parallélogramme de cotés a et b, parallèles aux deux autres directions de l'espace ; en ce que des éléments parallèles entre eux ont leurs sections transversales orientées de façon identique, et sont espacés de sorte que des éléments parallèles à une autre direction de l'espace peuvent être déplacés entre deux éléments directement parallèles, tout en étant au contact de ces derniers ; et en ce que des éléments parallèles et reliés entre eux constituent une paroi qui par ses intersections (1) et (2) avec des parois du même type est maintenue et guidée dans ses mouvements de translation. 2) Structure selon la revendication 1 caractérisée en ce que une ou plusieurs tiges filetées (4) maintiennent les éléments d'une paroi dans le 15 même plan et que des écrous maintiennent leur entraxe. 3) Structure selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisée en ce qu'une tolérance d'épaisseur égale à p, tel que p soit très inférieur à a et b, entre les éléments en contact, permet d'éviter que le frottement n'entrave leurs mouvements relatifs sans pour autant changer la nature de leur liaison 20 de contact. 4) Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que un traitement réduisant les frottements est appliqué sur les surfaces d'éléments en contact pour faciliter leurs translations relatives. 5) Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes 25 caractérisée en ce que certaines parois sont reliées entre-elles pour empêcher leurs mouvements relatifs et constituer ainsi des groupements de parois. 2906278 -7- 6) Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que un cylindre de section inférieure à a et b traverse un ou 30 plusieurs éléments d'une paroi et un ou plusieurs éléments d'une autre paroi constituée d'éléments parallèles à un autre axe le long de leur intersection et constitue le pivot de leur rotation relative. 7) Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce les surfaces internes ou externes de certaines parois sont 35 habillés d'une peau fixée à ses éléments pour les rendre continues.