Brevet FR2921952A1 — publié le 20090410

Elément modulaire de construction et procédé pour sa réalisation L'invention se rapporte à un élément modulaire de construction empilable, du type présentant au moins une saillie d'emboîtement sur l'une de ses faces et au moins un logement d'accueil de forme adaptée à ladite saillie dans une face opposée. Un tel élément de construction est notamment commercialisé sous la forme de blocs de petite taille à vocation ludique connus sous le nom de Lego� ou Megabloks�. On comprendra par � bloc de petite taille � un bloc de dimensions telles que la paume d'une main peut en contenir plusieurs. Les logements d'accueil des éléments de construction du genre Lego� ou Megabloks� peuvent être constitués, de manière en soi connue, par des cubes creux ouverts du côté de l'une des faces du bloc, des picots tubulaires faisant saillie de la paroi opposée du bloc. Pour l'emboîtement de deux éléments, chaque saillie d'un premier bloc est introduite dans un logement d'un second bloc. L'emboîtement de plusieurs de ces éléments permet à des enfants de réaliser toutes sortes de constructions ludiques, telles que des maquettes. L'invention vise à utiliser de tels éléments à des échelles considérablement plus grandes, notamment pour réaliser des cloisons, des éléments mobiliers, comme des tables basses, ou des éléments de décoration ou bien encore des éléments de construction pour l'architecture. A titre d'exemple indicatif, les éléments de construction de grandes dimensions au sens de la présente invention peuvent présenter une longueur de l'ordre de 25 cm, une largeur de l'ordre de 10 cm et une hauteur de l'ordre de 7 cm pour un bloc présentant huit saillies. Les éléments de construction de dimensions réduites du genre Lego� ou Megabloks� ne sont conçus que dans l'optique d'être emboîtables et déboîtables facilement de sorte à autoriser la réalisation de constructions ludiques de formes différentes à partir de plusieurs éléments. Toutefois, ces éléments ne sont pas adaptés pour la réalisation de cloisons ou d'éléments mobiliers visant à répondre à certaines normes ou à certaines fonctions suivant l'application qui est donnée à l'élément. L'objectif de l'invention est de proposer un élément modulaire de construction qui combine à la fois des capacités de montage / démontage aisées, telles que celles des éléments Lego ou Megabloks, et des propriétés adaptées à l'usage auquel l'élément est destiné. L'invention concerne à cet effet un élément modulaire de construction empilable du type précité, remarquable en ce qu'il comporte une coque creuse réalisée dans un premier matériau rigide et comportant ladite au moins une saillie, et un noyau disposé à l'intérieur de ladite coque creuse et réalisé dans un second matériau présentant des caractéristiques physiques adaptées à l'utilisation à laquelle ledit élément est destiné, ledit noyau comportant ledit au moins un logement d'accueil. Ainsi réalisé, l'invention permet de garder les même moyens techniques que ceux de l'art antérieur, constitués par des saillies et des logements et permettant d'assembler et de désassembler facilement les éléments. L'invention confère également aux éléments la rigidité nécessaire à la réalisation de parois à l'échelle humaine grâce à la coque rigide des éléments, ainsi qu'une fonction propre à ce à quoi l'élément est destiné. Par exemple, un élément destiné à la réalisation d'un mur insonorisant comportera un noyau souple réalisé dans un matériau présentant des capacités d'insonorisation conformes à certaines normes, propres à commercialiser l'élément pour une utilisation en temps qu'élément de construction insonorisant. Suivant d'autres particularités propres à l'invention, l'élément peut comporter les caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison : - la coque est réalisée dans l'un des matériaux du groupe comprenant le béton, le métal, le bois, - le noyau est réalisé en polypropylène ou en polystyrène expansé, - la coque creuse est délimitée du côté de son ouverture par un bord périphérique et le noyau comporte un rebord s'étendant au droit du bord périphérique, - la surface extérieure du noyau comporte des moyens d'accrochage à la surface interne de ladite coque, - la saillie d'emboîtement présente une dépouille. L'invention vise également un premier procédé de fabrication d'un élément tel que précédemment décrit. Conformément au premier procédé selon l'invention, ce dernier comporte les étapes suivantes : -réalisation d'un noyau dans un matériau présentant des caractéristiques physiques adaptées à l'utilisation à laquelle l'élément selon l'invention est destiné, le noyau comportant au moins un logement d'accueil, -réalisation d'une coque creuse dans un matériau rigide, ladite coque comportant au moins une saillie adaptée audit logement, - assemblage de ladite coque et dudit noyau par insertion dudit noyau dans ladite coque.35 L'invention vise également un second procédé de fabrication d'un élément assurant notamment une cohésion optimale entre le noyau et la coque qui l'entoure. L'invention concerne à cet effet un procédé de fabrication d'un élément modulaire tel que défini précédemment, remarquable en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - réalisation d'un noyau dans un matériau présentant des caractéristiques physiques adaptées à l'utilisation à laquelle ledit élément est destiné, ledit noyau comportant au moins un logement d'accueil, - réalisation autour dudit noyau d'une coque dans un matériau rigide dudit élément, ladite coque comportant au moins une saillie adaptée audit logement. Suivant d'autres caractéristiques propres au second procédé selon l'invention, ce dernier comporte les caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison : - la coque est fabriquée par moulage autour du noyau, - le matériau de la coque appartient au groupe comprenant le béton. L'invention sera davantage comprise au regard des exemples de réalisation et de mises en oeuvre conformes à l'invention qui vont maintenant être décrits en faisant référence aux figures parmi lesquelles : la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une coque rigide d'un élément modulaire selon un premier mode de réalisation conforme à l'invention, la figure 2 est une vue de dessus de la coque rigide de l'élément modulaire représenté en figure 1, la figure 3 est une vue de dessous de la coque rigide de l'élément modulaire représenté en figure 1, la figure 4 est une vue de dessous d'un élément modulaire comportant une coque rigide illustrée sur les figures 1 à 3 et un noyau selon un premier mode de réalisation, la figure 5 est une vue en perspective d'un noyau selon un second mode de réalisation, la figure 6 est une vue en coupe partielle d'un moule dans lequel est disposé un noyau tel qu'illustré en figure 5, et la figure 7 est une vue en coupe du moule comprenant un noyau illustré en figure 6, suivant le plan VII-VII. La figure 1 montre une coque 1 d'un élément modulaire selon un premier mode de réalisation conforme à l'invention. La coque 1 est réalisée en matériau rigide, tel que par exemple le béton, le métal, le ciment, ou tout autre matériau apte à offrir une rigidité à l'élément, en sus d'un aspect esthétique recherché (par exemple un matériau rigide et permettant l'obtention de surfaces lisses) comme par exemple le verre acrylique ou tout autre matériau adapté à l'application auquel l'élément est destiné. La coque rigide est réalisée par moulage. La coque rigide 1 présente sensiblement une forme générale de parallélépipède rectangle creux, formée par quatre parois latérales 3 et une paroi sommitale 5. La coque 1 présente ainsi un côté ouvert 7 qui est opposé à la paroi sommitale 5. La paroi sommitale 5 présente huit saillies d'emboîtement 9 sensiblement identiques et de forme cylindrique. L'extrémité de chaque saillie 9 présente une dépouille 11 facilitant son insertion dans un logement d'accueil d'un autre élément modulaire. Sur la face interne des parois 3, des nervures 13 font saillie. Chaque saillie 13 court sur toute la hauteur de chacune des parois 3. Les saillies 13 sont réalisées à intervalles réguliers (voir figures 1 et 3). Les nervures peuvent également servir à rigidifier la coque. Les nervures 13 constituent des moyens d'accrochage du noyau qui sont complémentaires de moyens d'accrochage prévus sur un noyau 15, apte à être reçu dans ladite coque 1. Un tel noyau 15 est par exemple illustré en figure 4. Le noyau 15 est sensiblement de forme parallélépipédique, et ses dimensions sont sensiblement complémentaires de celles du volume intérieur de la coque rigide, de sorte que le noyau 15 peut être reçu dans la coque rigide 1. Le noyau 15 présente des rainures 17 ménagées sur toute la hauteur de ses faces latérales, à intervalles réguliers. Les rainures 17 présentent des formes complémentaires de celles des nervures 13 faisant saillie de la face interne des parois 3 de la coque rigide 1. Ainsi, le noyau 15 est inséré dans la coque rigide 1 en insérant les nervures 13 dans les rainures 17. Huit logements 19 sont ménagés dans le noyau 15, sur une même face située au droit du côté ouvert 7 de la coque 1 lorsque le noyau se trouve en position dans cette dernière. Les huit logements présentent des dimensions complémentaires de celles des saillies 9 de manière à pouvoir accueillir entièrement les saillies 9 d'un autre élément. En particulier, les huit logements 19 sont sensiblement de forme cylindrique, et communiquent avec des cavités radiales 21 périphériques de dimensions plus petites, réparties autour de chacun des logements 19. De cette manière, les parois des logement 19 peuvent être légèrement déformées lors de l'insertion des saillies 9, ce qui assure un emboîtement aisé et une solidarisation au moins limitée de deux éléments selon l'invention et pallie au moins en partie les problèmes liés aux défauts ou tolérances de fabrication de la coque 1 et de ses saillies 9. Le noyau 15 présente enfin des trous traversants ou borgnes 23 s'étendant suivant la hauteur du noyau 5 et disposés en quinconce avec les logements 19. Les trous traversants 23 permettent un gain de matière dans la fabrication des noyaux. Le noyau 15 peut être réalisé par moulage de matière, par exemple en polypropylène pour la réalisation d'éléments destinés à être utilisés pour la réalisation de parois insonorisantes. On va maintenant s'intéresser à un second mode de réalisation d'un noyau 25 conforme à l'invention, en faisant référence aux figures 5 à 7. Le noyau 25 présente une forme sensiblement cubique. Il peut, par exemple, être réalisé par moulage en polypropylène expansé. Sur l'une de ses faces, le noyau 25 présente un logement sensiblement cylindrique 27. Pour facilité la lecture de la figure 5, le logement 27 na pas été représenté communiquant avec des cavités radiales périphériques, comme dans le cadre du mode de réalisation des logements 19 du noyau 15. Il devra toutefois être compris que ce dernier mode de réalisation n'est pas limitatif, et que le logement 27 pourrait présenter une autre forme, par exemple celle illustrée à la figure 4, sans sortir du cadre de l'invention. Il convient toutefois que le logement 27 présente des dimensions complémentaires de celles de la saillie qu'il doit accueillir entièrement. Un rebord 29 court sur la périphérie de la face du noyau 25 présentant le logement 27. Le rebord 29 est venu de matière avec le noyau 25. Un tel rebord 29 forme un joint d'étanchéité entre deux coques de deux éléments modulaires de construction conformes à l'invention, quand les deux éléments sont emboîtés ensemble. Il devra être entendu que l'invention n'est pas limitée la présence d'un tel joint et que ce dernier pourrait être réalisé dans un autre matériau que celui dans lequel est réalisé le noyau, sans sortir du cadre de l'invention. Comme le montrent les figures 5, 6 et 7, chacune des faces du noyau, exceptée celle présentant le logement 27, présente des picots 31 en forme de cône venus de matière avec le noyau 25. Dans le cadre d'un autre mode de réalisation, les picots 31 pourraient être rapportés sur le noyau sans sortir du cadre de l'invention. Les picots 31 sont disposés en quinconce, quatre picots étant réalisés au voisinage d'un coin du cube et un cinquième picot étant disposé au centre de chaque face du cube. Les picots 31 constituent des moyens d'accrochage entre le noyau 25 et les parois de la coque rigide. Les picots 31 permettent ainsi de solidariser le noyau 25 et la coque rigide. De plus, les picots 31 permettent de maintenir une certaine distance entre une face sommitale 33 du noyau 25 (qui est opposée à celle présentant le logement 27) et le fond d'un moule 35 illustré en figures 6 et 7. Les figures 6 et 7 montrent le moule 35 permettant de mouler, autour du noyau 25, la coque rigide de l'élément. Le moule 35 présente une empreinte 37 dont la forme est celle que l'on souhaite obtenir pour la coque rigide de l'élément modulaire. L'empreinte 37 peut être cubique, parallélépipédique, ou présenter n'importe quelle autre forme autorisant l'emboîtement d'au moins deux éléments modulaires. Dans le cadre du mode de réalisation illustré en figures 6 et 7, l'empreinte 37 est réalisée sensiblement cubique. Dans le fond de l'empreinte 37, une cavité cylindrique 39 est ménagée, sensiblement au voisinage du centre le l'empreinte. Cette cavité 39 permet de réaliser par moulage une saillie d'emboîtement sur la paroi sommitale d'une coque rigide. Pour réaliser une dépouille à l'extrémité de la saillie, il peut être prévu que la cavité 39 présente un fond de section sensiblement tronconique. Dans le cadre de ce second mode de réalisation de l'invention, le noyau 25 est fabriqué préalablement par moulage. Puis, on dispose le noyau 25 dans l'empreinte du moule, de manière telle que la face 33 du noyau soit tournée vers le fond de l'empreinte 37 du moule 35. Pour réaliser la coque, on coule ensuite une matière appropriée 41 dans l'empreinte du moule 35 accueillant le noyau 25, conformément au flèches F montrées en figures 6 et 7. De préférence, la matière 41 est coulée à froid et est constituée par un mélange de plusieurs autres matières. La matière 41 durcit en séchant, comme par exemple le béton ou le ciment, ou en polymérisant comme une matière plastique. Il devra être compris que la matière 41 pourrait être une autre matière que le béton, le ciment ou une matière plastique sans sortir du cadre de l'invention. Grâce aux picots 31, la matière 41 pénètre sous le noyau 25, entre la face 31 et le fond de l'empreinte 37, ainsi que dans la cavité 39. En durcissant, la coque rigide ainsi obtenue constitue avec le noyau qu'elle renferme un élément modulaire conforme à l'invention. On comprend de la description qui précède comment le procédé selon l'invention permet de réaliser des éléments qui sont à la fois rigides et qui présentent des caractéristiques adaptées à l'application à laquelle ils sont destinés. En fonction de cette application, les matériaux de la coque et du noyau sont choisis de façon à présenter la ou les propriétés voulues, par exemple d'isolation thermique, phonique, de résistance au feu, de résistance mécanique, etc. La coque et le noyau coopèrent non seulement du point de vue mécanique pour permettre l'emboîtement des éléments modulaires, mais combinent leurs propriétés physiques dans le cadre de l'application particulière considérée. Il devra toutefois être compris que les exemples de réalisation présentés ci-dessus ne sont pas limitatifs. REVENDICATIONS 1.- Elément modulaire de construction empilable présentant au moins une saillie (9) d'emboîtement sur l'une de ses faces et au moins un logement d'accueil (19) de forme adaptée à ladite saillie dans une face opposée, caractérisé en ce qu'il comporte une coque creuse (1) réalisée dans un premier matériau rigide et comportant ladite au moins une saillie (9), et un noyau (15 ; 25) disposé à l'intérieur de ladite coque creuse (1) et réalisé dans un second matériau présentant des caractéristiques physiques adaptées à l'utilisation à laquelle ledit élément est destiné, ledit noyau (15 ; 25) comportant ledit au moins un logement d'accueil (19). 2.- Elément modulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite coque (1) est réalisée dans l'un des matériaux du groupe comprenant le béton, le métal et le bois. 3.- Elément modulaire selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit noyau (15 ; 25) est réalisé en polypropylène ou en polystyrène expansé. 4.- Elément modulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite coque creuse est délimitée du côté de son ouverture par un bord périphérique et en ce que ledit noyau (25) comporte un rebord (29) s'étendant au droit dudit bord périphérique. 5.- Elément modulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface extérieure dudit noyau (25) comporte des moyens d'accrochage (17 ; 31) à la surface interne de ladite coque. 6.- Elément modulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite au moins une saillie d'emboîtement (9) présente une dépouille (11). 7.- Procédé de fabrication d'un élément modulaire selon l'une quelconque des revendications précédente, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - réalisation d'un noyau (15) dans un matériau présentant des caractéristiques physiques adaptées à l'utilisation à laquelle ledit élément est destiné, ledit noyau (15) comportant au moins un logement d'accueil (19), - réalisation d'une coque creuse (1) dans un matériau rigide, ladite coque (1) comportant au moins une saillie (9) adaptée audit logement (19), - assemblage de ladite coque (1) et dudit noyau (15) par insertion dudit noyau (15) dans ladite coque (1). 8.- Procédé de fabrication d'un élément modulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - réalisation d'un noyau (25) dans un matériau présentant des caractéristiques physiques adaptées à l'utilisation à laquelle ledit élément est destiné, ledit noyau comportant au moins un logement d'accueil, - réalisation autour dudit noyau d'une coque dans un matériau rigide (41) dudit élément, ladite coque comportant au moins une saillie adaptée audit logement. 9.- Procédé de fabrication selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite coque est fabriquée par moulage autour dudit noyau (25). 10.- Procédé de fabrication selon la revendication 9, caractérisé en ce que le matériau (41) de ladite coque appartient au groupe comprenant le béton.