Brevet FR2919581A1 — publié le 20090206

DESCRIPTION La présente invention concerne de manière générale les articles, objets ou produits se présentant sous la forme de corps creux, susceptibles d'être soumis à des contraintes de déformation, en particulier de l'intérieur vers l'extérieur, mais le cas échéant également dans le sens inverse. L'invention concerne plus spécifiquement un corps creux muni d'au moins un renfort, et son procédé de fabrication. On connaît bien entendu déjà diverses techniques pour renforcer la structure des corps creux et notamment pour éviter la déformation des parois de ces derniers. Une première technique consiste à réaliser les parois elles-mêmes avec une conformation ou une constitution telle que la rigidité intrinsèque desdites parois est augmentée (double coque avec entretoisement, nervures et/ou rainures de rigidification, surépaisseurs localisées, intégration de renfort dans l'épaisseur de la paroi, etc...). Une seconde technique consiste à rapporter des renforts séparés sur le corps creux, après la fabrication de ce dernier, par exemple sous la forme d'entretoises fixées sur des portions de paroi opposées, d'un second corps emboîté ou emboîtant par rapport au corps creux à renforcer ou analogue. Néanmoins, toutes ces techniques connues présentent chacune un ou plusieurs des inconvénients suivants: renchérissement de la fabrication du fait d'un surcoût des matières, d'opérations d'assemblage additionnelles, de la production de plusieurs pièces, de la fabrication délicate pour les corps creux réalisés par moulage ou encore de la combinaison de plusieurs technologies de fabrication ou analogue ; nécessité de percer la paroi localement ; contraintes pour l'aspect extérieur et la forme générale du corps creux ; augmentation sensible du poids du corps creux ; impossibilité d'obtenir la pièce finale en une seule opération de fabrication. Par ailleurs, dans le cas de corps creux obtenus par moulage, il y a lieu de tenir compte du phénomène de retrait thermique consécutif au démoulage et au refroidissement du matériau constituant la paroi, ce qui rend la mise en oeuvre de renforts rapportés, solidarisé rigidement et localement à des portions de paroi, délicate. -2- La présente invention a notamment pour but de surmonter au moins certains, préférentiellement la totalité des inconvénients précités. A cet effet, elle a pour objet un corps creux venu de moulage, notamment en matériau synthétique thermoplastique ou thermodur, susceptible d'être soumis à des contraintes de déformation au niveau d'au moins deux portions de paroi, opposées ou non, et selon au moins une direction, corps caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément de renfort intérieur relié aux portions de paroi concernées lors du moulage et adapté pour agir selon au moins une direction de déformation, ledit au moins un élément de renfort agissant au moins en traction et étant apte à absorber ou accepter le phénomène de retrait lors du refroidissement du corps moulé. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : les figures 1A, 1B et 1C sont des vues en coupe d'un corps creux sous la forme d'un contenant étanche (réservoir d'eau) comprenant au moins un élément: de renfort selon une première variante d'un premier mode de réalisation de l'invention, le corps creux étant respectivement représenté immédiatement après sa sortie du moule, après que le phénomène de retrait soit intervenu (en l'absence de contraintes) et après mise sous contraintes (contraintes tendant à déformer les portions de paroi vers l'extérieur) ; la figure 2 est une vue en perspective d'une seconde variante du premier mode de réalisation d'un élément de renfort selon l'invention ; les figures 3, 4 et 5 sont respectivement des vues en perspective (Fig. 3), en élévation latérale (Fig. 4A et 4B) et en coupe longitudinale (Fig. 5) de trois variantes d'un second mode de réalisation d'un élément de renfort selon l'invention, les figures 4A et 4B représentant l'élément de renfort concerné respectivement avant retrait (Fig. 4A) et après retrait (4B) ; la figure 6 est une vue de détail et en coupe illustrant la mise en place d'un élément de renfort dans un moule de fabrication d'un corps creux selon l'invention, et, la figure 7 est une vue en coupe transversale d'un corps creux 35 selon l'invention, intégrant au moins un élément de renfort selon un troisième mode de réalisation. -3- Les figures 1 et 7 des dessins annexés, et partiellement la figure 5, montrent un corps creux 1 venu de moulage, notamment en matériau synthétique thermoplastique ou thermodur, susceptible d'être soumis à des contraintes de déformation au niveau d'au moins deux portions de paroi 2, 5 2', 2", opposées ou non, et selon au moins une direction. Conformément à l'invention, ledit corps creux 1 comprend au moins un élément de renfort intérieur 3 relié, lors du moulage, aux portions de paroi 2, 2', 2" concernées et adapté pour agir selon au moins une direction de déformation D, ledit au moins un élément de renfort 3 agissant 10 au moins en traction et étant apte à absorber ou accepter le phénomène de retrait lors du refroidissement du corps 1 moulé, débutant dans le moule après achèvement de l'opération de moulage et se poursuivant après démoulage. L'absorption du phénomène de retrait thermique du corps creux 15 1 par le ou les élément(s) de renfort 3 monté(s) dans ce dernier, peut se faire soit avec génération d'une possibilité de déformation limitée des portions de paroi concernées du corps creux 1 (dans le sens inverse du retrait), soit en garantissant un empêchement immédiat de ladite déformation par le ou les éléments de renfort 3 à partir de la configuration après retrait du corps creux 20 1 (montage de l'élément de renfort 3 dans le moule 14 dans un état partiellement comprimé). La nature, la constitution et le mode d'intégration de chaque élément de renfort 3 mis en oeuvre décideront de l'une ou l'autre des possibilités évoquées précédemment. En accord avec une réalisation préférée de l'invention, 25 ressortant notamment des figures 1A, 113 et 1 C, le ou chaque élément de renfort 3 n'est soumis sensiblement à aucune contrainte lors du moulage du corps creux 1 et accepte une compression au moins limitée dans sa ou ses direction(s) d'action D, avec réduction de la distance séparant les extrémités 4 liées de l'élément de renfort 3 concerné. 30 Conformément à une caractéristique avantageuse de l'invention, ressortant des figures 1 et 5 et implicitement de la figure 6, les extrémités de liaison 4 du ou de chaque élément de renfort 3 sont surmoulées par le matériau constituant les portions de paroi 2, 2', 2" du corps creux 1 et présentent des sites 5 d'accrochage ou d'ancrage privilégié, par exemple 35 protubérants, rentrants ou traversants, rapportés ou formés d'un seul tenant au niveau des extrémités de liaison 4. -4- Ces sites peuvent, par exemple, se présenter sous la forme de perforations permettant l'établissement de ponts de matière lors du moulage, de parties non planes et/ou repliées, ou d'éléments protubérants ou rentrants permettant de réaliser une liaison mécanique et d'augmenter les surfaces d'engagement entre l'élément de renfort 3 et le matériau de surmoulage (conformation spécifique des extrémités de liaison 4, par exemple). Dans la pratique, on peut réaliser le moulage de telle manière que les extrémités de liaison 4 du ou de chaque élément de renfort 3 soient au moins partiellement, préférentiellement en totalité, intégrées dans le matériau formant les portions de parois 2, 2', 2" du corps creux 1, avantageusement au niveau d'un décrochement intérieur 6, d'une surépaisseur, d'un renfoncement ou d'une discontinuité structurelle analogue de la portion de paroi concernée (quantité limitée de matériau supplémentaire). En cas de présence d'une surépaisseur de matière nécessaire à une solidarisation de chacune des extrémités 4 avec une résistance à l'arrachement élevée, la quantité de matériau additionnelle nécessaire est limitée, et en tout état de cause sans commune mesure avec la quantité de matériau supplémentaire nécessaire pour réaliser une nervure ou aile de rigidification. Préférentiellement, l'accrochage du matériau de la paroi du corps creux 1 est réalisé de manière volumique et si possible interférente avec les extrémités 4, en fournissant une surface de contact suffisante pour résister aux contraintes. Selon la nature de l'élément de renfort 3 utilisé, deux principes de retenue des portions de paroi 2, 2', 2" à l'encontre d'une déformation vers l'extérieur peuvent être envisagés. Conformément à un premier principe pouvant être mis en oeuvre par l'invention, il peut être prévu que l'élément de renfort ou chaque élément de renfort 3 autorise, d'une part, à partir d'un état neutre en l'absence de contrainte, un rapprochement mutuel au moins limité de ses extrémités 4 liées aux portions de paroi 2, 2', 2" du corps creux 1, le cas échéant en fournissant une résistance progressive à la compression ou en faisant état d'une position de butée ou limite en compression, et empêche, d'autre part, tout écartement mutuel desdites extrémités 4 au-delà de leur position à l'état neutre dans la ou les direction(s) de déformation D (élément de renfort non extensible en traction). Conformément à un second principe pouvant être mis en oeuvre par l'invention, il peut être prévu que l'élément de renfort 3 ou chaque élément de renfort 3 autorise, d'une part, à partir d'un état neutre en l'absence de contrainte, un rapprochement au moins limité de ses extrémités 4 liées aux portions de paroi 2, 2', 2" concernées du corps creux 1, le cas échéant en fournissant une résistance progressive à la compression ou en faisant état d'une position de buté ou limite en compression, et fournit, d'autre part, de manière progressive une résistance à la traction lors d'une variation de l'écartement mutuel desdites extrémités 4 au-delà de leur écartement à l'état neutre dans la ou les direction(s) de déformation D, le cas échéant, en présentant un écartement maximal limite (retenue progressive de la déformation, par exemple élément de renfort 3 à propriétés élastiques). En accord avec les exemples représentés aux figures 1 à 5 des dessins, l'élément: ou chaque élément de renfort 3 peut présenter une structure allongée et être solidarisé par ses extrémités 4 opposées à deux portions de paroi 2 et 2' en regard du corps creux 1, ledit ou chaque élément de renfort 3 s'étendant selon une direction D de déformation potentielle dudit corps creux 1. Selon un premier mode de réalisation, ressortant des figures 1 et 2, ledit au moins un élément de renfort 3 est essentiellement constitué par une pièce fonctionnelle allongée unique 7, éventuellement pourvue d'extrémités de liaison 4 spécifiques, rapportées ou formées d'un seul tenant, ladite pièce étant par exemple choisie dans le groupe formé par les câbles ou rubans métalliques ou synthétiques, les bandes de feuillard, les lames ressort et les bandes de tôle perforée (préférentiellement à propriété de flexion élastique). Ainsi, dans ce premier mode, chaque élément de renfort 3 consiste avantageusement en une pièce 7 présentant au moins une possibilité limitée de flexion élastique sous compression longitudinale et une grande résistance à la traction dans sa direction longitudinale L, au-delà de son état de repos, en l'absence de contrainte. Selon un second mode de réalisation, ressortant des figures 3, 4 et 5, l'élément de renfort 3 est essentiellement constitué de deux pièces fonctionnelles allongées 8 et 8' coopérant entre elles pour empêcher toute déformation ou au moins assurer une limitation de la déformation, en traction et éventuellement en compression, dans la direction longitudinale L dudit élément de renfort 3, par exemple sous la forme de deux pièces 8 et 8' pourvues à leurs extrémités attenantes de formations d'accrochage opposées 9, de deux pièces 8 et 8' reliées par une liaison 10 à coulissement limité dans la direction de déformation D concernée, qui coïncide avec la direction longitudinale L dudit élément de renfort 3, ou encore de l'assemblage de deux pièces 8 et 8' dont l'une est opérationnelle en compression et l'autre en traction. Coni:ormément à un troisième mode de réalisation et comme le montre la figure 7 des dessins annexés, l'élément de renfort 3 ou chaque élément de renfort 3 peut comporter au moins trois branches 11, Il' et 11" pourvues chacune d'une extrémité de liaison 4 solidarisée avec une portion de paroi 2, 2', 2" respective du corps creux 1, lesdites au moins trois branches 11, 11', Il" étant reliées entre elles en un point de connexion 12 unique, chacune desdites branches 11, 1 l', 11" consistant par exemple en une pièce choisie dans le groupe formé par les câbles ou rubans métalliques ou synthétiques, les bandes de feuillard, les lames ressort et les bandes de tôle perforée. Dans ce cas, un unique élément de renfort pourra assurer une retenue contre la déformation simultanément au niveau d'au moins trois 20 portions de paroi 2, 2' et 2". Bien entendu, le renforcement structurel procuré par les éléments de renfort 3 peut être combiné avec tout autre type de renforcement connu dans l'état de la technique et évoqué précédemment en introduction à la présente. De même, le matériau constitutif de la paroi du 25 corps creux 1 pourra présenter des charges de renforcement structurel intégré, par exemple sous la forme de fibres ou de filaments. Ainsi, l'invention procure un corps creux 1 intégrant un ou plusieurs éléments de renfort 3 sous la forme d'une pièce finie venue de moulage, notamment de rotomoulage, la fixation des renforts étant réalisé 30 lors de l'opération de moulage, sans mise en oeuvre d'éléments de fixation supplémentaires et sans percement de la paroi du corps creux 1. En accord avec une application extrêmement préférentielle de l'invention, ledit corps creux 1 forme un contenant, avantageusement à paroi simple (prix de revient faible et fabrication aisée), apte à recevoir un 35 liquide ou un matériau pulvérulent ou granulaire, en particulier un contenant étanche aux liquides, au moins dans la zone de solidarisation 13 du ou des éléments de renfort 3. -7- L'invention présente un intérêt particulier dans le cadre des corps creux, notamment à simple paroi, ayant une forme générale parallélépipédique, notamment rectangle. Le corps creux peut, en fonction de sa taille et des portions de paroi à retenir, comporter un ou plusieurs éléments de renforts internes 3 reliant chacun au moins deux portions de paroi 2, 2', 2", notamment longitudinales. Généralement, lesdits éléments de renfort 3 sont montés de manière espacée dans la direction de plus grande longueur dudit corps creux 1. Ils peuvent également être montés de manière croisée les uns par rapport aux autres ou de manière superposée, ce en fonction de la forme des portions de paroi à retenir. La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un corps creux 1 tel que décrit ci-dessus. Ce procédé est caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à disposer au moins un élément de renfort 3 dans un moule 14 de rotomoulage , à fermer ce dernier, à injecter le matériau destiné à former les différentes portions de paroi 2, 2', 2" du corps creux 1, à déplacer le moule 14 de manière contrôlée jusqu'à la formation de la totalité de la paroi du corps creux 1, à ouvrir ce dernier et à retirer le corps creux 1 intégrant ledit ou lesdits éléments de renfort 3. Le matériau formant la paroi du corps creux 1 peut, par exemple, consister en du polypropylène haute densité, du polyéthylène haute densité, du polyamide, du polychlorure de vinyle ou un matériau thermoplastique analogue. En vue de garantir le surmoulage des extrémités de liaison 4 lors du moulage du corps creux 1, le procédé prévoit avantageusement, lors du montage du ou des éléments de renfort 3 dans le moule 1, de disposer une pièce d'entretoisement ou d'écartement 15 entre chaque extrémité de liaison 4 du ou de chaque élément de renfort 3 et la paroi du moule 14, afin de permettre au matériau injecté de surmouler ou d'enrober ladite extrémité de liaison 4. Comme le montre la figure 6 des dessins annexés, chaque extrémité de liaison 4 pourra être reliée à la paroi du moule 14 par l'intermédiaire d'une vis 16 traversant l'extrémité 4 et coopérant avec un écrou 17. Cette 'vis 16 pourra être extraite après démoulage, l'étanchéité -8- étant conservée du fait du surmoulage de l'écrou 17 par le matériau de la paroi du corps creux. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS 1. Corps creux venu de moulage, notamment en matériau synthétique thermoplastique ou thermodur, susceptible d'être soumis à des contraintes de déformation au niveau d'au moins deux portions de paroi, opposées ou non, et selon au moins une direction, corps (1) caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément de renfort intérieur (3) relié aux portions de paroi (2, 2', 2") concernées lors du moulage et adapté pour agir selon au moins une direction de déformation (D), ledit au moins un élément de renfort (3) agissant au moins en traction et étant apte à absorber ou accepter le phénomène de retrait lors du refroidissement du corps (1) moulé. 2. Corps creux selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou chaque élément de renfort (3) n'est soumis sensiblement à aucune contrainte lors du moulage du corps creux (1) et accepte une compression au moins limitée dans sa ou ses direction(s) d'action (D). 3. Corps creux selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, en ce que les extrémités de liaison (4) du ou de chaque élément de renfort (3) sont surmoulées par le matériau constituant les portions de paroi (2, 2', 2") du corps creux (1) et présentent des sites (5) d'accrochage ou d'ancrage privilégié, par exemple protubérants, rentrants ou traversants, rapportés ou formés d'un seul tenant au niveau des extrémités de liaison (4). 4. Corps creux selon la revendication 3, caractérisé en ce que les extrémités de liaison (4) du ou de chaque élément de renfort (3) sont au moins partiellement, préférentiellement en totalité, intégrées dans le matériau formant les portions de parois (2, 2', 2") du corps creux (1), avantageusement au niveau d'un décrochement intérieur (6), d'une surépaisseur, d'un renfoncement ou d'une discontinuité structurelle analogue de la portion de paroi concernée. 5. Corps creux selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément de renfort ou chaque élément de renfort (3) autorise, d'une part, à partir d'un état neutre en l'absence de contrainte, un rapprochement mutuel au moins limité de ses extrémités (4) liées aux portions de paroi (2, 2', 2") du corps creux (1), le cas échéant en fournissant une résistance progressive à la compression ou en faisant état d'une position de butée ou limite en compression, et empêche, d'autre part, tout écartement- 10 - mutuel desdites extrémités (4) au-delà de leur position à l'état neutre dans la ou les direction(s) de déformation (D). 6. Corps creux selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément de renfort (3) ou chaque élément de renfort (3) autorise, d'une part, à partir d'un état neutre en l'absence de contrainte, un rapprochement au moins limité de ses extrémités (4) liées aux portions de paroi (2, 2', 2") concernées du corps creux (1), le cas échéant en fournissant une résistance progressive à la compression ou en faisant état d'une position de buté ou limite en compression, et fournit, d'autre part, de manière progressive une résistance à la traction lors d'une variation de l'écartement mutuel desdites extrémités (4) au-delà de leur écartement à l'état neutre dans la ou les direction(s) de déformation (D), le cas échéant, en présentant un écartement maximal limite. 7. Corps creux selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'élément de renfort (3) ou chaque élément de renfort (3) présente une structure allongée et est solidarisé par ses extrémités (4) opposées à deux portions de paroi (2 et 2') en regard du corps creux (1), ledit ou chaque élément de renfort (3) s'étendant selon une direction (D) de déformation potentielle dudit corps creux (1). 8. Corps creux selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit au moins un élément de renfort (3) est essentiellement constitué par une pièce fonctionnelle allongée unique 7, éventuellement pourvue d'extrémités de liaison (4) spécifiques, rapportées ou formées d'un seul tenant, ladite pièce étant par exemple choisie dans le groupe formé par les câbles ou rubans métalliques ou synthétiques, les bandes de feuillard, les lames ressort et les bandes de tôle perforée. 9. Corps creux selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'élément de renfort (3) ou chaque élément de renfort (3) est essentiellement constitué de deux pièces fonctionnelles allongées (8 et 8') coopérant entre elles pour empêcher toute déformation ou au moins assurer une limitation de la déformation, en traction et éventuellement en compression, dans la direction longitudinale (L) dudit élément de renfort (3), par exemple sous la forme de deux pièces (8 et 8') pourvues à leurs extrémités attenantes de formations d'accrochage opposées (9), de deux pièces (8 et 8') reliées par une liaison (10) à coulissement limité dans la direction de déformation (D) concernée, qui coïncide avec la direction longitudinale (L) dudit élément de renfort (3), ou encore de l'assemblage de-11- deux pièces (8 et 8') dont l'une est opérationnelle en compression et l'autre en traction. 10. Corps creux selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'élément de renfort (3) ou chaque élément de renfort (3) comporte au moins trois branches (11, 11' et 11") pourvues chacune d'une extrémité de liaison (4) solidarisée avec une portion de paroi (2, 2', 2") respective du corps creux (1), lesdites au moins trois branches (11, 11', Il") étant reliées entre elles en un point de connexion (12) unique, chacune desdites branches (11, 1 l', 11") consistant par exemple en une pièce choisie dans le groupe formé par les câbles ou rubans métalliques ou synthétiques, les bandes de feuillard, les lames ressort et les bandes de tôle perforée. 11. Corps creux selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il forme un contenant apte à recevoir un liquide ou 15 un matériau pulvérulent ou granulaire. 12. Corps creux selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il forme un contenant étanche aux liquides, au moins dans la zone de solidarisation (13) du ou des éléments de renfort (3). 13. Corps creux selon l'une quelconque des revendications 1 à 20 12, caractérisé en ce qu'il présente une forme générale parallélépipédique et comporte plusieurs éléments de renforts internes (3) reliant chacun au moins deux portions de paroi (2, 2', 2"), notamment longitudinales, lesdits éléments de renfort (3) étant montés de manière espacée dans la direction de plus grande longueur dudit corps creux (1). 25 14. Procédé de fabrication d'un corps creux selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à disposer au moins un élément de renfort (3) dans un moule (14) de rotomoulage , à fermer ce dernier, à injecter le matériau destiné à former les différentes portions de paroi (2, 2', 2") du corps creux 30 (1), à déplacer le moule (14) de manière contrôlée jusqu'à la formation de la totalité de la paroi du corps creux (1), à ouvrir ce dernier et à retirer le corps creux (1) intégrant ledit ou lesdits éléments de renfort (3). 15. Procédé de fabrication selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il consiste à disposer une pièce d'entretoisement ou d'écartement 35 (15) entre chaque extrémité de liaison (4) du ou de chaque élément de renfort (3) et la paroi du moule (14), afin de permettre au matériau injecté de surmouler ou d'enrober ladite extrémité de liaison (4).