Brevet FR2921948A1 — publié le 20090410

Elément de construction empilable L'invention se rapporte à un élément de construction empilable du type comportant un bloc 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 tubes 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 sensiblement 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. Selon une forme de réalisation des éléments de construction de dimensions réduites du genre Lego� ou Megabloks�, la solidarisation de deux blocs emboîtés est obtenu grâce au fait que les logements présentent des formes complémentaires de celles des saillies, les saillies étant maintenues dans les logements par frottement de leur surface sur la surface interne du logement. Toutefois, lorsque les éléments de construction du type précité présentent de grandes dimensions, ils sont difficiles à emboîter ou bien difficiles à séparer en cas d'emboîtement à cause de variations dimensionnelles dues aux tolérances de fabrication, des épaisseurs plus importantes des matériaux qui limitent la déformation élastique de parties de ces blocs, etc. Ces difficultés techniques peuvent également se traduire par un emboîtement trop lâche des blocs, de sorte que les éléments se déboîtent facilement. Elles peuvent enfin se traduire par des irrégularités d'épaisseur des surface latérales des blocs, ce qui gène le positionnement de deux blocs côte-à-côte. De plus, lorsque des blocs de grandes dimensions du type précité comportent plusieurs saillies et plusieurs logements, les problèmes d'emboîtement, sont considérablement accrus à cause des tolérances à respecter, non seulement sur les dimensions individuelles des saillies et des logements, mais également sur leurs positions les uns par rapport aux autres, et à cause des problèmes de dilatation thermique qui jouent sur des dimensions beaucoup plus importantes que dans le cas d'éléments du genre Lego� ou Megabloks�. L'invention vise à fournir une solution au problème de l'emboîtement d'éléments de grandes dimensions du type précité, qui permette à la fois un emboîtement facile des éléments et qui assure une solidarisation convenable des éléments emboîtés, de telle manière que leur emboîtement et leur séparation soit possible sous l'action d'une force manuelle exercée par un homme de force moyenne. Elle concerne à cet effet un élément de construction du type précité, qui est remarquable en ce que le logement d'accueil présente une forme partiellement complémentaire de celle de ladite saillie d'emboîtement. Ainsi, la forme du logement partiellement complémentaire de celle de la saillie qu'il accueille permet de disposer entre la surface interne du logement et la surface de la saillie d'une surface de frottement suffisante pour assurer une solidarisation convenable de deux éléments emboîtés, tout en autorisant également une déformation du logement permettant d'accueillir une saillie dont la géométrie ne correspondrait pas avec précision à celle du logement. La capacité du logement à se déformer facilite également le retrait de la saillie lors du déboîtement, ce qui la préserve de toute dégradation. Selon l'invention, l'élément de construction peut également comporter les caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison : le logement d'accueil est délimité par des éléments de paroi ayant chacun une forme au moins partiellement complémentaire de celle de la saillie d'emboîtement, le logement d'accueil communique avec au moins un alvéole réalisé dans le bloc au travers d'un passage entre deux éléments de paroi, le passage s'étend sensiblement sur toute la hauteur du logement d'accueil, les éléments de paroi sont séparés deux à deux par un alvéole, le logement d'accueil est réalisé dans le bloc dans le prolongement de la saillie, l'élément de construction comporte au moins deux saillies et au moins deux logements d'accueil, l'élément de construction est réalisé en polymère thermoplastique expansé, le polymère thermoplastique expansé est du polypropylène expansé, le polypropylène expansé présente une densité comprise entre 20 g / L et 180 g / L, le bloc présente une surface au moins partiellement cristallisée. L'invention sera davantage comprise au regard des modes de réalisations qui vont maintenant être présentés à la lumière des figures annexées parmi lesquelles : la figure 1A est une vue en perspective d'un élément de construction conforme à l'invention selon un premier mode de réalisation, la figure 1B est une vue de dessous de l'élément de construction illustré en figure 1A, la figure 2A est une vue en perspective d'un élément de construction conforme à l'invention selon un second mode de réalisation, la figure 2B est une vue de dessous de l'élément de construction illustré en figure 2A, la figure 3A est une vue en perspective d'un élément de construction conforme à l'invention selon un troisième mode de réalisation, la figure 3B est une vue de coupe suivant le plan III/III montré en figure 3A, et la figure 3C est une vue de dessous de l'élément de construction illustré en figure 3A. Un élément de construction 1 selon un premier mode de réalisation conforme à l'invention est illustré en figure 1A. L'élément de construction 1 est constitué par un bloc 3 de polypropylène expansé, dont la densité est sensiblement égale à 60 g / L. Le bloc 3 présente une forme générale sensiblement parallélépipédique, rappelant la forme des briques ou parpaings de construction pour les bâtiments. Le bloc 3 comporte deux plots ou saillies 5 de forme cylindrique et de mêmes dimensions, réalisés symétriquement de part et d'autre d'un plan de symétrie P du bloc 1 sur une même face F du bloc 1. Les saillies 5 ont pour fonction d'assurer la solidarisation de deux blocs 1 emboîtés l'un dans l'autre, par introduction des saillies d'un premier bloc 1 dans des logements ménagés dans un second bloc 1. Pour ce faire, comme illustrés en figure 1 B, deux logements 7 identiques sont ménagés dans le bloc 1, coaxialement avec chacune des saillies 5. Chacun des logements 7 s'ouvre sur la face F' du bloc 1, opposée à la face F. En outre, chacun des logements 7 est délimité par quatre éléments de paroi courbes 9, répartis uniformément autour de l'axe de chacun des logements 7, formant ainsi partiellement la paroi latérale d'un cylindre. Le diamètre interne de ce cylindre est sensiblement identique au diamètre des saillies 5. Ainsi, le bloc 1 comporte deux logements d'accueil 7 présentant chacun une forme partiellement complémentaire de celle des saillies 5 d'emboîtement. Le bloc 1 comporte par ailleurs des alvéoles 11 qui sont des évidements de matière réalisés dans le bloc 1, permettant d'alléger le poids du bloc 1 et d'abaisser son coût de fabrication. Les alvéoles 11 présentent une section sensiblement rectangulaire et communiquent chacun avec l'un ou l'autre des deux logements 7 à travers des passages 13. Plus précisément, quatre alvéoles 11 uniformément répartis autour d'un logement 7 communiquent avec ce dernier à travers les passages 13 correspondant aux espaces vides situés entre deux éléments de paroi courbes 9 adjacents. Les alvéoles, et par conséquent les passages 13, s'étendent de préférence chacun sur toute la hauteur des logements 7. Comme on peut le voir sur la figure 1 B, les alvéoles sont réparties suivant les côtés 11 d'un rectangle parallèle aux bords du bloc 1. La présence des alvéoles autorise une légère déformation des éléments de paroi 9, ce qui facilite l'introduction des saillies 5 dans les logements 7 sans difficulté excessive, c'est-à-dire sans forcer. Par ailleurs, les éléments de paroi 9 comportent chacun un bord chanfreiné de guidage 15 pour favoriser l'introduction des saillies 5 dans les logements 7. Un second mode de réalisation d'un élément de construction selon l'invention va maintenant être décrit en faisant référence aux figures 2A et 2B. La figure 2A montre un second élément de construction 21 conforme à l'invention, comportant un bloc 23 dont la forme est sensiblement parallélépipédique de section carrée. Le bloc 23 diffère du bloc 1 en ce que l'une de ses faces comporte quatre saillies 25 au lieu de deux. Les quatre saillies 25 sont réparties uniformément autour de l'axe Z du bloc 23 suivant les diagonales de la face qui les porte. Le bloc 23 se distingue également du bloc 1 en ce qu'il présente cinq logements d'accueil 27, 28, 29, 30 et 31, ménagés dans son épaisseur et s'ouvrant sur la face 32 du bloc 23 opposée à celle présentant les saillies 25. Les cinq logement 27 à 31 sont disposés en quinconce, les logements 27 à 30 formant un carré et le logement 31 étant disposé au centre du carré. Les logements 27 à 30 sont réalisés dans le prolongement de chacune des saillies 25. Les logements 27 à 30 sont délimités chacun par trois éléments de parois courbes de dimensions différentes, respectivement désignés par les références 32 à 34, 35 à 37, 38 à 40 et 41 à 43. Ces éléments de parois courbes 32 à 34, 35 à 37, 38 à 40 et 41 à 43 s'étendent respectivement autour de l'axe des logements 27 à 30 en formant chacun partiellement la paroi latérale d'un cylindre. Le diamètre interne des quatre cylindres partiellement délimités par les éléments de parois courbes 32 à 34, 35 à 37, 38 à 40 et 41 à 43 est sensiblement identique au diamètre des saillies cylindriques 25. En outre, les éléments de parois courbes 32 à 34, 35 à 37, 38 à 40 et 41 à 43 présentent chacun un bord chanfreiné facilitant l'introduction des saillies 25 dans les logements 27-30. Par ailleurs, les logements 27 à 30 communiquent chacun avec trois alvéoles 45, qui sont réalisées dans l'épaisseur du bloc 23, de manière à s'inscrire dans un carré dont les côtés sont parallèles aux côtés de la face carrée 32 du bloc 23. Les alvéoles 45 sont sensiblement de section rectangulaire. Quant au logement 31, disposé au centre du carré formé par les logements 27 à 30, il est délimité par quatre éléments de parois courbes identiques 47 répartis uniformément, de manière à former partiellement les parois d'un cylindre. Le diamètre interne de ce cylindre est sensiblement égal au diamètre des saillies 25, de manière à autoriser leur introduction. Ce logement 31 communique avec quatre alvéoles identiques 49 à travers des passages laissés entre les éléments de parois 47. Les alvéoles 49 sont sensiblement de section rectangulaire et sont disposés sensiblement entre deux logements adjacents 27 et 28, 28 et 29, 29 et 30 ou 30 et 27. Dans le cadre de ce mode de réalisation, le bloc 23 est réalisé en polystyrène expansé par moulage. Toutefois, l'invention ne se limite pas au choix de ce matériau polymère. L'élément de construction pourrait être réalisé dans un autre matériau, déformable de préférence, et notamment dans un autre matériau polymère thermoplastique expansé. Il va maintenant être fait référence aux figures 3A à 3C pour décrire un troisième mode de réalisation d'un élément de construction conforme à l'invention. L'élément de construction illustré en figure 3A comporte un bloc 51 de forme sensiblement parallélépipédique qui diffère du bloc 1 ou du bloc 21 en ce qu'il présente huit saillies 53 réparties suivant deux lignes parallèles de quatre saillies. Le bloc 51 est réalisé en polypropylène expansé dont la densité et sensiblement de 60 g / L. Sur la face 55 du bloc 51 présentant les huit saillies 53, ainsi que sur les quatre faces adjacentes à la face 55 du bloc 51, le polypropylène à été cristallisé en surface, suivant les techniques connues de l'homme du métier, pour former une couche lisse 57 donnant au block un aspect brillant et renforçant la surface le bloc 51. Le polypropylène a également été cristallisé en surface des saillies 53. Comme le montre la figure 3C, le bloc 51 diffère des blocs 1 et 21 en ce qu'il comporte onze logements d'accueil 58 à 68, disposés en quinconce, dont huit logements 58 à 65 forment un rectangle en étant disposés suivant deux rangées de quatre logements, et dont trois logements 66 à 68 sont ménagés entre les deux rangés de quatre logements. Les huit logements 58 à 65 sont chacun délimités par trois éléments de parois courbes. Le logement 58 est délimité par trois éléments de parois courbes 69, 70 et 71, et le logement 65 est délimité par trois éléments de parois courbes 72, 73 et 74. Comme décrit précédemment, ces éléments de parois courbes forment partiellement les parois d'un cylindre de forme complémentaire de celle des saillies 53. Chacun des logements périphériques 58 à 65 communique avec trois alvéoles. Les trois alvéoles sont disposés autour de l'axe du logement avec lequel ils communiquent. Chacun des logements centraux 66 à 68 communique selon le cas avec deux ou trois alvéoles réalisés entre deux logements périphériques adjacents. Ainsi, le logement 58 communique avec les alvéoles 75, 76 et 77, et le logement 65 communique avec les alvéoles 78, 79 et 80. Toutes les alvéoles réalisés dans le bloc 51 présentent sensiblement une section rectangulaire. Comme indiqué précédemment, la communication entre les alvéoles et le logement permet une légère déformation des éléments de paroi courbes lors de l'introduction des saillies, ce qui facilite l'emboîtement de deux éléments de construction. De plus, les éléments de parois courbes délimitant partiellement une forme complémentaire de celle des saillies constituent une zone de frottement adaptée pour retenir une saillie dans un logement et permettre de solidariser deux éléments. En outre, les passages de communication entre les alvéoles et les logements facilitent retrait de la saillie en autorisant l'air à pénétrer dans le logement, évitant ainsi un phénomène de ventouse. Les saillies peuvent ainsi être dégagées des logements sans exercer une force manuelle excessive et sans être abîmées. L'invention permet d'empiler des éléments de construction qui ne sont pas nécessairement tous réalisés dans le même matériau, chacun des éléments pouvant présenter des coefficients de dilatation thermique différents. Par exemple, l'un des éléments peut être réalisé en polypropylène expansé, et l'autre en matière plastique dure, en bois, en métal, en béton ou autre matériau. A la lecture de ce qui précède, on comprend comment l'invention permet de pallier les inconvénients des solutions de l'état de la technique antérieure. Il devra toutefois être compris que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation spécifiquement décrits et illustrés sur les figures. En effet, l'invention pourrait s'appliquer à la réalisation d'éléments de construction dont les blocs comportent des logements, saillies et alvéoles en nombre différents ou de forme géométrique différentes. Par exemple, les logements ou les éléments de paroi pourraient présenter une extrémité d'entrée d'un plot dont la forme serait tronconique pour favoriser encore davantage l'introduction d'un plot dans un logement. REVENDICATIONS 1. Elément de construction empilable comportant un bloc (3 ; 23 ; 51) présentant au moins une saillie (5 ; 25 ; 53) d'emboîtement sur l'une de ses faces et au moins un logement d'accueil (7 ; 27-29 ; 58-68) de forme adaptée à ladite saillie dans une face opposée, caractérisé en ce que ledit logement d'accueil (7 ; 27-29 ; 58-68) présente une forme partiellement complémentaire de celle de ladite saillie d'emboîtement (5 ; 25 ; 53). 2. Elément de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit logement d'accueil (7 ; 27-29 ; 58-68) est délimité par des éléments de paroi ayant chacun une forme au moins partiellement complémentaire de celle de ladite saillie d'emboîtement (5 ; 25 ; 53). 3. Elément de construction selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit logement d'accueil (7 ; 27-29 ; 58-68) communique avec au moins un alvéole (11 ; 45 ; 75-77, 78-80) réalisé dans le bloc, au travers d'un passage (13) entre deux éléments de paroi (9 ; 32-34, 35-37, 38-40, 41-43 ;69-71, 72-74). 4. Elément de construction selon la revendication 3, caractérisé en ce que le passage (13) s'étend sensiblement sur toute la hauteur du logement d'accueil (7 ; 27-29 ; 58-68). 5. Elément de construction selon la revendication 3 et 4, caractérisé en ce que lesdits éléments de paroi (9 ; 32-34, 35-37, 38-40, 41-43 ;69-71, 72-74) sont séparés deux à deux par un alvéole (11 ; 45 ; 75-77, 78-80). 6. Elément de construction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit logement d'accueil (7 ; 27-29 ; 58-68) est réalisé dans le bloc (3 ; 23 ; 51) dans le prolongement de ladite saillie (5 ; 25 ; 53). 7. Elément de construction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux saillies (5 ; 25 ; 53) et au moins deux logements d'accueil (27-29 ; 58-68). 8. Elément de construction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est réalisé en polymère thermoplastique expansé. 9. Elément de construction selon la revendication 6, caractérisé en ce que le polymère thermoplastique expansé est du polypropylène expansé. 10. Elément de construction selon la revendication 7, caractérisé en ce que le polypropylène expansé présente une densité comprise entre 20 g / L et 180 g / L. 11. Elément de construction selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que le bloc présente une surface (57) au moins partiellement cristallisée.