Brevet FR2928715A1 — publié le 20090918

Procédé d'assemblage de panneaux bord à bord L'invention concerne un procédé d'assemblage de panneaux bord à bord. L'invention trouve des applications notamment dans le domaine de l'aéronautique et de l'automobile, pour l'assemblage de structures minces telles que des structures primaires ou secondaires, des panneaux de fuselages, revêtements de voilure, habillages cabine et cockpit etc. Le procédé selon l'invention peut être utilisé avec des panneaux aussi bien en matériau métallique qu'en matériau composite. Actuellement, il est connu d'assembler des panneaux par l'intermédiaire de moyens de fixation tels que des rivets, des systèmes vis boulons etc. Cet assemblage traditionnel par moyens de fixation rapportés tend à augmenter la masse totale de l'assemblage. De plus, la manipulation de ces moyens de fixation augmente le temps d'assemblage. Dans le cas de l'assemblage de panneaux composites, l'utilisation de moyens de fixation rapportés supprime en grande partie les avantages liés au composite. En effet, outre l'accroissement de la masse du fait de ces moyens de fixation, dans la mesure où ils sont généralement en matériaux métalliques, l'assemblage de panneaux composites redevient sensible à la corrosion et à la fatigue au même titre qu'un assemblage de panneaux métalliques. Il est également connu d'assembler les panneaux par soudage, par exemple par soudage laser. Cependant de tels procédés d'assemblage ne s'appliquent qu'aux panneaux métalliques. Dans l'invention, on cherche à fournir un procédé d'assemblage de panneaux pouvant être utilisé aussi bien pour assembler des panneaux composites, que des panneaux métalliques ou un ensemble composites - métalliques. Dans l'invention, on cherche également à fournir un procédé d'assemblage qui permette d'obtenir un assemblage de panneaux dont une masse est sensiblement égale à la somme des masses des panneaux assemblés. Pour cela, l'invention propose d'assembler les panneaux comme des pièces de puzzle. Les côtés des panneaux sont découpés en conséquence pour comporter des éléments mâles et femelles complémentaires de façon à pouvoir être emboîtés les uns dans les autres. Par exemple, un élément mâle en saillie d'un côté d'un premier panneau est complémentaire d'un élément femelle creusé depuis un côté d'un deuxième panneau. Les côtés des panneaux comportant respectivement l'élément mâle et l'élément femelle complémentaires sont accolés, pour que l'élément mâle soit logé dans l'élément femelle. On réduit ainsi le temps d'assemblage qui se fait par simple emboîtement. Par ailleurs, il y a une économie de coût du fait de l'absence de fixations annexes. Dans le domaine de l'aéronautique, un tel procédé d'assemblage de panneaux permet de diminuer la traînée aérodynamique, en supprimant les zones de recouvrement entre les panneaux assemblés. Bien entendu, dans le cas d'assemblage de panneaux métalliques, ou ayant un composant métallique, on maintiendra avantageusement les panneaux à la même température entre la phase de découpage des éléments femelles et mâles et la phase d'assemblage des panneaux pour éviter la dilatation thermique desdits panneaux. Par ailleurs, le procédé d'assemblage selon l'invention permet d'utiliser des panneaux de grandes dimensions, qui sont découpés au dernier moment aux dimensions voulues. On augmente ainsi les tolérances d'assemblage, seule l'épaisseur desdits panneaux étant fixée à l'avance. L'invention a donc pour objet un procédé d'assemblage de panneaux bord à bord, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - réaliser des découpes mâles et femelles complémentaires sur les bords destinés à être accolés de deux panneaux à assembler ; - accoler les panneaux bord à bord de manière à emboîter les parties mâles d'un premier panneau dans les parties femelles complémentaires d'un deuxième panneau, et inversement. Le découpage des éléments mâles et femelles dans l'épaisseur des panneaux peut par exemple se faire par découpage laser ou jet d'eau. Selon des exemples de mise en oeuvre du procédé d'assemblage de panneaux selon l'invention, il est possible de prévoir de : - découper une épaisseur des bords des panneaux à accoler en biseau, avant ou après avoir réalisé les découpes mâles et femelles. Par épaisseur, on entend la dimension des panneaux normale au plan desdits panneaux. On accole ensuite les panneaux pour l'assemblage. Cette découpe en biseau permet d'augmenter la surface de contact entre les deux panneaux et donc d'avoir une meilleure reprise des efforts. Préférentiellement, un angle du biseau est au plus égal à 45°. Par angle du biseau, on entend l'angle le plus petit de la section biseautée. Avec un angle de biseau plus aigu, il y a un risque de délaminage dans le cas du composite, et dans tous les cas un risque de casse de la pointe du biseau. De même, afin de renforcer l'assemblage, il est possible de : - fixer des moyens de maintien sur une paroi interne des panneaux assemblés de manière à sécuriser l'assemblage. Par paroi interne, on entend la face dirigée vers l'intérieur de la structure à laquelle les panneaux appartiennent, de manière à ne pas former une protubérance susceptible de créer une traînée. Les moyens de maintien peuvent être, de manière classique, des rivets, des ensembles vis-boulons etc. Préférentiellement, les moyens de maintien comportent des ergots solidaires des parois internes des panneaux, et s'étendant le long des bords des panneaux destinés à être accolés, et au moins une barre apte à être maintenue entre les ergots, le long des bords accolés des panneaux. Les ergots sont disposés le long des bords des panneaux destinés à être accolés, de manière à saillir vers l'extérieur. Une fois les panneaux assemblés, on peut glisser la barre entre les ergots le long des bords accolés des panneaux. Les ergots des deux panneaux ne se font pas forcément face, mais peuvent être en quinconce. De même, il est possible d'avoir une unique barre s'étendant sur toute la longueur ou sur une longueur partielle des bords des panneaux, ou plusieurs tiges s'étendant à la suite les unes des autres. Avantageusement, les ergots sont moulés sur la paroi interne des panneaux. Bien entendu, les ergots peuvent autrement être rapportés et fixés à la paroi interne par soudure, collage ou tout autre moyen de fixation connu. Le procédé d'assemblage selon l'invention peut être utilisé indifféremment pour assembler deux panneaux en matériau composite, deux panneaux en matériau métallique ou un panneau en matériau composite avec un panneau en matériau métallique pour réaliser un assemblage hybride. Le procédé d'assemblage de panneaux selon l'invention permet de choisir des panneaux ayant une longueur et/ou une largeur supérieures à celles souhaitées après assemblage, et ayant une épaisseur égale à l'épaisseur souhaitée après assemblage ; contrairement au procédé d'assemblage classique où l'ensemble des dimensions des panneaux est fixé avant l'assemblage, ce qui ne laisse place à aucune marge d'erreur. Le procédé selon l'invention, au contraire permet d'avoir une tolérance d'assemblage importante. Par longueur et largeur, on entend les dimensions d'un panneau s'étendant chacune parallèlement à un bord dudit panneau, les bords considérés étant normal l'un à l'autre. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures représentent : - Figure 1 : une vue partielle en plan de deux panneaux assemblés selon un premier exemple de réalisation du procédé de l'invention ; - Figure 2 : une vue partielle en plan de deux panneaux assemblés selon un second exemple de réalisation du procédé de l'invention ; - Figure 3 : une représentation schématique partielle, en coupe transversale, de deux panneaux assemblés selon le procédé de l'invention. Sur les figures 1 et 2 sont représentés deux panneaux 1 et 2 au niveau de leurs bords 3 et 4 accolés. Préalablement à l'accolement des panneaux 1 et 2, chacun des bords 3 et 4 des panneaux 1, 2 a été découpé, par exemple au moyen d'un laser, de manière à former des découpes mâles 5 et femelles 6 complémentaires. Par complémentaire, on entend qu'une découpe mâle 5 en saillie d'un bord 3, 4 d'un panneau 1, 2 a des dimensions telles que ladite découpe mâle 5 peut être logée dans une découpe femelle 6 creusée depuis un bord 4, 3 du panneau accolé 2, 1. Préférentiellement, les dimensions des découpes mâles 5 correspondent exactement aux dimensions des découpes femelles 6, de manière à ce que la paroi bordant les découpes mâles soit en contact serré avec la paroi bordant les découpes femelles 6. Ainsi les panneaux 1, 2 sont assemblés comme des pièces de puzzle. De manière à normaliser le procédé d'assemblage de panneaux selon l'invention, et pouvoir assembler n'importe quels panneaux 1, 2 bord à bord, il est possible de découper tous les bords 3, 4 de panneaux 1, 2 destinés à être accolés de manière systématique, en alternant par exemple comme cela est représenté sur la figure 2, les découpes mâles 5 et femelles 6, deux découpes mâles 5 adjacentes étant à une distance I l'une de l'autre, et séparées l'une de l'autre par une découpe femelle 6, deux découpes femelles 6 adjacentes étant également séparées d'une distance I. Bien entendu, il est possible d'espacer différemment les découpes mâles 5 et femelles 6, ou de munir un premier panneau uniquement de découpes mâles 5 et un panneau complémentaire uniquement de découpes femelles 6 etc. Comme cela est visible sur la figure 3, il est possible de biseauter dans l'épaisseur E les bords 3, 4 des panneaux 1, 2 destinés à être accolés, avant l'étape d'accolement desdits panneaux 1, 2. Par biseauter, on entend découper en biais dans l'épaisseur E les panneaux 1, 2, aux niveaux de leur bords 3, 4 destinés à être accolés, de manière à augmenter la surface de contact entre les bords 3 et 4 desdits panneaux 1, 2. Par épaisseur E, on entend la dimension des panneaux s'étendant perpendiculairement au plan desdits panneaux 1, 2. Préférentiellement un angle du biseau 7 est au plus égal à 45°. En effet, il faut un équilibre entre la surface de contact la plus grande possible et les risques d'arrachement de la pointe du biseau 7, et dans le cas du composite les risques de délaminage au niveau du bord de la découpe. Il est également possible, comme cela est représenté sur la figure 3, de munir les panneaux 1, 2 d'ergots 8, 9 entre lesquels une barre 10 peut être glissée. Plus précisément, une face interne 11, 12 de chacun des panneaux 1, 2 est munie de protubérances 8, 9 formant crochets vers l'extérieur du panneau 1, 2. Les crochets 8 sur le premier panneau 1 s'étendent en direction du deuxième panneau 2, et les crochets 9 sur le deuxième panneau 2 s'étendent en direction du premier panneau 1, de manière à former une glissière dans laquelle la barre 10 est glissée et maintenue en position. La barre 10 interdit tout glissement des panneaux 1, 2 l'un par rapport à l'autre. Bien entendu, dans un autre exemple de réalisation, il est possible de maintenir la barre 10 contre les panneaux 1, 2 par collage ou soudage selon la nature du matériau formant les panneaux 1, 2 assemblés. Les bords biseautés et la barre 10 peuvent être utilisés séparément. 5 De même, il est possible d'intégrer la barre 10 dans les panneaux 1, 2, mais dans ce cas le procédé d'assemblage selon l'invention perd en adaptabilité. REVENDICATIONS 1- Procédé d'assemblage de panneaux bord à bord, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - réaliser des découpes mâles et femelles complémentaires sur les bords destinés à être accolés des deux panneaux à assembler ; - accoler les panneaux bord à bord de manière à emboîter les parties mâles d'un premier panneau dans les parties femelles complémentaires d'un 10 deuxième panneau et inversement. 2- Procédé d'assemblage de panneaux selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape supplémentaire suivante : - découper une épaisseur des bords des panneaux à accoler en biseau, avant ou après avoir réalisé les découpes mâles et femelles. 15 3- Procédé d'assemblage de panneaux selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un angle du biseau est au plus égal à 45°. 4- Procédé d'assemblage de panneaux selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape supplémentaire suivante : - fixer des moyens de maintien sur une paroi interne des panneaux 20 assemblés de manière à sécuriser l'assemblage. 5- Procédé d'assemblage de panneaux selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de maintien comportent des ergots solidaires des parois internes des panneaux et au moins une barre apte à être maintenue en position entre les ergots le long des bords accolés des 25 panneaux. 6- Procédé d'assemblage de panneaux selon la revendication 5, caractérisé en ce que les ergots sont moulés sur la paroi interne des panneaux. 7- Procédé d'assemblage de panneaux selon l'une des revendications 30 1 à 6, caractérisé en ce que les panneaux à assembler sont en matériau composite et/ou métallique. 8- Procédé d'assemblage de panneaux selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape préalable suivante :- choisir des panneaux ayant une longueur et/ou une largeur supérieures à celles souhaitées après assemblage, et ayant une épaisseur égale à l'épaisseur souhaitée après assemblage.