Brevet FR2957837A1 — publié le 20110930

MODULE FLEXIBLE La présente invention concerne un module flexible susceptible d'être utilisé entre autres en tant que support, en tant qu'outil ou en tant qu'objet d'art de forme modulable. Ce module est constitué d'un matériau particulier qui lui confère certaines propriétés mécaniques et notamment la flexibilité dans plusieurs plans. Ce module flexible constitué d'un insert central recouvert d'un enrobage, a une forme sensiblement rectangulaire. Ce module peut également servir de support, notamment à des moyens d'éclairage tels des diodes électroluminescentes (LEDs). Ledit module peut également être utilisé pour ses propriétés de mémoire de forme, en tant qu'outil. Le matériau selon l'invention constitue la matière de base du module flexible. Certains matériaux décrits dans l'art antérieur et qui sont susceptibles de constituer des objets de forme modulable sont en général constitués en partie d'un matériau métallique souple ou encore d'un matériau à mémoire de forme. Il existe par exemple une règle souple, également appelée cobra (Protecna®), destinée à tracer des courbes, qui présente une certaine flexibilité. Cette règle cobra permet notamment de reproduire des formes courbes ou arrondies. Cependant cette règle n'est flexible que dans un plan de l'espace. En conséquence, elle ne permet pas de mouvement de torsion dans plusieurs plans. Cette règle souple contient dans son coeur deux lames métalliques pleines. Ces lames sont généralement constituées d'un métal à mémoire de forme. Les deux lames métalliques vont glisser l'une sur l'autre pour permettre à l'objet d'adopter les formes courbes à reproduire. On retrouve également des modules flexibles dans le domaine de l'électricité sous la forme de câbles ou de fils conducteurs de courant électrique. En effet, dans le domaine de l'électricité, certains fils conducteurs sont formés d'une gaine isolante et de fils métalliques. Différentes sections de fils conducteurs métalliques sont susceptibles de garder leur forme après manipulation. Ces fils conducteurs peuvent supporter des mouvements sur plusieurs plans et notamment une torsion. Cependant, ces fils ont une section circulaire et ne peuvent maintenir une position de torsion autour de l'axe formé par le câble central. Des mouvements dans plusieurs plans sont donc possibles mais le mouvement de torsion demeure impossible car il endommagerait le câble central en altérant ses fonctions conductrices. Ceci est dû au fait que les matériaux utilisés ne présentent pas de capacités de mémoire de forme. En dehors de ces exemples de l'art antérieur, qui ne permettent pas de torsion ni de flexibilité dans plusieurs dimensions, ou n'ont pas de mémoire de forme, peu de matériaux permettent la fabrication d'un module flexible dont les propriétés s'exercent dans plusieurs plans de l'espace de façon stable et durable. Par ailleurs, ces matériaux permettent de fabriquer des objets qui sont généralement fragiles et ne permettent pas de moduler leur forme à plusieurs reprises. Il a été découvert de façon surprenante un matériau présentant des propriétés de flexibilité et de mémoire de forme particulières. Ce matériau permet particulièrement la fabrication d'un module flexible. Ledit matériau est susceptible d'être contraint dans plusieurs plans et même soumis à une torsion. Le module constitué dudit matériau est également susceptible d'être contraint dans plusieurs plans et même soumis à une torsion. Ces manipulations peuvent être répétées dans le temps sans altération du matériau ou du module flexible. La présente invention porte notamment sur un module flexible constitué d'un insert central en forme de lame perforée recouverte d'un enrobage. L'insert central est réalisé dans un matériau présentant des propriétés anti-corrosives, une certaine élasticité, de la souplesse et des propriétés de conductivité, tel l'acier inoxydable. Dans un mode de réalisation particulier l'insert central est une lame métallique perforée dont les perforations sont de forme carrée. Le nombre et la taille desdites perforations permettent à la matière d'enrobage de passer de part et d'autre de la lame métallique ; ceci crée une certaine unicité qui permet au module flexible d'adopter et de conserver la forme qu'on souhaite lui donner. Ces perforations permettent également la manipulation répétée du module flexible ainsi que la conservation de la forme imprimée au module suite à chaque manipulation. L'enrobage peut être constitué de différentes matières telles le polyuréthane, le silicone, le caoutchouc ou toute autre matière présentant assez d'élasticité pour se laisser plier sans rompre, tout en conservant la forme que l'on souhaite donner au module flexible. Les propriétés techniques du module selon l'invention, soit la flexibilité, la résistance et la capacité à conserver une forme imposée, résultent de l'adéquation entre les qualités techniques de la matière d'enrobage et les qualités techniques de l'insert central. La forme et les proportions de ces deux éléments constitutifs de la présente invention sont également déterminants. L'enrobage du module est susceptible de contenir des éléments décoratifs ou utilitaires en fonction de l'usage du module flexible. L'enrobage est également susceptible de présenter différentes couleurs ; lesdites couleurs étant soit dans la masse dudit enrobage, soit recouvrant ledit enrobage. Dans un mode de réalisation particulier, le module flexible selon l'invention a une forme rectangulaire dont les dimensions sont typiquement une largeur de 5 mm à 0,5 m pour une longueur de 10 mm à 2 m. Dans ce cas, l'insert central a également une forme rectangulaire dont la largeur est de 4 mm à 0,494 m pour une longueur allant de 0,4 mm à 0,994 m. L'épaisseur dudit module flexible est variable suivant le matériau sélectionné pour la réalisation de l'insert central, typiquement elle sera de 0,1 mm à 10 mm. Dans un mode de réalisation préféré, le module selon l'invention a les dimensions suivantes : l'insert central a une forme rectangulaire dont la largeur est de 44 mm, la longueur de 1994 mm et l'épaisseur de 2 mm. Le module flexible contenant cet insert a une forme rectangulaire dont les dimensions sont : une largeur de 50 mm et une longueur de 2m pour une épaisseur de 4 cm. Dans un premier mode de réalisation particulier, le module flexible selon l'invention est un support pour moyens lumineux dont l'enrobage contient des circuits imprimés, des fils électriques, des ampoules ou des LEDs, etc. Dans un second mode de réalisation particulier, le module flexible selon l'invention est un outil à mémoire de forme qui permet de reproduire des courbes. Ledit outil trouvera une application particulière dans le domaine biomédical où il permettra de prendre l'empreinte du dos d'une personne (particulièrement une scoliose) et de suivre son évolution au fil du temps et/ou du traitement. Ce principe peut également être appliqué à d'autres parties du corps dont le suivi dans le temps peut s'avérer nécessaire. Dans un troisième mode de réalisation particulier, le module selon l'invention est un outil de mesure d'angle qui peut être utilisé dans le domaine de la construction ou du bâtiment mais également pour le bricolage. Cet outil est léger, maniable, mais également robuste et fiable. Il permet de reproduire un angle très rapidement et peut servir de gabarit. Dans quatrième mode de réalisation particulier, le module selon l'invention est un outil de mesure de courbure qui peut être utilisé dans le domaine de la construction ou du bâtiment mais également pour le bricolage. Cet outil est léger, maniable, mais également robuste et fiable. Il permet de reproduire une courbe très rapidement et peut servir de gabarit. Dans un sixième mode de réalisation particulier, le module selon l'invention est un objet d'art à mémoire de forme qui permet à chacun de lui imprimer la forme souhaitée. Cet objet peut alors être exposé à la vue de tous. Cet objet présente une surface agréable au toucher qui permet sa préhension par chacun. La présente invention décrit également un procédé de fabrication d'un module flexible selon l'invention. Ce procédé comprend les 35 étapes suivantes : - sélectionner un moule de forme adaptée au module à réaliser, - y verser le matériau plastique sous forme liquide constituant l'enrobage du module, - déposer sur la couche ainsi formée l'insert central 5 constitué d'une lame métallique perforée, remplir le reste du moule avec le matériau liquide constituant l'enrobage, - laisser refroidir l'ensemble, - démouler le module flexible ainsi obtenu. 10 Dans un mode de réalisation particulier ce procédé met en oeuvre une lame métallique perforée constituée d'acier inoxydable. En effet, l'acier inoxydable présente toutes les qualités mécaniques recherchées pour la fabrication du module flexible selon l'invention : résistance élevée à la corrosion, très bonne 15 résistance mécanique, bonne déformabilité à froid, mémoire de forme. Dans un mode de réalisation préféré, l'acier inoxydable utilisé est l'acier de désignation X5CrNi18-10 (acier 1.4301). Dans un autre mode de réalisation, ce procédé met en oeuvre un matériau plastique sélectionné parmi le polyuréthane, le silicone 20 ou le caoutchouc. Tout autre matériau plastique présentant des qualités mécaniques équivalentes est utilisable en tant que matériau d'enrobage. Les propriétés mécaniques de l'enrobage sont la résistance et la souplesse, cependant si le module flexible est utilisé en tant qu'objet destiné à être vu et/ou touché, 25 alors on cherchera également un enrobage dont la surface externe présente à la fois des qualités esthétiques et des qualités de préhension. Les matériaux plastiques couramment utilisés dans l'art antérieur sont des polyuréthanes, des silicones et du caoutchouc. En effet, les polyuréthanes sont sélectionnés pour 30 leur résistance, leur souplesse et leur faible toxicité. Le silicone présente également des qualités de résistance, de souplesse et d'élasticité, mais également une importante capacité de résistance au vieillissement. Enfin le caoutchouc présente lui aussi des propriétés de résistance, de souplesse et d'élasticité 35 nécessaires à la mise en oeuvre de la présente invention. La présente invention est illustrée par les figures et les exemples suivants : La Figure 1 est une vue de face, en transparence, d'un module flexible (1) selon l'invention. La transparance permet de visualiser l'insert central perforé et son positionnement au coeur du module flexible (1). La Figure est vue de profil et en coupe d'un module flexible (1) selon l'invention. On y distingue également très clairement le positionnement de l'insert central (2) perforé au coeur du module flexible. La Figure 3 est un exemple de perforations (4) de l'insert central (2) dans un module flexible (1) selon l'invention. Les perforations y sont régulières et de forme carrée. On les retrouve sur toute la longueur de l'insert central. Exemples . A. Fabrication d'un module flexible 1. Enrobage Le module flexible est constitué d'un matériau plastique qui est 20 le polyuréthane. Ce matériau a été choisi pour sa texture, ses propriétés d'élasticité et sa solidité. En effet, certains polyuréthanes permettent d'obtenir une surface externe présentant un toucher « peau » qui rend le module flexible très agréable au toucher. 25 2. Insert central Dans cet exemple, l'insert central du module flexible est réalisé en acier inoxydable en raison de ses qualités anti-corrosives, son élasticité, sa souplesse et sa résistance aux manipulations 30 successives. L'acier inoxydable sélectionné est le X5CrNi18-10 (acier 1.4301) qui présente de nombreuses qualités dont une résistance à la15 corrosion ainsi qu'une activité magnétique très réduite. Ses propriétés physiques sont décrites dans le tableau ci-dessous. Tableau 1 : propriétés physiques de XSCrNi18-10 Propriété physique Valeur Unité Module d'élasticité 200 kN/mm2 Coefficient de Poisson 0,3 Masse volumique 7,9 Kg/dm3 Point de fusion 1420- °C 1470 Coefficient de dilatation linéaire (20- 0,000016 /°C 300°C) Conductibilité thermique à 20°C 15 W/m °K Résistance électrique spécifique 73 µcm Conductibilité électrique typique 1.4 MS/m Chaleur spécifique à 20°C 500 J/(kg K) Propriété magnétique Faible (état mou) 3. Fabrication du module flexible Le moule sélectionné permet d'obtenir un objet dont les dimensions sont les suivantes : largeur de 50 mm, longueur de 2m pour une épaisseur de 4 cm. 10 Le polyuréthane sous forme liquide y est versé jusqu'à une hauteur d'un peu moins de 2 cm. L'insert central en acier X5CrNi18-10 y est déposé. Ses perforations permettent le passage d'un peu de polyuréthane à l'état fondu. 15 On remplit très rapidement le reste du moule avec le matériau liquide constituant l'enrobage. On laisse refroidir l'ensemble puis on démoule le module flexible ainsi obtenu. B. Support pour moyens lumineux 20 La base de cette application est le module flexible réalisé selon la méthode décrite en A. L'enrobage est fait de polyuréthane et l'insert central est réalisé en acier inoxydable avec perforations carrées.5 On découpe dans le module flexible ainsi réalisé des emplacements pour y insérer des LEDs ainsi que leur système d'alimentation. Il peut également être prévu de mouler le module en tenant compte de ce qui va y être inséré. L'objet ainsi créé pourra être manipulé afin de lui conférer la forme désirée. Une variante de ce système peut prévoir un système lumineux muni de capteurs solaires ou tout autre système garantissant l'autonomie énergétique des moyens lumineux sélectionnés. C. Objet d'art de forme modulable Le module flexible ainsi réalisé à partir de polyuréthane en tant que matériau d'enrobage et d'un insert central en acier de type X5CrNi18-10 est susceptible d'adopter et de conserver la forme qu'on lui impose. On peut ainsi le placer sur un socle ou tout autre support permettant sa présentation au public. Ainsi, on peut envisager de l'utiliser comme oeuvre d'art modulable au gré des souhaits de l'utilisateur ou du spectateur. Le module flexible est susceptible d'être enroulé, replié, ou même tordu. Ceci permet à l'utilisateur de lui faire adopter la forme qu'il souhaite. REVENDICATIONS1. Module flexible (1) dans plusieurs plans caractérisé en ce qu'il est constitué d'un insert central (2) constitué d'une lame métallique perforée, ledit insert central (2) étant recouvert d'un enrobage (3) constitué d'un matériau plastique. 2. Module flexible (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce 10 que l'insert central (2) est constitué d'acier inoxydable. 3. Module flexible (1) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les perforations (4) de la lame sont de forme carrée. 4. Module flexible (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'enrobage (3) est réalisé dans un matériau plastique sélectionné parmi le polyuréthane, le silicone ou le caoutchouc. 5. Module flexible (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il constitue un support pour des moyens lumineux tels des ampoules ou des diodes électroluminescentes (LEDs). 6. Module flexible (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il constitue un outil pour reproduire des courbes. 7. Procédé de fabrication d'un module flexible (1) dans plusieurs 30 plans comprenant les étapes suivantes : - sélectionner un moule de forme adaptée au module flexible (1) à réaliser ; 15 20 25y verser le matériau plastique sous forme liquide constituant l'enrobage (3) du module flexible ; - déposer sur la couche ainsi formée l'insert central (2) constitué d'une lame métallique perforée ; remplir le reste du moule avec le matériau liquide constituant l'enrobage (3) ; - laisser refroidir l'ensemble - démouler le module flexible (1) ainsi obtenu. 8. Procédé de fabrication selon la revendication 7 caractérisé en ce que le matériau plastique sous forme liquide constituant l'enrobage (3) est sélectionné parmi le polyuréthane, le silicone ou le caoutchouc. 9. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que l'insert central (2) est réalisé en acier inoxydable. 10. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des 20 revendications 7 à 9, caractérisé en ce que les perforations (4) de la lame sont de forme carrée.