Brevet FR2969113A1 — publié le 20120622

ARCHITECTURE PNEUMATIQUE ET PROCEDE DE FABRICATION ASSOCIE DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001] Le domaine technique de l'invention est celui des architectures pneumatiques tant pour un bâtiment, par exemple une tente ou un abri provisoire, que pour un véhicule, et plus particulièrement un navire, une embarcation ou autre engin flottant et a plus particulièrement pour objet une architecture pneumatique et un procédé de fabrication associé. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE [0002] Il existe déjà des architectures pneumatiques utilisées tant pour la réalisation de bâtiments, par exemple une tente ou un abri provisoire, que pour des véhicules, par exemple un navire, une embarcation ou autre engin flottant. [0003] Dans le domaine maritime, par exemple, il existe des bateaux comprenant généralement une carène en matériau rigide et des structures gonflables de types flotteurs ou boudins entourant ladite carène et assurant ainsi la flottabilité de l'embarcation. Une autre configuration connue, par exemple pour des kayaks, consiste en un assemblage de compartiments gonflables de type boudins. [0004] Dans le domaine du bâtiment, par ailleurs, plusieurs dispositifs sont également connus. Plus précisément, l'état de la technique divulgue des dispositifs de type tente comportant une charpente gonflable de type boudin et des parois en toiles. [0005] Dans le domaine maritime, de tels dispositifs ont notamment comme inconvénients, d'imposer des structures lourdes et peu rigides structurellement et même architecturalement et d'imposer un volume d'encombrement important une fois l'embarcation dégonflée, ou bien dans une autre configuration, de disposer d'une structure peu stable et présentant de mauvaises propriétés de glissement au contact de l'eau. [0006] Dans le domaine du bâtiment, de tels dispositifs ont notamment l'inconvénient de présenter une faible rigidité et une résistance aux intempéries très limitée. EXPOSE DE L'INVENTION [0007] L'invention vise à remédier aux inconvénients de l'état de la technique, en particulier aux problèmes de rigidité structurelle et architecturale, d'encombrement et de performances d'une architecture pneumatique, en particulier dans le domaine maritime. [0008] Dans cet objectif et selon un premier aspect, l'invention concerne une 10 architecture pneumatique comprenant au moins un premier élément structurel et un deuxième élément structurel, chacun présentant une structure creuse, destinée à être mise sous pression et délimitée par deux parois en vis à vis, chaque paroi étant composée d'un renfort de type tissu et d'une matrice de type polymère ou à base de polymère, ces deux parois étant reliées sur leur bordure 15 de façon étanche à l'air et à l'eau et leurs surfaces internes respectives étant rattachées entre elles par un réseau de fils formant une entretoise. [0009] Selon une première caractéristique, les premier et deuxième éléments structurels sont directement fixés l'un à l'autre par des moyens de solidarisation. [0010] Il est entendu par « directement fixés » que les deux éléments sont 20 fixés entre eux sans moyen intermédiaire venant se placer entre lesdits éléments structurels. [0011] On entend par moyen de solidarisation dans le cas d'une telle structure pneumatique le fait que la mise sous pression des différents éléments structurels de l'architecture solidarise l'ensemble de l'architecture, c'est-à-dire que chacun 25 desdits éléments sont ainsi solidaires l'un à l'autre. En d'autres termes, lorsque lesdits éléments structurels sont sous pression, le mouvement de l'un des éléments structurels dépend du mouvement des autres éléments structurels et inversement. [0012] De ce fait, l'architecture pneumatique correspond à un assemblage d'au moins deux éléments structurels chacun étant pneumatique et apte à se rigidifier par leur mise sous pression. Le réseau de fils formant une entretoise permet de donner une forme à l'élément structurel lorsque celui-ci est mis sous pression. Ainsi afin de définir la forme souhaitée d'un élément structurel, la distance entre les deux parois en vis-à-vis est variable le long de chacun des éléments structurels ainsi que l'orientation et la longueur des fils du réseau de fils. [0013] En outre, selon une caractéristiques particulière, la structure creuse des éléments structurels destinée à être mise sous pression peut être compartimentée en plusieurs chambres indépendantes. Par conséquent, chaque élément pneumatique peut être gonflable séparément ce qui permet d'envisager une utilisation pendant un certain temps, dit de sécurité, postérieurement à un constat éventuel de perte de pression dans l'un des éléments structurel. [0014] Dans une configuration particulière, les premier et deuxième éléments structurels présentent tout ou partie d'au moins une paroi commune. Cette conformation des parois étant un moyen de solidarisation desdites parois l'une à l'autre, conformation offrant une résistance aux efforts optimale. Dans ce cas, le renfort de type tissu est continu et se prolonge sur au moins deux éléments structurels et les fils constitutifs de l'entretoise permettent de mettre en forme l'architecture. [0015] Avantageusement, lesdits moyens de solidarisation reliant l'un à l'autre chacun au moins des premier et deuxième éléments structurels formant l'architecture pneumatique sont des cornières souples. [0016] De plus, lesdits éléments structurels sont en matériau à « mailles coulées » (« drop-stitch »). L'utilisation d'un tel matériau, donc d'un élément structurel de type double-parois comme décrit précédemment, permet le renforcement de la rigidité générale de l'architecture pneumatique par solidarisation desdits éléments structurels entre eux selon des principes mécaniques basés sur des géométries de construction destinées à renforcer les propriétés de résistance à la flexion intrinsèque aux matériaux constitutifs. [0017] Selon une autre caractéristique particulière, l'architecture pneumatique comporte une structure tubulaire supportée par au moins l'un des éléments structurels. Ainsi, dans ce type de configuration l'architecture pneumatique possède une ossature rigide lorsqu'elle est sous pression complétée par une structure tubulaire dont la forme est adaptée à l'environnement d'utilisation de l'architecture pneumatique, l'ossature étant définie par les éléments structurels sous pression et permet ainsi à l'architecture pneumatique d'être autoportante. [0018] Avantageusement, la structure tubulaire peut être pneumatique. Ceci permet de ce fait de posséder non seulement une ossature pneumatique résistante et rigide de par sa configuration mais aussi d'une architecture dont l'intégralité est entièrement pneumatique. [0019] La section de ladite structure tubulaire est adaptable en fonction de son utilité et de l'utilisation qui est faite d'une telle architecture. En effet, ladite section de la structure tubulaire peut être, par exemple, circulaire. Dans ce cas, la structure tubulaire peut être représentée en coupe par un arc de cercle aux extrémités reliées entre elles par au moins un élément structurel en double parois. [0020] L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un véhicule utilisant une telle architecture. [0021] Selon une caractéristique particulière, ce procédé de fabrication d'un véhicule met en oeuvre sa fabrication par une étape de réalisation d'une ossature comportant une architecture pneumatique telle que décrite précédemment. Ledit procédé de fabrication peut aussi, de façon avantageuse, mettre en oeuvre la réalisation intégrale dudit véhicule avec une architecture pneumatique telle que décrite précédemment. [0022] Par conséquent, une telle architecture pneumatique apporte une optimisation des propriétés mécaniques d'un véhicule tel qu'une embarcation, ou d'un bâtiment la comportant par combinaison d'intersections et assemblage d'éléments structurels pneumatiques entre eux de façon à renforcer architecturalement la raideur obtenue par gonflage de chacun d'entre eux. L'augmentation de la résistance à la flexion résultant d'une conception par géométrie de construction sur le principe par exemple des poutrelles métalliques utilisées dans le domaine de la construction de bâtiments [0023] D'autre part, la fabrication intégrale d'une architecture pneumatique, donc l'absence de tout élément rigidifiant à base de matériaux solides, permet d'obtenir un allègement significatif du montage final ainsi qu'une facilité accrue de rangement et de transport de ces structures autoporteuses réalisées exclusivement à partir d'éléments gonflables. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [0024] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : la figure 1, un schéma d'une architecture pneumatique entre deux éléments structurels selon un premier mode de réalisation ; les figures 2a et 2b, des schémas d'une architecture pneumatique entre deux éléments structurels selon deux modes de réalisation ; la figure 3, un schéma d'une architecture pneumatique comportant trois éléments structurels selon un mode de réalisation appliqué au domaine nautique ; la figure 4, un schéma d'une architecture pneumatique comportant des éléments structurels et une structure tubulaire selon un autre 20 mode de réalisation toujours dans le domaine nautique; les figures, 5a, 5b, 6a, 6b, 7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b, 9c et 9d des schémas de différentes coupes d'une structure tubulaire supportée par au moins un élément structurel selon d'autres modes de réalisation ; 25 [0025] Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION [0026] La figure 1 montre un schéma d'une architecture pneumatique entre deux éléments structurels selon un premier mode de réalisation. [0027] En effet, est représenté sur cette figure une architecture pneumatique 1 comprenant un premier et un deuxième élément structurels 2, 2', chacun de ces deux éléments structurels en matériau « drop-stitch » présentant une structure creuse destinée à être mise sous pression délimitée par deux parois 3, 3' en vis-à-vis respectivement à une distance d, d, chaque paroi étant composée d'un renfort de type tissu et d'une matrice de type polymère ou à base de polymère, ces deux parois 3, 3' étant reliées sur leur bordure 4, 4' de façon étanche à l'air et à l'eau et leurs surfaces internes respectives étant rattachées entre elles par un réseau de fils 5, 5' formant une entretoise. [0028] En outre, ces premier et deuxième éléments structurels sont fixés directement l'un à l'autre par des moyens de solidarisation 6, ces moyens de solidarisation étant, dans ce mode de réalisation, des cornières souples. [0029] Les figures 2a et 2b montrent deux schémas d'une architecture pneumatique 1 entre deux éléments structurels 2, 2' selon deux autres modes de réalisation. [0030] La figure 2a représente une architecture pneumatique 1 comprenant un premier et un deuxième élément structurels 2, 2' chacun en matériau « drop- stitch ». Dans ce mode de réalisation chacun des éléments structurels 2, 2' comprend une paroi commune 3', c'est-à-dire qu'il y a une continuité de la paroi présente sur, et entre, chacun des éléments structurels 2, 2'. De cette manière la solidarisation des différents éléments structurels 2, 2' est rendue possible grâce à la structure même de la paroi composée d'un renfort de type tissu, renfort ainsi commun auxdits éléments structurels 2, 2'. Plus précisément, dans cette configuration l'architecture pneumatique 1 présente une unique structure creuse apte à être mise sous pression. Afin d'assurer une résistance optimale du matériau, le réseau de fils 5, 5', non représenté ici au niveau de la solidarisation des éléments structurels 2, 2', est adapté de façon à renforcer le matériau. [0031] La figure 2b représente une architecture pneumatique 1 comme représentée sur la figure 2a à la différence que celle-ci est compartimentée, c'est-à-dire qu'elle présente une cloison interne 11 divisant l'architecture pneumatique en deux structures creuses distinctes, la cloison interne 11 étant située à l'intersection des deux éléments structurels 2, 2'. [0032] La figure 3 montre un schéma d'une architecture pneumatique comportant trois éléments structurels selon un mode de réalisation appliqué au domaine nautique. [0033] Plus précisément, l'architecture pneumatique ici représentée est celle d'une civière de secours gonflable et flottante apte à être transportée dans un sac à dos, par exemple, en montagne, à bord des hélicoptères de la sécurité civile, de la gendarmerie, de l'armée, pour les pompiers, les organisateurs de raids, en spéléologie, pour la descente en eaux vives, sur les cargos, pour les compagnies aériennes et apte à être utilisée pour de nombreuses autres utilisations, par exemple, de type kayak ou passerelle de débarquement. [0034] Cette figure représente un premier élément structurel 2 en matériau « drop-stitch » sur lequel est solidarisé, de part et d'autre de ce premier élément structurel 2, des deuxièmes éléments structurels 2' orthogonaux audit premier élément structurel 2. L'architecture obtenue présente ainsi une section en forme de H. En outre les éléments structurels 2' et 2 sont solidarisés par l'intermédiaire de cornières souples 6, lesdites cornières étant solidarisée à la fois sur la paroi 3 du premier élément structurel 2 et sur la paroi 3' des deuxièmes éléments structurels 2'. [0035] La figure 4 montre un schéma d'une architecture pneumatique 25 comportant des éléments structurels et une structure tubulaire selon un autre mode de réalisation toujours dans le domaine nautique ; [0036] Plus précisément, l'architecture pneumatique ici représentée correspond à celle d'un catamaran comprenant une architecture pneumatique 1 flottante pourvue notamment de deux flotteurs 8 reliés entre eux par une voûte centrale 9. Cette voûte, en emprisonnant les filets d'air dans un tunnel, crée un effet aérodynamique qui vient s'ajouter à la portance des flotteurs 8. [0037] En outre chaque flotteur 8 comporte un premier élément structurel 2 et un deuxième élément structurel 2' chacun en matériau « drop-stitch » et qui supportent tous les deux une structure tubulaire 7 pneumatique de section circulaire. La rigidité des flotteurs 8 est donc renforcée par l'ossature rigide constituée par les éléments structurels 2, 2' et une flottabilité supplémentaire est assurée par la structure tubulaire pneumatique constitutive de chacun des flotteurs 8. Dans ce mode de réalisation les deux éléments structurels 2, 2' sont solidarisés entre eux par des cornières souples 6 en formant un angle cr (ci étant ici un angle aigu) la structure tubulaire 8 étant comprise dans cet intervalle, et le premier élément structurel 2 étant sensiblement horizontal. La configuration de cet angle a aigu permet donc au flotteur de présenter une pente sur l'élément structurel 2' apte, lors de la navigation, à chasser l'eau vers l'intérieur et à obtenir ainsi deux vagues d'étrave qui vont se rejoindre en enflant entre les deux flotteurs 8 pour aller soutenir l'amère de la voûte centrale 9. En créant un appui supplémentaire pour l'arrière de l'embarcation, il est aussi possible de bénéficier d'une portance additionnelle qui va accélérer le phénomène de départ au planning des flotteurs 8. En d'autre termes, les pentes des plans porteurs, c'est-à-dire des éléments structurels 2', assurant le déjaugeage sont placées à l'intérieur de l'espace délimité par les deux flotteurs 8 de façon à ce que l'eau chassée par ces flotteurs 8 s'engouffre dans le tunnel qu'ils créent avec la voûte 9 de liaison pneumatique reliant les deux flotteurs 8, et que l'effet de portance des filets d'eau créé par les vagues d'étrave viennent se surajouter à celui des filets d'air comprimés entre les deux flotteurs pour favoriser et accélérer le départ au surf. [0038] Est également représenté sur cette figure une extrémité 10 des éléments structurels 2' libre de la structure tubulaire 7 et qui est apte à être immergée de façon à permettre en outre de faire office de plans antidérive et apte à renforcer la stabilité de trajectoire de l'embarcation. [0039] Une telle embarcation présente de ce fait de nombreux avantages par rapport à l'art antérieur. En effet, la mise en oeuvre d'une telle architecture pneumatique permet de disposer d'embarcations plus légères et plus rigides, présentant des rigidités structurelle et architecturale et se révélant moins encombrantes une fois dégonflées. Ces embarcations permettent ainsi un stockage/hivernage plus facile et un transport moins difficile. Elles sont plus performantes car bénéficiant d'un meilleur glissement et sont plus rapides à déjauger, mieux équilibrées sur l'eau grâce au profil des sections immergées et plus stable sur leur trajectoire. [0040] Par conséquent des embarcations présentant l'architecture décrite ici présentent des comportements hydrodynamiques et des performances supérieures à des embarcations dites rigides car plus légères sans perte de rigidité et bien plus faciles à transporter et à stocker. [0041] En outre, dans le cas où un moteur devrait être fixé à l'arrière de l'embarcation (non représenté ici) seuls deux moignons de tableau amère seront fixés de façon permanente de part et d'autre sur la partie interne de l'arrière des flotteurs pour permettre la fixation rapide, par exemple par écrous papillons, de la partie transversale sur laquelle le moteur sera verrouillé. [0042] Les figures, 5a, 5b, 6a, 6b, 7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b, 9c et 9d montrent différents schémas de sections d'une structure tubulaire supportée par au moins un élément structurel selon d'autres modes de réalisation. [0043] Dans les figures 5a, 5b, 6a et 6b est représentée une structure tubulaire 7 supportée par un unique élément structurel 2. [0044] Dans les autres figures 7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b, 9c et 9d est représenté une structure tubulaire 7 supportée par un premier élément structurel 2 et un deuxième élément structurel 2' formant un angle a, cet angle étant égal à 90 degrés dans le cas des figures 7a et 7b et formant des angles aigus dans les autres figures précitées. [0045] En outre, la configuration présentée sur la figure 4 est plus précisément schématisée figure 8a et 8b, dans ce cas, chacune des figures 8a et 8b représentant respectivement un schéma en coupe d'un des deux flotteurs 8. [0046] De nombreuses modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits précédemment sans sortir du cadre de l'invention. [0047] Ainsi, les formes générales ne sont représentées ici que dans un but illustratif. [0048] De plus, les modes de réalisation présentés ci-avant se réfèrent en particulier au domaine nautique mais il est bien évidemment possible d'utiliser une telle architecture pneumatique dans le domaine du bâtiment ou du mobilier domestique ou urbain. REVENDICATIONS1. Architecture pneumatique (1) comprenant au moins un premier élément structurel (2) et un deuxième élément structurel (2'), chacun présentant une structure creuse destinée à être mise sous pression et délimitée par deux parois (3, 3') en vis à vis, chaque paroi étant composée d'un renfort de type tissu et d'une matrice de type polymère ou à base de polymère, ces deux parois (3, 3') étant reliées sur leur bordure (4, 4') de façon étanche à l'air et à l'eau et leurs surfaces internes respectives étant rattachées entre elles par un réseau de fils (5, 5') formant une entretoise, caractérisée en ce que les premier et deuxième éléments structurels sont directement fixés l'un à l'autre par des moyens de solidarisation (6). 2. Architecture pneumatique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la distance (d) entre les deux parois en vis-à-vis est variable le long de chacun des éléments structurels ainsi que l'orientation et la longueur des fils du réseau de fils (5). 3. Architecture pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les premier et deuxième éléments (2, 2') structurels présentent tout ou partie d'au moins une paroi (3, 3') commune, cette conformation des parois étant un moyen de solidarisation desdites parois l'une à l'autre. 4. Architecture pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la structure creuse des éléments structurels (2, 2') destinée à être mise sous pression sont compartimentés en plusieurs chambres indépendantes.30 5. Architecture pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les moyens de solidarisation (6) sont des cornières souples. 6. Architecture pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que tout ou partie des éléments structurels (2, 2') sont en matériau « drop-stitch ». 7. Architecture pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comporte une structure tubulaire (7) supportée par au moins l'un des éléments structurels. 8. Architecture pneumatique selon la revendication 7, caractérisée en ce que la structure tubulaire (7) est pneumatique. 9. Architecture pneumatique selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisée en ce que la section de la structure tubulaire (7) est circulaire. 20 10. Procédé de fabrication d'un véhicule caractérisé en ce qu'on réalise une ossature du dudit véhicule avec une architecture pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 9. 11. Procédé de fabrication d'un véhicule ou d'une embarcation selon la 25 revendication 10 caractérisé en ce qu'on réalise intégralement le véhicule avec une architecture pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.15