Brevet FR2979809A1 — publié le 20130315

STRUCTURE GONFLABLE AYANT UNE FORME TRIDIMENSIONNELLE DETERMINEE ET PROCEDE DE FABRICATION D'UNE TELLE STRUCTURE GONFLABLE La présente invention concerne le domaine technique des structures gonflables ayant une forme tridimensionnelle déterminée, en particulier pour former un article pour la pratique du sport, du camping, telle une planche de surf ou de voile, ou encore un élément d'architecture rigide tel qu'une cloison ou un meuble. On connaît ainsi de par le document FR 1.588.480, des structures unitaires gonflables constituées par des faces planes parallèles ou non reliées deux à deux par un ensemble d'entretoises, fils ou tirants disposés selon un quadrillage plus ou moins serré qui rappelle la technique du matelassage. Les extrémités des fils dans cette structure gonflable sont reliées par couture, nouage ou collage aux panneaux formant les faces planes, lesquelles sont éventuellement caoutchoutées. Cette structure gonflable a pour inconvénient de présenter une rigidité latérale moyenne et une résistance à la compression faible. De plus, le procédé de fabrication consistant à solidariser par couture les extrémités des fils est long et couteux à mettre en oeuvre. On connaît également une structure gonflable tissée de par le document FR-2.926.821. Cette structure gonflable présente des parois externes textiles souples imperméables qui peuvent être parallèles ou non, et qui sont séparées par des fils de liaison ou d'entretoise. Lesdits fils de liaison sont formés par les fils de chaîne ou de trame pris dans les fils de chaîne ou de trame des panneaux externes textiles. En faisant varier la longueur des fils d'entretoise, il est possible de moduler la hauteur séparant lesdits panneaux externes souples et donc de faire varier la forme tridimensionnelle de la structure gonflable. Cette structure gonflable présente l'inconvénient qu'elle est obtenue par tissage et qu'elle est ainsi complexe et coûteuse à mettre en oeuvre. De plus, l'utilisation de fils de liage en tant qu'élément d'entretoise ne permet d'atteindre que des résistances en compression et des rigidités transversales très moyennes. Le document EP-1.633.220 divulgue également une structure gonflable telle qu'un oreiller comprenant dans son volume intérieur un élément d'entretoise rigide prenant appui sur plusieurs des panneaux externes souples et imperméables à l'air délimitant ladite structure. Cette structure gonflable a pour inconvénient qu'elle ne peut être repliée totalement sur elle-même pour minimiser son encombrement lorsqu'elle dégonflée. Par ailleurs, la résistance en compression et la rigidité transversale sont ici améliorées mais la structure gonflable outre le fait qu'elle soit encombrante même à l'état dégonflé, est plus lourde à transporter que les structures gonflables dans lesquelles les éléments d'entretoise sont des éléments filaires. La présente invention pallie tout ou partie des problèmes précités en ce qu'elle a pour objet une structure gonflable ayant une forme tridimensionnelle déterminée, comprenant au moins des premier et second panneaux externes souples et imperméables à l'air ayant respectivement des premières et secondes faces opposées, les dites secondes faces étant orientées au regard l'une de l'autre. Ladite structure gonflable comporte en outre une pluralité d'éléments d'entretoise s'étendant entre lesdites secondes faces ainsi que des moyens de gonflement et de dégonflement de ladite structure. De manière avantageuse, lesdits éléments d'entretoise sont des panneaux souples perméables à l'air et comprennent chacun des portions longitudinales supérieure et inférieure de solidarisation, solidarisées auxdites secondes faces des premier et second panneaux externes. La hauteur séparant lesdites portions supérieure et inférieure est déterminée pour chacun des éléments d'entretoise en sorte de conférer ladite forme tridimensionnelle à la structure gonflable. Ainsi, selon la forme tridimensionnelle que l'on souhaite attribuer à ladite 30 structure gonflable, les premier et second panneaux externes souples peuvent être dans des plans parallèles ou non, le premier panneau externe souple et/ou le second panneau externe souple peuvent par exemple être sensiblement plans et/ou comprendre des incurvations. Les premier et second panneaux externes souples et imperméables à l'air comprennent de préférence, chacun, au moins un panneau principal souple, notamment dans une feuille polymère imperméable à l'air ou encore un textile (tissu, tricot et/ou non tissé) dont au moins l'une des faces est revêtue d'une couche d'imperméabilisation à l'air, par exemple une enduction d'un polymère imperméable à l'air, ou par laminage d'un film polymère imperméable à l'air. Les techniques de dépose d'une couche polymère sur un panneau externe souple sont bien connues de l'état de la technique (enduction à la râcle par exemple). Les panneaux souples perméables à l'air faisant office d'éléments d'entretoise peuvent être un ou plusieurs films polymères comportant des perforations pour le passage de l'air et/ou un ou plusieurs panneaux textiles (tissu, tricot et/ou non tissé). Lesdits au moins premier et second panneaux externes souples ainsi que lesdits panneaux souples perméables à l'air sont suffisamment souples en sorte qu'ils peuvent être repliés sur eux même ce qui permet à la structure gonflable selon l'invention d'être apte à être repliée sur elle-même à l'état dégonflé pour minimiser son encombrement. Avantageusement, les panneaux souples perméables à l'air étant solidarisées aux secondes faces des premier et second panneaux externes selon des portions longitudinales supérieures et inférieures de solidarisation, la résistance à la compression et la rigidité transversale de la structure gonflable sont nettement améliorées par rapport à l'état de la technique. La structure gonflable selon l'invention présente en outre l'avantage d'être légère et donc transportable. La structure gonflable selon l'invention, peut ne comprendre que lesdits premier et second panneaux externes souples, selon la forme tridimensionnelle visée, dans ce cas, lesdits panneaux externes souples sont solidarisés selon leurs bords externes superposés, par exemple par thermosoudage, soudure ultrasons ou soudure haute fréquence ou encore par collage. La structure gonflable selon l'invention peut comprendre d'autres panneaux externes souples imperméables à l'air, autres que lesdits premier et second panneaux externes souples. Dans ce cas, lesdits panneaux externes souples supplémentaires ne sont pas solidarisés avec des éléments d'entretoise mais avec lesdits premier et second panneaux externes souples selon leurs bords externes superposés, par exemple par thermosoudage, soudure ultrasons ou soudure haute fréquence ou encore par collage. Les panneaux externes souples supplémentaires sont de préférence similaires dans leur structure et leur composition aux premier et second panneaux externes décrits dans le présent texte. Dans une variante, les portions supérieures et inférieures de solidarisation sont disposées respectivement entre la seconde face du premier panneau externe et la seconde face du second panneau externe et des bandes de renfort solidarisées auxdites secondes faces des premier et second panneaux externes. Avantageusement, les bandes de renfort sont longilignes et sont donc 15 solidarisées aux secondes faces des premier et second panneaux selon des zones de solidarisation longilignes, de préférence correspondant au moins partiellement auxdites portions longitudinales supérieures et inférieures de solidarisation. Cette disposition améliore considérablement la résistance au délaminage des portions longitudinales inférieures et supérieures de solidarisation, et ainsi 20 corrélativement la résistance à la compression de la structure gonflable selon l'invention. Il est ainsi possible d'injecter des pressions élevées (par exemple de l'ordre de 2 bars ou plus) et de former des structures gonflables volumineuses (par exemple, un élément de cloison ou une table) et rigides à l'état gonflé. 25 Dans une variante, les premier et second panneaux externes et les bandes de renfort sont dans des matériaux aptes à être thermo-soudés, soudés par ultrasons ou par haute-fréquence ou encore collés. Les premier et second panneaux externes et les bandes de renfort sont dans des matériaux polymères compatibles entre eux afin d'être aptes à être 30 assemblés ensemble, notamment par thermosoudage, soudure ultrasons ou haute fréquence. Dans une variante, les bandes de renfort et les premier et second panneaux externes sont dans un ou plusieurs matériaux polymère(s) dont la ou les températures de fusion Tf1 sont inférieures à la ou les températures de fusion ou de décomposition (Tf2) du ou des matériau(x) dans le(s)quel(s) sont formés les éléments d'entretoise. Avantageusement, les portions longitudinales supérieures et inférieures de solidarisation des panneaux souples perméables à l'air formant les éléments d'entretoise n'ont pas leur structure modifiée à l'issue de leur solidarisation aux premier et second panneaux externes souples, en particulier, elles ne sont pas fondues en sorte que la structure première des éléments d'entretoise, par exemple un panneau textile, fait ainsi office de renfort au milieu d'une matrice polymère qui serait formée totalement ou en partie par les bandes de renfort et des portions des premier et second panneaux externes fondus. Cette disposition améliore encore ici la résistance à la compression et la rigidité transversale de la structure gonflable. Le ou lesdits matériau(x) polymère(s) thermoplastiques à partir desquels sont choisis les bandes de renfort et/ou le premier panneau externe souple et/ou le second panneau externe souple sont : le polyéthylène téréphtalate, le polyamide, le polypropylène, la silicone, le polyuréthane, le polyéthylène, le polychlorure de vinyle (PVC) et le polyéthylène d'acétate de vinyle (EVA). Dans cette variante, le premier panneau externe souple, et éventuellement le second panneau externe souple, comportent selon leurs premières faces, un ou plusieurs panneaux textiles laminés ou un film polymère ayant un but décoratif notamment. Dans une variante, les panneaux souples formant les éléments d'entretoise sont des grilles textiles présentant des ouvertures dont au moins une dimension est supérieure ou égale à un millimètre. La demanderesse s'est aperçue que cette variante présentait un excellent compromis entre le coût et la résistance à la compression ainsi qu'au délaminage tout en conférant une très bonne rigidité latérale. Cette disposition améliore en effet la fonction de renfort textile des éléments d'entretoise ceux-ci sont pris en sandwich dans une matrice polymère formées par les bandes de renfort et les portions supérieure et inférieure longitudinales au moins partiellement fondues. Dans une variante, les premier et second panneaux externes ont des dimensions du même ordre ou qui peuvent être différentes. Dans une variante, les distances (d) séparant les portions supérieures longitudinales de solidarisation, et les distances (d) séparant les portions inférieures longitudinales de solidarisation, sont déterminées en fonction de ladite forme tridimensionnelle de la structure gonflable. Dans une variante, le premier panneau externe et/ou le second panneau 10 externe comprennent selon leur première face des motifs décoratifs. Ces motifs décoratifs peuvent être transférés par sublimation à chaud sur les premières faces des premier et second panneaux externes ou encore formés par laminage d'un film polymère décoré sur lesdites premières faces. La structure gonflable selon l'invention peut être un article pour la pratique 15 du sport ou du camping, notamment une planche de surf ou de voile, ou encore un élément d'architecture rigide, tel qu'une cloison ou un meuble. La présente invention a également pour objet selon un deuxième aspect un procédé de fabrication d'une structure gonflable tel que décrite ci-dessus, comprenant une première étape au cours de laquelle au moins des premier et 20 second panneaux externes souples et imperméables à l'air ayant respectivement des premières et secondes faces opposées et dans un ou plusieurs matériaux thermo-soudables, soudables par ultra-sons ou par haute-fréquence ou encollables, sont transportés en sorte que leurs secondes faces soient au regard l'une de l'autre. 25 Ledit procédé comprend en outre une seconde étape au cours de laquelle une pluralité d'éléments d'entretoise sont amenés entre lesdites secondes faces et solidarisés, de préférence à l'aide d'une sonotrode rotative, selon des portions supérieurs et inférieures longitudinales de solidarisation respectivement aux secondes faces des premier et second panneaux externes. 30 La présente invention sera mieux comprise à la lecture de plusieurs variantes de réalisation, citées à titre d'exemple non limitatif, et illustrées par les figures ci-après, annexées à la présente et dans lesquelles : - Les figures la et lb illustrent de façon schématique, en coupe transversale, le principe d'un premier exemple de structure gonflable selon l'invention ; - La figure 2a représente de façon schématique et en perspective un second exemple de structure gonflable selon l'invention correspondant à une planche de surf ; - La figure 2b représente de façon schématique et en coupe transversale la disposition des éléments d'entretoise dans la structure gonflable décrite à la figure 2a ; - La figure 3a représente un troisième exemple de structure gonflable selon l'invention correspondant à une table ; - La figure 3b représente de façon schématique en coupe transversale la structure gonflable représentée à la figure 3a ; - La figure 4a représente en perspective et de façon schématique un quatrième exemple de structure gonflable selon l'invention correspondant à un siège ; - La figure 4b représente de façon schématique et en coupe transversale la disposition des éléments d'entretoise dans la structure gonflable représentée à la figure 4a. Le premier exemple de structure gonflable 1 représenté à la figure la à l'état gonflé, comprend un premier panneau externe souple 2 et un second panneau externe souple 3, lesdits premier 2 et second 3 panneaux étant imperméables à l'air et ayant respectivement des première 2a,3a et seconde 2b,3b faces opposées. Les secondes faces 2b,3b sont orientées au regard l'une de l'autre dans la structure gonflable 1. La structure gonflable 1 comporte une pluralité d'éléments d'entretoise 4 s'étendant entre les secondes faces 2b,3b. La structure gonflable 1 comporte des moyens de gonflement et de dégonflement par exemple une simple valve ou une valve anti retour, non représentée à la figure la. Les éléments d'entretoise 4 sont des panneaux souples 5 perméables à l'air. De préférence, ces panneaux souples 5 sont des grilles textiles présentant des ouvertures dont au moins une dimension est supérieure ou égale à un millimètre. Dans ce premier exemple, les premier 2 et second 3 panneaux externes ont 5 des dimensions sensiblement du même ordre, ainsi que les deux panneaux souples 5 formant deux éléments d'entretoise 4. Lesdits éléments d'entretoise 4 sont des panneaux souples 5 perméables à l'air et comprennent chacun des portions longitudinales supérieure 5a et inférieure 5b de solidarisation solidarisées aux secondes faces 2b,3b des premier 2 et second 10 3 panneaux externes. La distance dl séparant les portions supérieures longitudinales de solidarisation 5a de deux panneaux souples adjacents 5 est du même ordre que la distance d2 séparant les portions inférieures longitudinales de solidarisation 5b desdits panneaux adjacents souples 5. Les hauteurs hi et h2 séparant les portions supérieures 5a et inférieures 5b 15 sont déterminées pour chacun des éléments d'entretoise 4 en sorte de conférer la forme tridimensionnelle à la structure gonflable 1. Dans cet exemple précis, les hauteurs hi et h2 sont sensiblement du même ordre. Les portions supérieures 5a et inférieures 5b de solidarisation sont disposées respectivement entre la seconde face 2b du premier panneau externe 2 20 et la seconde face 3b du second panneau externe 3 et des bandes de renfort 6 solidarisées aux secondes faces 2b, 3b des premier 2 et second 3 panneaux externes selon des zones de solidarisation longilignes supérieures 6a et inférieures 6b, lesquels zones 6a et 6b longent les portions longitudinales 5a et 5b respectivement. 25 Les premier 2 et second 3 panneaux externes ainsi que les bandes de renfort 6 sont dans des matériaux aptes à être thermo soudés, soudés par ultra sons ou par haute fréquence. De préférence, les bandes de renfort 6 et les premier et second panneaux externes 2,3 sont dans un ou plusieurs matériaux dont la ou les températures de 30 fusion Tfi sont inférieures à la ou les températures de décomposition Tf2 du ou des matériaux dans lesquels sont formés les éléments d'entretoise 4. Dans cet exemple précis, les bandes de renfort 6 et les premier et second panneaux externes 2, 3 sont des films polymères thermoplastiques, de préférence des films à base de silicone et/ou de polyuréthane et/ou de polypropylène et/ou de polyéthylène haute densité, de préférence les films polymères sont en polyuréthane et sont des feuilles extrudées-calandrées. De même, les figures 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b représentent les structures gonflables 7, 8 et 9 à l'état gonflé. Les mêmes références qu'aux figures la et lb sont utilisées dans les figures 2a,2b,3a,3b,4a et 4b pour désigner les éléments similaires dans les structures gonflables 7,8 et 9. Les structures gonflables 7,8 et 9 sont chacune délimitées par un premier panneau externe 2 et un second panneau externe 3 solidarisés selon leurs bords externes superposés, notamment par thermosoudage, une soudure ultrasons ou haute fréquence. La structure gonflable 7 représentée à la figure 2a est une planche de surf, et comporte une pluralité d'éléments d'entretoise 4,5 dont les portions longitudinales supérieures 5a sont espacées d'une distance dl selon la seconde face 2b du premier panneau externe souple 2. Les portions longitudinales inférieures 5b sont espacées d'une distance d2, 20 laquelle est constante selon la seconde face 3b du second panneau externe souple 3. Dans cet exemple précis, les distances dl et d2 sont sensiblement du même ordre. Les éléments d'entretoise 4,5 présentent dans cet exemple précis des 25 hauteurs variables hl à h7 permettant ainsi de conférer une forme tridimensionnelle déterminée à la planche de surf. La structure gonflable 8 représentée à la figure 3a est une table comprenant une partie centrale 8a dans laquelle les éléments d'entretoise 4 sont également formés par des panneaux souples perméables à l'air 5. Dans cette 30 partie centrale 8a, les portions longitudinales supérieures 5a sont espacées d'une distance d3 sensiblement constante dans ladite portion 8a tandis que les portions longitudinales inférieures 5b sont distantes de d4, laquelle distance d4 est également constante dans la partie centrale 8a. Dans la partie centrale 8a, les distances d3 et d4 sont sensiblement du même ordre. La partie de transition 8c présente des éléments d'entretoise 4 ayant une hauteur h4 plus importante que la hauteur hi des éléments d'entretoise 4 dans la partie centrale 8a. De plus, la distance dl séparant les portions longitudinales supérieures 5a est supérieure à la distance d2 séparant les portions longitudinales inférieures 5b. Dans la partie de pied 8b, les distances d5 et d6 séparant respectivement les portions longitudinales supérieures 5a et inférieures 5b de ladite partie de pied 8b sont sensiblement du même ordre et constantes. Cependant, la hauteur des éléments d'entretoise 4 est décroissante dans cette partie de pied 8b à partir de la partie de transition 8c et vers l'extrémité libre de la partie de pied 8b. La plus grande hauteur est h2, laquelle est décroissante vers la plus petite hauteur, h3. La structure gonflable 8 présente ainsi quatre parties de pied 8b. Le siège gonflable 9 représenté aux figures 4a et 4b comporte une partie d'assise 9a dans laquelle les éléments d'entretoise 4 formés par des panneaux externes souples 5 ont leur portion longitudinale supérieure 5a espacée d'une distance dl du même ordre que la distance d2 séparant les portions longitudinales inférieures 5b des éléments d'entretoise 4 dans ladite partie d'assise 9a. Les distances dl et d2 sont constantes dans la partie d'assise 9a. Les hauteurs des éléments d'entretoise 4 sont constantes dans la partie d'assise 9a et correspondent à la hauteur hi. La partie latérale 9c présente des éléments d'entretoise 4 dont les distances séparant les portions longitudinales supérieures 5a et inférieures 5b sont du même ordre que dl et d2 ainsi que la hauteur desdits éléments d'entretoise. Le siège 9 comprend une partie de transition 9b dans laquelle les éléments d'entretoise 4 formés par des panneaux externes souples 5 ont leurs portions longitudinales supérieures 5a distantes de d3, laquelle distance d3 est supérieure à la distance d4 séparant les portions longitudinales inférieures 5b. Dans la partie de transition 9b, la distance séparant les portions longitudinales supérieures 5a est croissante à partir de d5 pour atteindre un maximum d3 puis décroissante pour atteindre la distance dl correspondant à la distance séparant les portions longitudinales inférieures 5b et supérieure 5a dans la partie latérale 9c. On obtient ainsi l'inverse avec la distance d2 laquelle est décroissante pour atteindre un minimum d4 puis croissante pour atteindre la distance dl correspondant à celle de la partie latérale 9c. Les structures gonflables 1,7,8 et 9 ont toutes pour avantages d'être légères, donc facile à transporter, d'être apte à être repliées sur elles-mêmes pour minimiser leur encombrement une fois dégonflées. Ces structures 1,7,8 et 9 présentent également une excellente résistance à la compression et une très bonne rigidité latérale. REVENDICATIONS1. Structure (1,7,8,9) gonflable ayant une forme tridimensionnelle déterminée, comprenant au moins des premier (2) et second (3) panneaux externes souples et imperméables à l'air ayant respectivement des premières (2a,3a) et secondes (2b,3b) faces opposées, les dites secondes faces (2b,3c) étant orientées au regard l'une de l'autre, une pluralité d'éléments d'entretoise (4) s'étendant entre lesdites secondes faces (2b,3b) et des moyens de gonflement et de dégonflement de ladite structure (1) caractérisée en ce que lesdits éléments d'entretoise (4) sont des panneaux souples (5) perméables à l'air et comprennent chacun des portions longitudinale supérieure (5a) et inférieure (5b) de solidarisation solidarisées auxdites secondes faces (2b,3b) des premier (2) et second (2) panneaux externes, la hauteur (hl,h2) séparant lesdites portions supérieure (5a) et inférieure (5b) étant déterminée pour chacun des éléments d'entretoise (4 ,5) en sorte de conférer ladite forme tridimensionnelle à la structure gonflable. 2. Structure (1,7,8,9) gonflable selon la revendication 1, caractérisée en ce que les portions supérieures (5a) et inférieures (5b) de solidarisation sont disposées respectivement entre la seconde face (2b) du premier panneau externe (2) et la seconde face (3b) du second panneau externe (3) et des bandes de renfort (6) solidarisées auxdites secondes faces des premier et second panneaux externes, de préférence selon les portions longitudinales supérieures et inférieures selon une zone de solidarisation. 3. Structure gonflable (1,7,8,9) selon la revendication 2, caractérisée en ce que les premier et second panneaux externes et les bandes de renfort sont dans des matériaux aptes à être thermo-soudés, soudés par ultrasons ou par haute-fréquence ou collés. 4. Structure gonflable (1,7,8,9) selon l'une ou l'autre des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que les bandes de renfort et les premier et second panneaux externes sont dans un ou plusieurs matériaux dont la ou les température(s) de fusion Tf1 sont inférieures à la ou les température(s) de fusion ou de décomposition (Tf2) du ou des matériau(x) dans le(s)quel(s) sont formés les éléments d'entretoise. 5. Structure gonflable (1,7,8,9) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les panneaux souples formant les éléments d'entretoise sont des grilles textiles présentant des ouvertures dont au moins une dimension est supérieure ou égale à un millimètre. 6. Structure gonflable (1,7,8,9) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les premier et second panneaux externes ont des dimensions du même ordre. 7. Structure gonflable (1,7,8,9) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le premier panneau externe et/ou le second panneau externe comprend selon sa première face des motifs décoratifs. 8. Structure gonflable (1,7,8,9) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle est un article pour la pratique du sport ou du camping, notamment une planche de surf ou de voile, ou un élément d'architecture rigide, notamment une cloison ou un meuble. 9. Procédé de fabrication (1,7,8,9) d'une structure gonflable selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend une première étape au cours de laquelle au moins des premier et second panneaux externes souples et imperméables à l'air ayant respectivement des premières et secondes faces opposées et dans un ou plusieurs matériau(x) thermo- soudables, soudables par ultra-sons ou par haute-fréquence ou encollables, sont transportées en sorte que leurs secondes faces soient au regard l'une de l'autre, une seconde étape au cours de laquelle une pluralité d'éléments d'entretoise sont amenés entre lesdites secondes faces et solidarisés, de préférence à l'aide d'une sonotrode rotative, selon des portions supérieurs et inférieures longitudinales de solidarisation respectivement aux secondes faces des premier et second panneaux externes.