Brevet FR3042471A1 — publié le 20170421

La présente invention concerne le domaine des sports nautiques et a plus particulièrement pour objet une planche de glisse, en particulier une planche de surf. De façon connue, une planche de glisse comprend un pain de 5 mousse enrobé d'une enveloppe composée d'une ou plusieurs couches de stratification et d'une ou plusieurs couches de finition. La ou les couches de stratification sont en matériau composite et se composent chacune d'une couche d'un matériau fibreux de renfort, notamment de tissu de fibres de verre, imprégné par une matrice de 10 stratification thermodurcissable ou thermoplastique. De façon connue les matrices de stratification les plus couramment utilisées, ou matrices de stratification standard, sont composées de résine thermodurcissable. Afin d'optimiser la quantité de résine de stratification utilisée, le 15 matériau fibreux de renfort peut être pré-imprégné, avant utilisation, par de la résine thermodurcissable. De façon connue, les fibres de renfort sont assemblées sous forme de tissu, de mat ou de nappe unidirectionnelle de façon à former un matériau fibreux de renfort. 20 Un tissu de fibres de renfort est un tissage de fils de chaîne et de trame qui se croisent perpendiculairement entre eux. Un mat de fibres de renfort est composé de fibres agglomérées non tissées. Une nappe unidirectionnelle est composée de fibres de renfort 25 assemblées parallèlement les unes par rapport aux autres. Une fois la stratification terminée, l'étape de finition consiste à recouvrir le pain de mousse stratifié par une ou plusieurs couches de finition de façon à obtenir une surface lisse sans aspérités. Cette ou ces couches de finition appelées hoat coat ou sanding 30 coat sont réalisées à partir d'une résine de finition et pourront être poncées et polies. La résine de finition standard est composée de résine thermodurcissable à laquelle est ajouté un additif à effet lissant. Les additifs à effet lissant couramment utilisés sont le styrène 35 paraffiné pour la résine polyester et l'additif F pour la résine époxyde. 3042471 2 Le matériau du pain de mousse est généralement une mousse polyuréthane, une mousse polystyrène expansé ou extrudé, une mousse polyacrylonitrile ou une mousse polyéthylène. Pour apporter de la cohésion à l'ensemble, le centre du pain de 5 mousse peut présenter une ou plusieurs lattes en bois ou polychlorure de vinyle également appelées stringer qui s'étendent sur toute la longueur de la planche de glisse et sont placées transversalement entre le pont et la carène. Mises à part les fibres de verre qui constituent les fibres les plus utilisées pour envelopper le pain de mousse, d'autres fibres ont été utilisées 10 seules, combinées ou superposées, que ce soit sur la totalité de la planche de glisse ou des parties de celle-ci, telles que des fibres de carbone, des fibres d'aramide, des fibres de basalte, des fibres de lin ou des fibres connues sous les marques Spectra®, Dyneema®, Diolen®, Innegra® ou Vectran®. Ces fibres de renfort sont généralement assemblées sous forme de 15 tissu et stratifiées sur le pain de mousse mais elles peuvent aussi composer les deux peaux d'une structure sandwich qui enveloppe le pain de mousse et dans laquelle l'âme sera composée d'un matériau à faible densité comme le balsa, le bambou, l'écorce de liège, la mousse plastique expansée ou extrudée, les mousses connues sous les marques Airex® ou Rohacell®, le tissu polyester 20 non tissé connu sous la marque Lantor Coremat® ou le nid d'abeille fabriqué à partir de Nomex®. La planche de glisse ainsi créée présente une face supérieure ou pont destiné à supporter l'utilisateur et une face inférieure ou carène destinée à être disposée en dessous de la ligne de flottaison de la planche de glisse. 25 Une planche de glisse comprend habituellement un ou plusieurs ailerons qui permettent de stabiliser son déplacement. Les ailerons peuvent être fixes ou amovibles et sont positionnés à l'arrière de la carène de la planche de glisse. Ces ailerons peuvent être réalisés avec un matériau 30 thermoplastique ou bien obtenus par la stratification de plusieurs couches d'un matériau fibreux de renfort, du type tissu de fibres de verre ou tissu de fibres de carbone, imprégnées par une matrice de résine thermodurcissable. De manière générale, la résine thermodurcissable qui imprègne le ou les matériaux fibreux de renfort de la planche de glisse et des ailerons et qui 35 entre dans la composition de la ou les couches de finition est une résine thermodurcissable du type polyester, époxyde ou vinylester. 3042471 3 De façon connue les contraintes créées par le déplacement de la planche de glisse, les changements de direction ainsi que les mouvements de l'utilisateur et des vagues vont déformer la planche de glisse et les ailerons. La réponse dynamique de la planche de glisse et des ailerons 5 soumis à ces déformations est communément appelée effet ressort ou flex. Tous les matériaux cités précédemment présentent des propriétés spécifiques qui donnent aux planches de glisse et aux ailerons une réponse dynamique excessive ou insuffisante c'est-à-dire, un effet ressort, ou flex, excessif ou insuffisant. 10 La présente invention a pour but de résoudre tout ou partie des inconvénients mentionnés ci-dessus. A cet effet, la présente invention a pour objet une planche de glisse comprenant au moins un aileron fixe ou amovible, parmi l'un ou plusieurs ailerons, et composée d'un pain de mousse recouvert par une enveloppe 15 comprenant au moins une couche d'un matériau fibreux de renfort imprégné par une matrice de stratification, parmi l'une ou plusieurs couches de stratification, et comprenant au moins une couche de finition, parmi l'une ou plusieurs couches de finition. Selon un aspect de l'invention, au moins 50% de la surface de l'au 20 moins une couche d'un matériau fibreux de renfort de la planche de glisse est imprégnée par une matrice de stratification dans laquelle sont mélangées des microsphères. Selon un aspect de l'invention, l'au moins une couche de finition est composée d'une résine de finition dans laquelle sont mélangées des 25 microsphères. Selon un aspect de l'invention, l'au moins un aileron est fabriqué avec au moins une couche d'un matériau fibreux de renfort imprégné par une matrice de stratification dans laquelle sont mélangées des microsphères, parmi plusieurs couches de stratification. 30 Selon un aspect de l'invention, la matrice de stratification et/ou la résine de finition, dans lesquelles sont mélangées des microsphères, sont en résine thermodurcissable. Selon un aspect de l'invention, les microsphères sont des microsphères thermoplastiques expansées ou expansibles, notamment 35 connues sous les marques Matsumoto Microsphere®, Kureha Microsphere®, Expancel®, ou Advancell®. 3042471 4 Les microsphères thermoplastiques expansées ou expansibles sont composées d'une fine enveloppe de copolymère comme l'acrylique ou le méthacrylate de méthyle. L'enveloppe thermoplastique renferme un agent d'expansion du 5 type isobutane ou isopentane. Les microsphères thermoplastiques expansées ou expansibles ont un diamètre compris entre 5 pm et 120 pm et une densité comprise entre 6 kg/m3 et 80 kg/m3. Les microsphères thermoplastiques expansées ou expansibles 10 sont ajoutées et mélangées dans une proportion comprise entre 0,4% et 6% du poids de la matrice de stratification et/ou du poids de la résine de finition. Ces dispositions permettent d'obtenir une amélioration significative de la réponse dynamique de la planche de glisse. Selon un aspect de l'invention, les microsphères sont des 15 microsphères de verre ou des microsphères phénoliques ajoutées et mélangées dans une proportion comprise entre 0,4% et 7% du poids de la matrice de stratification et/ou du poids de la résine de finition. Compte tenu de leur facilité de manipulation et de mise en oeuvre, les microsphères de verre ou les microsphères phénoliques sont une 20 alternative intéressante aux microsphères expansées ou expansibles. Toutefois, l'utilisation de microsphères de verre ou de microsphères phénoliques à la place de microsphères expansées ou expansibles procure une moindre amélioration de la réponse dynamique de la planche de glisse et des ailerons. 25 La ou les couches de stratification de la planche de glisse et/ou des ailerons et/ou la ou les parties de l'au moins une couche d'un matériau fibreux de renfort de la planche de glisse qui ne sont pas imprégnées par une matrice dans laquelle sont mélangées des microsphères, sont imprégnées par une matrice de stratification standard. 30 La ou les couches de finition de la planche de glisse qui ne sont pas composées d'une résine de finition dans laquelle sont mélangées des microsphères sont composées d'une résine de finition standard. Ces dispositions permettent à la planche de glisse de se fléchir avec une bonne restitution d'énergie et de mieux résister aux chocs qui 35 pourraient l'endommager. 3042471 Selon un aspect de l'invention, les fibres, de l'au moins une couche d'un matériau fibreux de renfort de la planche de glisse, sont du type fibres de verre E-glass. Cette disposition permet d'exploiter la résistance standard à 5 moindre coût d'un matériau fibreux du type fibres de verre E-glass. Selon un aspect de l'invention, les fibres, de l'au moins une couche d'un matériau fibreux de renfort de la planche de glisse, sont du type fibres de verre S-glass. Cette disposition permet d'exploiter la haute résistance d'un 10 matériau fibreux du type fibres de verre S-glass. Selon un aspect de l'invention, le renfort, de l'au moins une couche d'un matériau fibreux de renfort de la planche de glisse, est composé d'un tissu en fibres de carbone. Cette disposition permet d'exploiter la rigidité d'un tissu du type 15 fibres de carbone. Selon un aspect de l'invention, le renfort, de l'au moins une couche d'un matériau fibreux de renfort de la planche de glisse, est composé d'une nappe unidirectionnelle réalisée avec des fibres de carbone. Cette disposition permet d'adapter le positionnement des fibres de 20 carbone aux principales contraintes qui affectent la planche de glisse. Selon un aspect de l'invention, les fibres, de l'au moins une couche d'un matériau fibreux de renfort de la planche de glisse, sont du type fibres de polyacrylonitrile ou du type fibres de polyester ou du type fibres de polypropylène Innegra®. 25 Cette disposition permet d'exploiter le faible poids des fibres de polyacrylonitrile, des fibres de polyester et des fibres de polypropylène, connues sous la marque Innegra®. Selon un aspect de l'invention, l'au moins une couche d'un matériau fibreux de renfort compose les deux peaux d'une structure sandwich 30 qui enveloppe la planche de glisse. L'âme de la structure sandwich a une épaisseur comprise entre 0,1 mm et 20 mm et est composée de bois ou écorce de bois ou mousse de plastique expansée ou extrudée ou tissu connu sous la marque Lantor Coremat® ou structure alvéolaire de type nid d'abeilles. 35 Cette disposition permet d'exploiter le faible poids et la grande rigidité des structures de type sandwich. 3042471 6 De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence aux dessins annexés représentant, à titre d'exemple non limitatif, une planche de glisse selon l'invention. La figure 1 montre une vue de dessous d'une planche de glisse 5 selon l'invention. La figure 2 montre une coupe selon le plan A-A de la planche de glisse de la figure 1. Comme illustré sur la figure 2, une planche de glisse 1 selon l'invention comprend un pain de mousse 2 enrobé d'au moins une couche d'un 10 matériau fibreux de renfort 4 imprégné par une matrice. Le pain de mousse 2 est réalisé dans une mousse polyuréthane ou une mousse polystyrène. Comme illustré sur les figures 1 et 2, la planche de glisse 1 présente une face supérieure ou pont 6 destiné à supporter l'utilisateur et une 15 face inférieure ou carène 7 destinée à être disposée en dessous de la ligne de flottaison de la planche de glisse 1. Ces deux faces 6 et 7 sont séparées par des rails 8 qui forment les bords longitudinaux de la planche de glisse 1. Pour apporter de la cohésion à l'ensemble, le centre du pain de 20 mousse 2 présente un stringer 3 s'étendant transversalement entre le pont 6 et la carène 7 le long de la planche de glisse 1. Au moins 50% de la surface de l'au moins une couche d'un matériau fibreux de renfort 4 est imprégnée par une matrice de stratification dans laquelle sont mélangées des microsphères. 25 L'au moins une couche d'un matériau fibreux de renfort 4 imprégné par une matrice est recouverte par au moins une couche de finition 5 composée de résine dans laquelle sont mélangées des microsphères. Trois ailerons 9 (deux ailerons latéraux et un aileron central) sont fixés à l'arrière de la carène 7 de la planche de glisse 1. 30 Dans le mode de réalisation présenté, la planche de glisse 1 est composée d'un pain de mousse 2 en polystyrène expansé de densité 32 kg/m3 et d'un stringer 3 en bois contreplaqué. Les ailerons 9 sont obtenus par la superposition de plusieurs couches d'un matériau fibreux de renfort qui sont toutes imprégnées, les unes 35 à la suite des autres, par une matrice de résine thermodurcissable dans laquelle sont mélangées des microsphères. 3042471 7 La totalité du pain de mousse 2 est recouverte par deux couches d'un matériau fibreux de renfort 4 imprégné par une matrice de résine thermodurcissable dans laquelle sont mélangées des microsphères. Les deux couches d'un matériau fibreux de renfort 4 sont 5 imprégnées simultanément par la matrice. La carène 7 et les rails 8 sont stratifiés dans une première étape, le pont 6 et les rails 8 sont stratifiés dans une seconde étape. Après polymérisation de la stratification, celle-ci est poncée puis recouverte de deux couches de finition 5. Ces deux couches de finition 5 sont composées de résine thermodurcissable dans laquelle sont mélangées des microsphères. Après polymérisation et ponçage de la première couche de finition 5, la seconde couche de finition 5 est appliquée. Après polymérisation de la seconde couche de résine de finition 5, 15 celle-ci est poncée et polie afin d'obtenir un aspect de surface lisse. Le matériau fibreux de renfort est un tissu équilibré de fibres de carbone, du type taffetas, qui pèse 160g/m2. La résine thermodurcissable utilisée pour la stratification et la finition est une résine époxyde de stratification fabriquée par la société Resin 20 Research. Les microsphères sont des microsphères expansées thermoplastiques du type Matsumoto Microsphere® F-65DE ajoutées dans une proportion correspondant à 1% du poids de la résine de stratification et de la résine de finition. 25 Selon un mode de réalisation préféré il convient de placer la planche de glisse 1 dans une bâche plastique sous vide de façon à éliminer les bulles d'air situées entre, ou sous, les couches de stratification et de façon à ce que le tissu équilibré de fibres de carbone, très rigide, épouse parfaitement les parties courbées, telles que les rails 8, de la planche de glisse 1. 30 Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des exemples particuliers de réalisation, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATIONS1. Planche de glisse (1) comprenant au moins un aileron (9) fixe ou amovible, parmi l'un ou plusieurs ailerons, et un pain de mousse (2) recouvert 5 dans sa totalité par une enveloppe présentant : - au moins une couche d'un matériau fibreux de renfort (4) imprégné par une matrice de stratification, parmi l'une ou plusieurs couches de stratification, - au moins une couche de finition (5), parmi l'une ou plusieurs 10 couches de finition, la planche de glisse (1) étant caractérisée en ce qu'au moins 50% de la surface de l'au moins une couche d'un matériau fibreux de renfort (4) soit imprégnée par une matrice de stratification dans laquelle sont mélangées des microsphères. 15 2. Planche de glisse (1) selon la revendication 1 dans laquelle l'au moins une couche de finition (5) est composée de résine de finition mélangée à des microsphères. 3. Planche de glisse (1) selon l'une des revendications 1 ou 2, dans laquelle l'au moins un aileron (9) est fabriqué avec au moins une couche 20 d'un matériau fibreux de renfort imprégné par une matrice de stratification dans laquelle sont mélangées des microsphères, parmi plusieurs couches de stratification. 4. Planche de glisse (1) selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle les microsphères sont des microsphères thermoplastiques expansées 25 ou expansibles mélangées avec la matrice de stratification et/ou la résine de finition dans une proportion comprise entre 0,4% et 6% du poids de la matrice de stratification et/ou du poids de la résine de finition. 5. Planche de glisse (1) selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle les microsphères sont des microsphères de verre ou des microsphères 30 phénoliques mélangées avec la matrice de stratification et/ou la résine de finition dans une proportion comprise entre 0,4% et 7% du poids de la matrice de stratification et/ou du poids de la résine de finition. 6. Planche de glisse (1) selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle la matrice de stratification et/ou la résine de finition, dans lesquelles 35 sont mélangées des microsphères, sont en résine thermodurcissable. 3042471 9 7. Planche de glisse (1) selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle les fibres, de l'au moins une couche d'un matériau fibreux de renfort, sont du type fibres de verre, notamment de type E-Glass ou de type S-Glass. 8. Planche de glisse (1) selon l'une des revendications 1 à 6, dans 5 laquelle le renfort, de l'au moins une couche d'un matériau fibreux de renfort, est composé d'un tissu de fibres de carbone ou d'une nappe unidirectionnelle de fibres de carbone. 9. Planche de glisse (1) selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle les fibres, de l'au moins une couche d'un matériau fibreux de renfort, 10 sont du type fibres de polypropylène, notamment connues sous la marque Innegra®, ou du type fibres de polyacrylonitrile ou du type fibres de polyester. 10. Planche de glisse (1) selon l'une des revendications 1 à 9, dans laquelle l'au moins une couche d'un matériau fibreux de renfort compose les deux peaux d'une structure sandwich dans laquelle l'âme, d'une épaisseur 15 comprise entre 0,1 mm et 20 mm, est réalisée en bois ou écorce de bois ou mousse de plastique expansée ou extrudée ou tissu connu sous la marque Lantor Coremat® ou structure alvéolaire de type nid d'abeilles.