Brevet FR3060043A1 — publié le 20180615

Procédé de fabrication d'un insert luminescent pour élément de construction et élément de construction associé La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un insert luminescent apte à être assemblé à un élément de construction, ledit insert comprenant au moins un matériau luminescent coloré, ledit matériau luminescent coloré comprenant une matrice solide, transparente ou translucide, et un pigment composite luminescent coloré dispersé dans ladite matrice solide, ledit pigment composite luminescent coloré étant formé d'au moins un pigment luminescent et d'au moins un colorant. A des fins de décoration ou d'information, il est connu d'incorporer des motifs translucides dans des éléments de construction, notamment à base de béton. De tels éléments de construction sont notamment décrits dans les documents EP2716832 et US2010/0281802. L'utilisation en construction de motifs lumineux ou luminescents permet d'apporter une visibilité par faible luminosité ou dans l'obscurité. Par ailleurs, il peut être souhaitable d'obtenir une couleur différente selon que le motif est à la lumière ou dans un endroit à luminosité faible ou nulle. La demande FR1559270 au nom de la Demanderesse, non publiée à ce jour, se rapporte à un pigment composite luminescent coloré, particulièrement adapté à la réalisation de tels motifs lumineux ou luminescents. Un tel pigment composite comprend au moins un pigment luminescent et au moins un colorant. Les motifs ainsi formés présentent un premier aspect à la lumière et un deuxième aspect, différent, dans l'obscurité. Dans le cas de motifs personnalisés, les éléments de construction sont réalisés en nombre réduit, ce qui conduit à des coûts unitaires élevés avec des méthodes de fabrication classique. La demande FR1561569 au nom de la Demanderesse, non publiée à ce jour, apporte une première solution à ce problème. En effet, cette demande se rapporte à une méthode de pixellisation des motifs, réalisés à partir d'inserts luminescents de forme ponctuelle, de tailles et de couleurs différentes. Cependant, une telle solution n'est pas adaptée à un rendu fin des détails d'un motif. Il existe donc un intérêt à fournir un insert luminescent par l'intermédiaire de techniques permettant des formes précises et/ou complexes. La fabrication additive, également connue sous le nom d'impression tridimensionnelle ou impression 3D, est particulièrement adaptée à une telle application. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un insert luminescent du type précité, comprenant les étapes suivantes : création d'un premier 3060043 2 modèle informatique de l'insert luminescent, comprenant des coordonnées spatiales dudit insert ; puis dépôt, conformément auxdites coordonnées spatiales, de l'au moins un matériau luminescent coloré, ledit dépôt étant effectué en une ou plusieurs couches successives sur un support. 5 Suivant d'autres aspects avantageux de l'invention, le procédé comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - le dépôt de l'au moins un matériau luminescent coloré est effectué selon une méthode choisie parmi : l'extrusion de matériau luminescent coloré à l'état liquide ; la 10 projection d'un liant liquide sur l'au moins un matériau luminescent coloré sous forme de poudre ; et la fusion sur lit de poudre de matériau luminescent coloré ; - l'étape de dépôt est effectuée en plusieurs couches successives, l'étape de création du premier modèle informatique comprenant une définition des coordonnées spatiales de chacune desdites couches ; 15 - l'insert luminescent comprend au moins deux matériaux luminescents colorés différents, correspondant à au moins deux coordonnées spatiales différentes, l'étape de création du premier modèle informatique comprenant une identification du matériau luminescent coloré associé à chacune desdites coordonnées. L'invention se rapporte en outre à un procédé de fabrication d'un élément de 20 construction, ledit élément de construction comprenant : un bloc solide à base d'une composition fluide durcie ; et au moins un insert luminescent assemblé audit bloc ; ledit procédé comprenant les étapes suivantes : fourniture d'un insert luminescent issu d'un procédé tel que décrit ci-dessus ; disposition dudit insert luminescent sur un fond d'un moule, une surface de présentation dudit insert luminescent étant en contact avec ledit 25 fond ; dépôt de la composition fluide dans le moule autour de l'insert luminescent, de sorte à noyer une surface latérale dudit insert ; puis durcissement de ladite composition fluide pour former le bloc ; puis démoulage de l'élément de construction ainsi obtenu. Suivant d'autres aspects avantageux de l'invention, le procédé comporte l'une ou l'autre des caractéristiques suivantes : 30 - la composition fluide est une composition à base de liant hydraulique ; - l'étape de dépôt de la composition fluide est effectuée par coulage ou projection de ladite composition ; - le dépôt de la composition fluide est effectué simultanément au dépôt de l'au moins un matériau luminescent coloré, à partir d'un deuxième modèle informatique du 35 bloc. 3060043 3 L'invention se rapporte en outre à un ensemble pour la mise en oeuvre d'un tel procédé de fabrication d'un élément de construction, ledit ensemble comprenant : un moule adapté à une composition fluide durcissable, ledit moule comprenant un fond et des parois latérales ; un insert luminescent issu d'un procédé tel que décrit ci-dessus ; et 5 un dispositif de blocage assemblé à l'insert luminescent, apte à coopérer avec les parois latérales du moule, de sorte que l'insert luminescent en contact avec le fond du moule soit bloqué en translation parallèlement audit fond. Suivant un aspect avantageux de l'invention, au moins un élément du dispositif de blocage est transparent ou translucide. L'invention se rapporte en outre à un élément de construction susceptible d'être 10 issu d'un procédé tel que décrit ci-dessus, à partir d'un ensemble tel que décrit ci-dessus, dans lequel le dispositif de blocage est au moins partiellement noyé dans le bloc solide. Suivant d'autres aspects avantageux de l'invention, l'élément de construction comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - l'élément de construction comprend un dispositif d'éclairage relié à l'insert 15 luminescent ; - le dispositif d'éclairage est relié à l'insert luminescent par l'intermédiaire de l'élément transparent ou translucide du dispositif de blocage. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur 20 lesquels : la figure 1 est une vue de dessus d'un élément de construction selon un premier mode de réalisation de l'invention, comprenant un premier insert luminescent ; la figure 2 est une vue schématique latérale, en coupe partielle, d'une étape de 25 fabrication de l'élément de construction de la figure 1 ; la figure 3 est une vue de dessus d'un élément de construction selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, comprenant un deuxième insert luminescent ; la figure 4 est une vue schématique, en coupe, d'une étape de fabrication de 30 l'élément de construction de la figure 3 ; la figure 5 est une vue en coupe d'un ensemble pour la fabrication d'un élément de construction, comprenant un troisième insert luminescent ; et la figure 6 est une vue en coupe d'un élément de construction selon un troisième mode de réalisation de l'invention, comprenant ledit troisième insert 35 luminescent. 3060043 4 Un premier insert luminescent 10 est représenté aux figures 1 et 2. Un deuxième insert luminescent 110 est représenté à la figure 3. Un troisième insert luminescent 210 est représenté aux figures 5 et 6. Comme visible aux figures 1, 3 et 6, les inserts 10, 110 et 210 sont aptes à être 5 incorporés dans des éléments de construction 12, 112 et 212, en particulier des panneaux de construction. Les inserts 10, 110 et 210 seront décrits simultanément ci-après, les éléments communs auxdits inserts étant désignés par les mêmes numéros de référence. L'insert 10, 110 et 210 est formé d'au moins un matériau luminescent coloré 16. 10 Comme visible aux figures 1 et 3, les inserts 10 et 110 comportent par exemple deux matériaux luminescents colorés 16, 18. En variante, l'insert comporte une pluralité de matériaux luminescents colorés différents. Les matériaux luminescents colorés utilisables dans le cadre de l'invention seront décrits plus en détail ci-après. 15 L'insert 10, 110, 210 définit une surface externe, comprenant une surface de présentation 20, 120, 220. Ladite surface de présentation 20, 120, 220 est destinée à être apparente lorsque l'insert 10, 110, 210 est incorporé à l'élément de construction 12, 112, 212. De préférence, mais de manière non obligatoire, la surface de présentation 20, 120, 220 est sensiblement plane. 20 La surface de présentation 20, 120, 220 a une forme plus ou moins complexe, définie par exemple à des fins esthétiques ou informatives. En particulier, ladite surface de présentation présente un contour 22, 122 de forme régulière ou irrégulière. Selon un mode de réalisation, tel que représenté aux figures 1, 3 et 4, des motifs 24, 124 sont par exemple formés par la juxtaposition de différents matériaux luminescents colorés 16, 18. 25 Selon un mode de réalisation, tel que représenté aux figures 3 et 4, l'insert 110 comporte au moins un orifice traversant 125 qui débouche sur la surface de présentation 120. La surface externe de l'insert 10, 110, 210 comprend en outre une surface latérale 26, 126, 226 et une surface d'extrémité 28, 228 ladite surface d'extrémité étant sensiblement opposée à la surface de présentation 20, 120, 220. 30 Comme il sera décrit plus bas, la surface latérale 26, 126, 226 est destinée à être en contact avec un bloc 30, 130, 230 de l'élément de construction 12, 112, 212. Dans le mode de réalisation de la figure 6, la surface d'extrémité 228 de l'insert 210 est noyée dans le bloc 230. En variante, la surface d'extrémité de l'insert est apparente dans l'élément de construction, au même titre que la surface de présentation. 35 Dans les modes de réalisation représentés, les surfaces d'extrémité 28, 228 sont sensiblement planes. Les surfaces latérales 26, 126 des inserts 10 et 110 ont une forme 3060043 5 sensiblement cylindrique, d'axe perpendiculaire à la surface de présentation 20, 120, 220. La surface latérale 226 de l'insert 210 a une forme sensiblement tronconique, un évasement du cône étant orienté de la surface d'extrémité 228 à la surface de présentation 220. En variante, la surface latérale et/ou la surface d'extrémité ont des 5 formes quelconques, par exemple des formes non lisses pour favoriser l'accroche avec le bloc de l'élément de construction. Les matériaux luminescents colorés 16, 18 formant les inserts 10, 110, 210 sont plus spécifiquement décrits ci-après. Au moins l'un, et de préférence chacun des matériaux luminescents colorés 16, 18 10 comprend une matrice solide, transparente ou translucide, et au moins un pigment composite luminescent coloré dispersé dans ladite matrice solide. Ledit pigment composite luminescent coloré est formé d'au moins un pigment luminescent et d'au moins un colorant. De préférence, deux matériaux luminescents colorés 16, 18 d'un même insert 10, 15 110 comprennent une même matrice solide et deux pigments composites différents. En particulier, deux matériaux luminescents colorés 16, 18 d'un même insert 10, 110 sont préférentiellement de couleurs différentes. Une propriété souhaitée du matériau luminescent coloré est sa transparence, notamment pour les raisons suivantes : permettre le chargement efficace de jour des 20 pigments luminescents ; favoriser une restitution efficace de la lumière la nuit par ces mêmes pigments luminescents ; et assurer éventuellement une bonne conduction de la lumière d'une source lumineuse, comme décrit plus bas pour certains modes de réalisation. De plus, la matrice solide, transparente ou translucide, est préférentiellement 25 compatible avec le pH alcalin des compositions de liant hydraulique telles que le béton. Plus préférentiellement, la matrice est choisie parmi le verre, le polyméthacrylate de méthyle (PMMA), le polycarbonate (PC), le polychlorure de vinyle (PVC), le polyuréthane (PU), le polystyrène (PS), les copolymères styrène acrylonitrile (SAN) et leurs dérivés comme l'ABS (acrylonitrile / butadiène / styrène). 30 Le pigment composite luminescent coloré, formé d'au moins un pigment luminescent et d'au moins un colorant, présente de préférence une taille moyenne de particule comprise entre 50 lm et 2.000 Dans le cadre de la présente invention, on entend par taille moyenne des particules ou des granulats, le diamètre moyen des particules. Cette taille peut être 35 mesurée en volume par granulométrie laser pour les particules présentant une taille inférieure ou égale à 500 i..tm (norme ISO 13320:2009) ou en poids par tamisage pour des 3060043 6 particules présentant une taille supérieure à 500 lm (mesurée selon la norme NF EN 933-1 de mai 2012). Dans le cadre de la présente invention, on entend par le terme « pigment luminescent » tout composé capable d'absorber des photons émis par la lumière naturelle 5 ou artificielle et restituer une émission de lumière en cas de luminosité réduite ou en l'absence de luminosité. La luminescence englobe la phosphorescence et la fluorescence. De préférence, dans le cadre de la présente invention, le pigment luminescent est un pigment photoluminescent. Le pigment luminescent est choisi en fonction de la couleur, en luminosité réduite 10 ou en l'absence de luminosité, qui est souhaitée. De préférence, le pigment luminescent est choisi pour avoir une rémanence de plusieurs heures après son exposition à la lumière naturelle ou artificielle. De manière générale, le pigment luminescent peut être organique ou minéral, les pigments minéraux étant préférés du fait de leur durabilité plus importante, notamment en 15 plein air. Les pigments organiques luminescents sont notamment choisis parmi les naphthalimides, coumarines, xanthènes, thioxanthènes, naphtholactames, azlactones, méthines, oxazines et les thiazines, ou leur mélange. Les pigments inorganiques luminescents sont notamment choisis parmi : 20 - les sulfures, comme par exemple, CaS:Bi, CaSrS:Bi, ZnS:Cu, ZnS:Pb2+, ZnS:Mn2+, ZnCdS:Cu, AB2S4 (où A=métal alcalino-terreux; B=aluminium), ZnS, ZnS:Ag, ZnS:Cu:CI, ZnS:Cu:Al, (Ce3(SiS4)2X (où X=CI, Br, I), Lai-xCex(SiS4)21 (où 1:',x1), SrS:Cr, SrS dopé par des terres rares où Mn, CdS:Mn, Y202S:(Er,Yb) ; - les fluorures, comme par exemple, AF3 (où A=La3+ , Ce3+ , Y3+) et AF2 (A13+ , Mg2+ 25 , ce , PID2+) et contenant au moins un ion luminescent choisi dans le groupe comprenant les ions métalliques trivalents (Cr3+, Fe3+, etc.) ou les terres rares (Y3+, Pr3+, Nd3+, Sm3+, Eu3+, Tb3+, Dy3+, Ho3+, Er3+, Tm3+, Yb3+), LnF3, ALnF4, ALn2F8, ALn3Flo (où Ln=terre rare ou yttrium, A ion alcalin monovalent, et contenant au moins un ion luminescent choisi dans le groupe composé des ions métalliques trivalents (Cr3+, Fe3+, etc.) ou des terres 30 rares (Y3+, Pr3+, Nd3+, Sm3+, Eu3+, Tb3+, Dy3+, Ho3+, Er3+, Tm3+, Yb3+), EF3 (E=Ga3+, ln3+, Bi3+ et contenant au moins un ion luminescent choisi dans le groupe composé des ions métalliques trivalents (Cr3+, Fe3+, etc.) ou des terres rares (Y3+, Pr3+, Nd3+, Sm3+, Eu3+, Tb3+, Dy3+, Ho3+, Er3+, Tm3+, Yb3+), Sri,Eu2+, REVENDICATIONS1.- Procédé de fabrication d'un insert luminescent (10, 110, 210) apte à être assemblé à un élément de construction (12, 112, 212), ledit insert comprenant au moins un matériau luminescent coloré (16, 18), ledit matériau luminescent coloré comprenant une matrice solide, transparente ou translucide, et un pigment composite luminescent coloré dispersé dans ladite matrice solide, ledit pigment composite luminescent coloré étant formé d'au moins un pigment luminescent et d'au moins un colorant, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : - création d'un premier modèle informatique (140) de l'insert luminescent, comprenant des coordonnées spatiales dudit insert ; puis - dépôt, conformément auxdites coordonnées spatiales, de l'au moins un matériau luminescent coloré (16, 18), ledit dépôt étant effectué en une ou plusieurs couches successives (142, 144) sur un support (146). 2.- Procédé selon la revendication 1, dans lequel le dépôt de l'au moins un matériau luminescent coloré (16, 18) est effectué selon une méthode choisie parmi : l'extrusion de matériau luminescent coloré à l'état liquide ; la projection d'un liant liquide sur l'au moins un matériau luminescent coloré sous forme de poudre ; et la fusion sur lit de poudre de matériau luminescent coloré. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel l'étape de dépôt est effectuée en plusieurs couches successives (142, 144), l'étape de création du premier modèle informatique (140) comprenant une définition des coordonnées spatiales de chacune desdites couches. 4.- Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'insert luminescent comprend au moins deux matériaux luminescents colorés (16, 18) différents, correspondant à au moins deux coordonnées spatiales différentes, l'étape de création du premier modèle informatique (140) comprenant une identification du matériau luminescent coloré associé à chacune desdites coordonnées. 5.- Procédé de fabrication d'un élément de construction (12, 112, 212), ledit élément de construction comprenant : un bloc solide (30, 130, 230) à base d'une composition fluide (60) durcie ; et au moins un insert luminescent (10, 110, 210) assemblé audit bloc ; ledit procédé comprenant les étapes suivantes : 3060043 18 - fourniture d'un insert luminescent (10, 110, 210) issu d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 4 ; - disposition dudit insert luminescent sur un fond (66, 146) d'un moule (64), une surface de présentation (20, 120, 220) dudit insert luminescent étant en contact avec ledit 5 fond ; - dépôt de la composition fluide (60) dans le moule autour de l'insert luminescent, de sorte à noyer une surface latérale (26, 126, 226) dudit insert ; puis - durcissement de ladite composition fluide pour former le bloc ; puis - démoulage de l'élément de construction ainsi obtenu. 10 6.- Procédé selon la revendication 5, dans lequel la composition fluide (60) est une composition à base de liant hydraulique. 7.- Procédé selon la revendication 5 ou la revendication 6, dans lequel l'étape de 15 dépôt de la composition fluide est effectuée par coulage ou projection de ladite composition. 8.- Procédé selon la revendication 5 ou la revendication 6, dans lequel le dépôt de la composition fluide (60) est effectué simultanément au dépôt de l'au moins un matériau 20 luminescent coloré (16, 18), à partir d'un deuxième modèle informatique (170) du bloc (130). 9.- Ensemble (80) pour la mise en oeuvre du procédé de fabrication selon l'une des revendications 5 à 8, ledit ensemble comprenant : 25 - un moule (64) adapté à une composition fluide durcissable, ledit moule comprenant un fond (66) et des parois latérales (68) ; - un insert luminescent (210) issu d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 4 ; et - un dispositif de blocage (82) assemblé à l'insert luminescent, ledit dispositif de 30 blocage étant apte à coopérer avec les parois latérales du moule, de sorte que l'insert luminescent en contact avec le fond du moule soit bloqué en translation parallèlement audit fond. 10.- Ensemble selon la revendication 9, dans lequel au moins un élément (84) du 35 dispositif de blocage est transparent ou translucide. 3060043 19 11.- Elément de construction (212) issu d'un procédé selon l'une des revendications 5 à 8, à partir d'un ensemble selon l'une des revendications 9 ou 10, dans lequel le dispositif de blocage (82, 84) est au moins partiellement noyé dans le bloc solide (230). 5 12.- Elément de construction (212) selon la revendication 11, comprenant un dispositif d'éclairage (290) relié à l'insert luminescent (210). 13.- Elément de construction (212) selon la revendication 12 prise en combinaison 10 avec la revendication 10, dans lequel le dispositif d'éclairage (290) est relié à l'insert luminescent par l'intermédiaire de l'élément (84) transparent ou translucide du dispositif de blocage.