Brevet FR3052099A1 — publié le 20171208

Volet en matériau composite et procédé de fabrication d'un tel volet. 1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui des accessoires de bâtiments comportant des ouvertures telles que des portes et des fenêtres se fermant par des volets. L'invention concerne plus particulièrement le fait que le volet est fabriqué en matériaux composites et possède une structure renforcée. 2. Art antérieur De tous temps, les volets en bois ont été utilisés pour fermer les ouvertures de maison (volets battants ou volets coulissants), avec comme inconvénient principal, l'entretien. Puis le marché a été révolutionné par les fabrications en PVC, qui sont meilleur marché avec un entretien plus facile, mais avec un choix de couleur limité, qui passe rapidement dans le temps, et dont la matière vieillit au soleil et devient cassant. Puis les volets aluminium sont apparus, pour le haut de gamme en concurrence du bois, avec pour inconvénients : l'accrochage des peintures, le bordurage du panneau avec un profil alu qui crée un pont thermique, et une mauvaise tenue à la grêle et au choc. Les panneaux en composite sont récents, il en existe de différentes matières soit monobloc avec des plastiques type PE ou PP chargés avec de la poudre de bois, soit sandwich avec des mousses PU (principalement). Ces derniers sont constitués d'une âme en mousse PU qui traite l'isolation phonique et thermique elle est recouverte de part et d'autre de peaux en résine renforcée par de la fibre de verre (ou autre), les chants sont soit bordurés par de la fibre de verre directement lors du moulage, ou bien borduré après moulage par soit des chants en PVC (épaisseur environ 2 millimètres) soit pas de la colle polyester fibrée. Ces panneaux ont pour avantages d'être isolants, d'être imputrescibles, sans entretien, peu sensibles aux chocs, repeints sans difficultés, mais ont pour inconvénient de se déformer sous l'action de la chaleur, comme l'aluminium et d'être fragile au niveau des chants du panneau et de subir des contraintes au niveau du collage des chants lors du flambage du panneau ou lors de la dilatation différentielle entre le composite verre-polyester et le chant PVC. La dilatation différentielle entre le côté au soleil pouvant atteindre 80 ° et l'autre face à l'ombre (delta de 50° environ) occasionne une déformation (flambage) qui peut dépasser 20 millimètres pour les panneaux supérieurs à 2m, cette déformation nuit à l'esthétique du produit et pose des problèmes lors de la fermeture. 3052099 2 Cette déformation est encore plus problématique pour les volets coulissants, car l'interstice entre le volet et le mur est rarement supérieur à 10 millimètres. Il existe donc un besoin pour une nouvelle technique de réalisation de volets comportant des cotés suffisamment rigides et épais pour permettre la fixation de charnières 5 ainsi que d'un mécanisme de verrouillage. 3. Exposé de l'invention L'invention propose une solution nouvelle qui ne présente pas l'ensemble de ces inconvénients de l'art antérieur, sous la forme d'un procédé de fabrication d'un volet en 10 matériau composite et de forme approximativement rectangulaire, comportant les étapes suivantes : - Réalisation d'une première peau et placement dans un moule à plat, - Placement au centre de la première peau d'une âme d'une épaisseur déterminée, - Placement de profilés composites autour de l'âme formant un cadre et de 15 composition similaire à celle des peaux, - Placement d'une seconde peau au-dessus de l'âme et des profilés, - Mise en contact de l'ensemble ainsi formé, par pression ou sous vide, afin d'obtenir une plaque rigide. De cette manière, le volet ainsi formé est rigidifié, se déforme moins sous l'action de la 20 chaleur et peut supporter des fixations sur le chant (penture, chariot, rail), il est aussi beaucoup moins fragile au niveau du chant et des angles. Le fait d'utiliser le même matériau pour réaliser les peaux et les profilés rend l'ensemble plus homogène, améliore le collage entre ces éléments et augmente considérablement la solidité du volet tant pour limiter le flambage que pour améliorer la solidité des chants et des angles. Ainsi, selon ses différents 25 modes de réalisation, l'invention repose sur une approche nouvelle et inventive de la fabrication d'un volet. Selon un mode particulier de réalisation, le procédé de fabrication comporte une étape de placement de profils supplémentaires à l'intérieur du panneau pour rigidifier les panneaux de grande taille. 30 Selon un mode particulier de réalisation, les peaux et les profilés sont en polyester enrobé dans de la résine fraiche lors du placement dans le moule, le procédé comportant une étape de polymérisation par exothermie de la résine pour rigidifier les éléments de l'ensemble ainsi formé. 3052099 3 Selon un mode particulier de réalisation, la première et la seconde peau sont constituées de la superposition d'une pluralité de couches de tissus en alternance avec des couches de résine fraiche. Selon un mode particulier de réalisation, le procédé de fabrication comporte une mise 5 sous vide du moule. Selon un mode particulier de réalisation, le procédé de fabrication comporte une étape de mise en pression à l'aide d'un contre-moule. Selon un autre aspect, l'invention concerne un volet produit selon le procédé décrit ci-dessus. Le volet est particulier en ce qu'il comporte des profilés entourant l'âme à l'intérieur, 10 et en ce que ces profilés sont du même matériau que les peaux qui recouvrent l'âme. Selon un mode particulier de réalisation, l'âme est réalisée par un panneau de mousse ayant des propriétés thermiques isolantes. 4. Liste des figures 15 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : Les figure 1-a, 1-b, 1-c et 1-d illustre les principales étapes d'un procédé de fabrication d'un volet selon un exemple de réalisation ; 20 la figure 2 présente une vue en coupe d'un panneau constitué d'une première peau, d'un panneau en mousse et d'un seconde peau, ce panneau étant destiné à la fabrication d'un volet ; la fig. 3 présente une vue en coupe d'un volet constitué de deux peaux, d'un panneau en mousse et de profilés en pultrudé placés autour de l'âme ; 25 la figure 4 présente les deux parties d'un volet fabriqué selon un mode préféré de réalisation de l'invention. 5. Description d'un mode de réalisation de l'invention 5.1 Principe général 30 Le principe général de l'invention repose sur un procédé de fabrication d'un volet en matériau composite et de forme approximativement rectangulaire, comportant les étapes suivantes : réalisation d'une première peau et placement dans un moule à plat, placement au centre de la première peau d'une âme d'une épaisseur déterminée, placement de profilés 3052099 4 composites autour de l'âme formant un cadre et de composition similaire à celle des peaux, placement d'une seconde peau au-dessus de l'âme et des profilés. La fabrication se termine par la mise en contact de l'ensemble ainsi formé, par pression ou sous vide, afin d'obtenir une plaque rigide. De cette manière, le volet ainsi formé est rigidifié, est moins fragile au niveau 5 des chants, se déforme moins sous l'action de la chaleur et peut supporter des accessoires fixés sur le chant. 5.2 Description d'un mode de réalisation On décrit maintenant, en relation avec les figures 1-a, 1-b, 1-c et 1-d, les principales 10 étapes du premier mode de fabrication d'un volet 1 en matériau composite selon un exemple préféré. Le procédé utilise un moule 2 possédant une large ouverture dirigé vers le haut et de forme approximativement rectangulaire. A l'étape illustrée par la Fig. 1-a, un opérateur enduit le fond du moule avec un gelcoat (de l'Anglais « Gel Coat »), ce produit donnant la couleur et 15 l'aspect final du volet. Puis, l'opérateur place une première peau 3 au fond du moule. Cette peau est avantageusement constituée de résine polyester renforcée de tissus en fibre de verre, ou de carbone, ou toute autre matière de renfort. La couche peut être constituée par l'application en alternance de couches de tissus et de résine fraiche. A l'étape illustrée par la Fig. 1-b, l'opérateur place au centre de la première peau un 20 panneau 4 en mousse et des profilés 5 en pultrudé tout autour dudit panneau. Le panneau est avantageusement constitué de mousse ayant des propriétés isolantes tant au niveau thermique qu'au niveau acoustique. La mousse est par exemple du polyuréthane ou du polystyrène. La matière des profilés est la même que celle des peaux, et selon l'exemple préféré de réalisation, cette matière est de la résine polyester renforcée de fibre de verre. La 25 section des profilés est de préférence rectangulaire. A l'étape illustrée par la Fig. 1-c, l'opérateur place une seconde peau 6 au-dessus du panneau 4 en mousse et des profilés 5. Avantageusement les trois couches constituées de : - la première peau 3, - le panneau 4 en mousse et des profilés 5, 30 - la seconde peau 6, possèdent la même surface, ce qui évite de devoir usiner ensuite les cotés pour les rendre bien perpendiculaires à la surface. Ceci n'est pas une obligation, il est toujours possible 3052099 5 à l'aide d'une fraiseuse ou d'une raboteuse de diminuer les dimensions de l'une et/ou l'autre des couches. A l'étape illustrée par la Fig. 1-d, un moyen de pression tel qu'un contre-moule 7 est appliqué sur la seconde peau 6. Ce moyen de pression est par exemple la mise sous vide de 5 l'ensemble, le vide plaquant les couches les uns au contact avec les autres. La pression est exercé au moyen du vide ou d'une presse entre un moule et un contre-moule, le vide assurant le collage des peaux sur la mousse et les profils. La pression est maintenue jusqu'à la polymérisation de la résine. Les trois couches étant parfaitement solidarisées, le volet 1 est alors utilisable pour être monté dans une ouverture d'un bâtiment, après un éventuel usinage 10 et/ou un travail de peinture. Lorsque la résine est polymérisée, le volet peut être usiné sur les cotés à l'aide de raboteuse pour lui conférer les bonnes dimensions et notamment pour lui conférer des cotés courbes et ainsi s'adapter à la forme de l'ouverture du bâtiment. Pour ne pas rendre l'âme 4 apparente, on prendra soin d'utiliser des profilés suffisamment épais pour ne pas raboter le 15 profilé sur la totalité de son épaisseur. D'autres modes de réalisation sont également possibles, au contact avec collage sous vide, en moule fermée type injection ou infusion, avec des peaux réalisées au contact en injection, infusion ou compression qui sont après polymérisation collées à la mousse sous 20 presse ou sous vide. voici quelques exemples : 1) Le procédé « contact sous vide » se déroule comme suit : - Application d'un gelcoat sur un moule et contre-moule, - Application de tissus imprégnés de résine sur le moule et le contre-moule, - Mise en place sur le moule au-dessus de la peau composite fraiche de l'âme en 25 mousse et des profils composites tout autour, - Fermeture avec le contre- moule et mise sous vide ou sous presse. 2) Procédé moule fermé : - Application d'un gelcoat sur le moule et le contre-moule, - Mise en place des renforts tissus sur le moule, 30 - Mise en place de la mousse et des profils, - Mise en place du renfort tissu au-dessus de la mousse, - Fermeture du contre moule, - Injection ou infusion de la résine. 3052099 6 3) Procédé de pré-fabrication des peaux composites - Application d'un gelcoat sur le moule, - Fabrication au contact ou injection infusion sous bâche des peaux - Polymérisation, - Collage sous presse ou sous vide des peaux préalablement polymérisées avec la 5 mousse et les profils au moyen d'une colle Polyester, PU, néoprène ou autre. Selon une variante de réalisation plus industrielle, une première peau en tissu est placée au fond du moule, puis le panneau en mousse et la seconde peau en tissu. Le moule est alors hermétiquement fermé par un contre-moule, de la résine liquide type polyester est injectée par des buses et le vide est réalisé pour plaquer les éléments les uns en contact avec 10 les autres et pour éliminer les bulles d'air. La résine vient enrober l'ensemble des éléments et se polymérise sous l'action d'un catalyseur du type par exemple du peroxyde organique. La réaction de polymérisation est exothermique, la température dans le moule se situe alors autour de 40°C. Sous l'action de cette chaleur, la polymérisation s'accélère et les composants du volet se solidifient dans leur forme finale. Le moule est alors ouvert et le volet est extrait 15 pour être directement utilisable. La fixation des profilés formant un chant peut également s'effectuer après la fabrication du panneau. Selon une variante de réalisation, l'opérateur découpe dans une grande plaque sandwich (peaux fibre de verre- résine polyester de part et d'autre d'une âme 20 en mousse) les panneaux aux dimensions voulues. Puis, la mousse au niveau des chants est enlevée sur une profondeur déterminée, l'opérateur répand de la colle polyester dans les cavités ainsi pratiquées et y positionne aussitôt les profilés en pultrudé. L'opérateur attend le temps nécessaire à la polymérisation de la colle et à la rigidification du volet. La colle une fois polymérisée, le volet ainsi réalisé peut être usiné à l'aide de raboteuse ou d'une fraiseuse pour 25 lui conférer les bonnes dimensions et peut recevoir les pentures ou autres accessoires qui seront solidarisés par vissage dans les profilés. Ce mode de réalisation est notamment utilisable dans des cas de réparation de volets existants, ou dans des cas où les dimensions du volet ne sont pas standards et où il ne serait rentable d'industrialiser leurs productions. Il permet aussi au poseur de pouvoir le cas échéant ajuster le volet 1 avec du matériel portatif. 30 La fig. 2 présente une vue en coupe d'un panneau constitué d'une première peau 3, d'un panneau 4 en mousse et d'un seconde peau 6. La fig. 3 présente une vue en coupe d'un panneau constitué d'une première peau 3, 3052099 7 d'un panneau 4 en mousse et de profilé 5 en pultrudé et d'un seconde peau 6. Une penture 8 est fixée sur un chant du volet à l'aide d'une vis 9. La fig. 4 présente les deux parties d'un volet fabriqué selon l'invention. La partie en haut de la Fig. 4 présente une battue 10 qui vient recouvrir le coté de l'autre partie du volet. 5 Cette battue peut être également en polyester pultrudé et fixée par collage au montant du volet. La battue peut également être fixée par vissage selon l'art antérieur puisque qu'elle se situe au-dessus d'une partie de peau qui recouvre un profilé, cette partie pouvant de ce fait recevoir des moyens de fixation. Selon un perfectionnement, cette battue est réalisée par moulage en même temps que la fixation des peaux du panneau, le moule 2 comportant alors 10 une cavité pour contenir cette battue. De cette manière, la battue est intégrée dans la fabrication du volet, ce qui simplifie le procédé de fabrication. L'utilisation de matériaux composites autorise de nombreux aspects. Outre le fait que le matériau peut être coloré dans la masse, il peut prendre l'aspect du bois. Ce matériau 15 présente également l'avantage de ne pas conduire la chaleur, d'être résistant au choc contrairement à l'aluminium, et de posséder une excellente tenue dans le temps face à un rayonnement ultraviolet. 20 REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un volet (1) en matériau composite et de forme approximativement rectangulaire, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - Réalisation d'une première peau (3) et placement dans un moule (2) à plat, - Placement au centre de la première peau d'une âme (4) d'une épaisseur déterminée, - Placement de profilés composites (5) autour de l'âme formant un cadre et de composition similaire à celle des peaux, - Placement d'une seconde peau (6) au-dessus de l'âme (4) et des profilés (5), - Mise en contact de l'ensemble ainsi formé (3, 4, 5, 6) afin d'obtenir une plaque rigide.2. 3. 4. 5. 6. Procédé de fabrication d'un volet selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte Une étape de placement de profils supplémentaires à l'intérieur du panneau pour rigidifier les panneaux de grande taille. Procédé de fabrication d'un volet selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les peaux et les profilés sont en polyester enrobé dans de la résine fraiche lors du placement dans le moule, et ce qu'il comporte une étape de polymérisation par exothermie de la résine pour rigidifier les éléments de l'ensemble ainsi formé. Procédé de fabrication d'un volet selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première et la seconde peau sont constituées de la superposition d'une pluralité de couches de tissus en alternance avec des couches de résine fraiche. Procédé de fabrication d'un volet selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une mise sous vide du moule. Procédé de fabrication d'un volet selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de mise en pression à l'aide d'un contre-moule (7). 3052099 9 7. Volet en matériau composite obtenu par le procédé selon l'un quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première peau et la seconde peau 5 sont fabriqués en résine polyester renforcée de fibre et en ce que les profilés sont également fabriqués en résine polyester renforcée de fibre. 8. Volet en matériau composite obtenu par le procédé selon l'un quelconque des revendications1 à 6, caractérisé en ce que l'âme (4) est en mousse ayant des propriétés 10 thermiques isolantes. 9. Volet en matériau composite obtenu par le procédé selon l'un quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte une battue intégrée au panneau et réalisée par moulage.