Brevet FR3089775A1 — publié le 20200619

Description Titre de l'invention : MOBILER À CONCEPTION OPTIMISÉE POUR L'ÉCONOMIE CIRCULAIRE Domaine technique [0001] L'invention concerne le domaine du mobilier, plus particulièrement une chaise un tabouret ou une table, non pliantes, optimisé dans sa conception, pensée dans les pratiques de l'économie circulaire, économe en ressources. [0002] L'économie circulaire est un système économique qui consiste à réintroduire dans le cycle de la production et de la consommation tous les déchets, sous-produits de la production de biens. [0003] Définie dans le cadre de l'invention, l'économie circulaire ne se limite pas au recyclage mais comprend également l'utilisation de ressources renouvelables et abondantes ainsi que la durabilité, et non obsolescence programmée, et la capacité de réparation facile des objets concernés. Technique antérieure [0004] L'objet de l'invention est un perfectionnement de la chaise décrite dans le document EP 3 273 825 Bl. [0005] La chaise décrite dans ce document comprend, selon un exemple de réalisation, une structure rigide comprenant un piètement et un arceau tubulaires réalisés dans un matériau composite dont la matrice est une résine biosourcée et le renfort des fibres naturelles, notamment de lin, ainsi qu'une assise et un support dorsolombaire préférentiellement réalisés en résine biosourcée, préférentiellement transparente. [0006] Cette solution donne pleinement satisfaction tant du point de vue du style que de la résistance mécanique de la chaise. Toutefois, dans le cas d'une utilisation intensive de celle-ci, notamment pour des applications d'hôtellerie ou de restauration, si la structure composite est particulièrement résistante à l'usage car non sujette à la corrosion et nettement plus résistante que le bois, par exemple, l'assise, et dans une moindre mesure le support dorsolombaire, sont susceptibles au cours du temps de se rayer, nuisant ainsi à l'esthétique de l'objet, particulièrement lorsque ces parties sont réalisées dans un matériau transparent. [0007] 11 en serait de même pour le plateau d'une table par exemple. [0008] Ce problème de la dégradation du mobilier dans ce type d'application n'est pas spécifique à la chaise objet de l'invention et concerne tout type de mobilier lequel doit être régulièrement changé, le mobilier ancien étant majoritairement destiné à la déchetterie et incinéré. [0009] Une solution simple à ce problème, pour une chaise rigide telle que celle de 2 l'invention, consiste à ajouter un coussin sur l'assise afin de protéger celle-ci, toutefois cette solution modifie l'esthétique de la chaise particulièrement lorsque ladite assise est transparente. [0010] Les solutions de l'art antérieur, telles que par exemple décrites dans le document US 6,499,801 B1 ne sont qu'une amélioration de la précédente solution simple, où un coussin monté sur une plaque rigide est rapporté sur une assise rigide existante via une liaison mécanique. [0011] Finalement, si le mobilier peut, dans certaines circonstances, être restauré, cette res- tauration passe généralement par un artisan et son coût reste trop élevé pour des applications de type CHR (café, hôtellerie, restaurant) en regard du changement pur et simple dudit mobilier. Exposé de l'invention [0012] L'invention vise à résoudre les inconvénients de l'art antérieur et a pour objet un mobilier haut de gamme, durable et répondant aux normes les plus exigeantes, plus particulièrement une chaise ou une table, préférentiellement, mais non exclusivement, destinées à une application CUIR, dont la conception est optimisée pour la mise en oeuvre des principes d'économie circulaire. [0013] Ainsi, selon un premier aspect de l'invention, celle-ci a pour objet un tel mobilier constitué en majorité de matériaux biosourcé et additionnellement de matériaux recyclés et recyclables. [0014] Selon un autre aspect de l'invention, ledit mobilier est facilement réparable, tous les sous-ensembles fonctionnels le constituant étant facilement remplaçables par son utilisateur. [0015] A cette fin l'invention concerne une chaise, un tabouret ou une table comprenant : [0016] - un piètement comprenant une pluralité de pieds tubulaires constitués d'un composite renforcé par des fibres continues d'origine végétale ; [0017] - une couronne structurelle constituée d'un polymère thermoplastique biosourcé et comportant au droit de chaque pied un insert métallique, lié à ladite couronne par surmoulage, et comportant une extrémité apte à être introduite dans un pied et à son autre extrémité une forme d'assemblage ; [0018] - un plateau constitué d'un polymère thermoplastique biosourcé recouvrant la couronne et la surface intérieure délimitée par celle-ci ; [0019] - des moyens de verrouillage du plateau sur la couronne comprenant une forme d'assemblage apte à coopérer avec la forme d'assemblage d'un insert métallique. [0020] Ainsi, le plateau, assise de la chaise ou plateau de la table, peut être changé fa- cilement lorsque celui-ci est rayé ou dégradé. Constitué d'un polymère thermoplastique il est aisément recyclé. 3 100211 Dans un modèle économique (l'économie circulaire, ledit plateau rayé ou dégradé est renvoyé au fournisseur lors de l'échange par un plateau neuf [0022] Il en est dc même pour la plupart des sous-ensembles constituants le mobilier de l'invention, piètement, couronne, plateau, arceau et support dorsolombaire dans le cas d'une chaise, qui sont obtenus par des techniques de moulage ou apparentées (consolidation en forme dans un moule dans le cas des pieds) ce qui assure une stabilité dimensionnelle des pièces d'un lot de fabrication à l'autre et par conséquent l'interchangeabilité des éléments. [0023] La couronne assure la cohésion structurale de l'ensemble sur laquelle sont as- semblées les autres sous-ensembles, essentiellement par clippagc. [0024] Cette conception permet en outre de livrer le mobilier en kit. [0025] L'invention est mise en oeuvre selon les modes de réalisation et variantes exposés ci- après, lesquels sont à considérer individuellement ou selon toute combinaison techniquement opérante. [0026] Avantageusement les inserts métalliques sont constitués de laiton recyclé. Outre l'aspect esthétique flatteur et la résistance à la corrosion, le laiton est un matériau facilement recyclahlc. [0027] Selon un exemple de réalisation, les moyens dc verrouillage sont également constitués de laiton recyclé. [0028] Selon un autre mode de réalisation les moyens de verrouillage sont constitués d'un polymère biosourcé. [0029] Des détails de réalisation sont exposés dans la description détaillée ci-après. Description sommaire des dessins [0030] L'invention est exposée ci-après selon ses modes dc réalisation préférés nullement limitatifs, et en référence aux figures I à 3 dans lesquelles : [0031] [fig.1] la figure représente selon une vue en perspective et en éclaté les sous-ensembles constructifs du mobilier objet de l'invention dans le cas d'une chaise ; [0032] [fig.2] la figure 2 représente en vue de dessous un exemple de réalisation de la couronne du mobilier représenté figure 1, dont les inserts métalliques sont représentés en éclaté à gauche de la figure et intégrés à la couronne à droite de la figure ; [0033] [fig.3] la figure 3 montre selon une vue de dessous, figure 3A, et selon une vue en perspective, figure 3B, un exemple de réalisation d'un insert métallique intégré par surmoulage à la couronne du mobilier objet de l'invention. Meilleure manière de réaliser l'invention [0034] L'invention est ici présentée dans le cas d'un mode de réalisation relatif à une chaise qui est le cas le plus complexe. L'homme du métier adaptera facilement les principes constructifs exposés ci-après au cas d'une table, ronde, ovale, rectangulaire ou autre, ou d'un tabouret. [0035] Figure 1, le mobilier objet de l'invention comprend 3 sous-ensembles constructifs principaux (110, 120, 130), tous réalisés par des techniques de moulage polymère ou apparentées, ce qui garantit leur répétitivité dimensionnelle, assurée par les moules, d'un lot de fabrication à l'autre. Dans le cas d'une chaise, celle-ci comprend en outre un dossier comprenant un arceau (140) et optionnellement un support dorsolombairc (non représenté) ce sous ensemble est également lié de manière démontable à la couronne. [0036] La couronne (110) est la base structurelle du mobilier. Bien qu'entièrement re- cyclable, la couronne, dont le coût d'obtention est le plus élevé, est l'ensemble constructif le moins exposé à l'usure du mobilier objet de l'invention et à priori n'a pas à être remplacée au cours de la vie dudit mobilier. [0037] Ladite couronne (110) supporte les autres sous-ensembles constructifs qui lui sont tous connectés, ces autres sous-ensembles étant pour leur part plus soumis à l'usure et à la dégradation au cours de la vie du mobilier objet de l'invention. [0038] Dans le cas d'une chaise, la couronne supporte également des moyens de connexion (112, 113) de l'arceau (140) ainsi que des moyens pour la connexion du support dorso lombaire (non représenté sur la figure 1). [0039] La couronne est obtenue par injection plastique. Elle comprend au droit de chaque pied un insert métallique (111) intégré dans ladite couronne lors de l'injection, par surmoulage. Lesdits inserts métalliques sont, selon un mode de réalisation préféré, constitués de laiton (alliage Cu-Zn) recyclé, et sont également obtenus par moulage. [0040] Ainsi, les inserts métalliques sont liés de manière permanente et ferme à la couronne (110) dont ils font parties intégrantes. [0041] Pour les inserts également, le moulage en coquille assure une stabilité dimensionnelle d'un lot de fabrication à l'autre, favorisant l'interchangeabilité des éléments du mobilier, notamment les pieds. [0042] Figure 2, la couronne se présente globalement comme un profilé de section épaisse en U, évolutive, comprenant une aile intérieure (212) et une aile extérieure (211) dont l'ouverture est tournée vers le sol lorsque le mobilier est utilisé, et suivant le contour du plateau : assise dans le cas d'une chaise, plateau dans le cas d'une table. [0043] Selon un exemple de réalisation, la couronne est constituée d'un polymère thermo- plastique biosourcé, par exemple en polyméthacrylate de méthyl (PMMA) couramment dénommé Altuglas® ou Plexiglas®. Dans sa version biosourcée ce polymère est obtenu à partir de sucres, notamment issus de la betterave. [0044] Dans le cas d'une chaise, la distance entre l'aile intérieure (212) et l'aile extérieure (211) de la section en U augmente vers l'arrière de la chaise pour être maximale au niveau des logements des inserts (111c, 111') recevant les pieds postérieurs, de sorte à augmenter l'inertie de la section et sa raideur dans cette zone fortement sollicitée lorsque la chaise est balancée en appui sur ses pieds postérieurs. [0045] Dans le cas d'un tabouret cette évolution de section est reproduite au niveau de tous les pieds. [0046] La grande rigidité de cette forme en U permet de se passer de toute traverse entre les bords internes de la couronne, ce qui permet, notamment, l'utilisation d'un matériau transparent pour le plateau, mais surtout, simplifie considérablement les assemblages. [0047] En revenant à la figure 1, dans sa partie supérieure, la couronne reçoit un plateau (120), il s'agit du coussin d'assise (rigide) de la chaise ou du tabouret, ou du plateau de la table. [0048] Ce plateau (120) recouvre intégralement la surface supérieure de la couronne (110) protégeant celle-ci des impacts et de l'abrasion. [0049] Ledit plateau est avantageusement réalisé dans le même matériau que la couronne ce qui évite les phénomènes de dilatation différentielle entre les deux sous-ensembles. Ainsi le plateau est préférentiellement réalisé en PMMA injecté, sans que ce mode de réalisation ne soit limitatif. [0050] Assemblé à la couronne, le plateau participe à la rigidité de l'ensemble et participe de la résistance et de la stabilité au cisaillement vis-à-vis des efforts parallèles au plan du plateau de la table ou à la surface d'assise de la chaise. [0051] Ledit plateau (120) est lié à la couronne (110) par des clips (121), lesquels coopèrent avec les inserts métalliques (111) de chaque pied, assurant ainsi une répartition uniforme du flux d'effort entre le plateau (120), la couronne (110) et chaque pied, jusqu'au sol. [0052] Dans le cas d'une chaise, la forme du plateau, galbé sur la couronne à Panière rend inutile la connexion aux inserts métalliques au niveau des pieds arrière. [0053] Dans le cas d'une table ou d'un tabouret le plateau est lié à chaque insert. [0054] Dans le cas d'une table de grande dimension, le plateau peut être lié à la couronne par clippage également entre les pieds, de sorte à sécuriser l'assemblage. [0055] Les clips (121) sont, selon des modes de réalisation, constitués également de laiton recyclé, de PPMA ou d'un autre matériau de résistance mécanique adaptée. [0056] Selon cet exemple de réalisation, le plateau (120) comprend à l'emplacement de chaque clip (121) un aménagement en creux (122) de sorte qu'une fois installés, lesdits clips soient affleurants avec la surface du plateau. [0057] Constitué de PMMA, le plateau est facilement recyclé soit par broyage, soit par dé- polymérisation, pour être réinjecté et réaliser de nouvelles pièces. 6 [0058] Le plateau (120) étant soumis à l'abrasion mécanique et chimique, voire pouvant être fendu dans le cas d'une table lors d'une utilisation inappropriée, particulièrement dans une application CHR, l'aspect de celui-ci est susceptible de se dégrader dans le temps. Dans ce cas, il suffit de le dé-clipper et de le remplacer. [0059] Dans un modèle d'économie circulaire, l'utilisateur est incité à renvoyer au fournisseur le plateau usé ou dégradé, par exemple en lui proposant un prix inférieur pour le plateau neuf dans ces conditions. Le plateau usé est ainsi recyclé. [0060] Dans tous les cas, cette dégradation d'aspect du mobilier n'entraîne pas sa mise au rebut, celui-ci étant remis en état, éventuellement plusieurs fois au cours de sa durée de vie, pour une fraction du prix de l'ensemble. [0061] Les pieds (130) constituent également un sous ensemble constructif potentiellement soumis à l'usure et à la dégradation, mais dans une moindre mesure que le plateau (120). [0062] Lesdits pieds sont connectés à la couronne (110) par l'intermédiaire des inserts mé- talliques, par cl ippage et boulonnage sur lesdits inserts (111). [0063] Les pieds sont tubulaires et constitués d'un composite à fibres continues, utilisant à cette fin des fibres d'origine végétales dans une matrice polymère thermoplastique biosourcée. [0064] A titre d'exemple non limitatif, les fibres de renfort sont des fibres de lin. Alterna- tivement, celles-ci sont des fibres de bambou, de chanvre, de jute ou de sisal ou une combinaison de ces fibres, sans que ces exemples ne soient limitatifs. [0065] Selon un autre exemple de réalisation, les fibres de renfort sont constituées d'un polymère biosourcé, par exemple un polyéthylène, dont la température de fusion est supérieure à la température de fusion du polymère constituant la matrice du composite. [0066] Selon un exemple de réalisation, les pieds sont obtenus par tressage desdites fibres naturelles, comêlées avec des fibres du polymère thermoplastique constituant la matrice. Alternativement, ils sont obtenus par enroulement filamentaire. [0067] Le tressage est adapté à une production en grande série et permet de disposer, dans les pieds, des fibres continues parallèles à la plus grande dimension desdits pieds afin d'assurer la résistance à la flexion et au flambage de ceux-ci. [0068] La préforme ainsi obtenue par tressage est ensuite consolidée clans un moule. Cette opération de consolidation consiste à porter la préforme, enfermée dans le moule, préférentiellement tiré au vide, à une température égale ou supérieure à la température de fusion du polymère constituant la matrice de sorte à réaliser l'imprégnation, puis à refroidir la pièce composite ainsi obtenue à une température inférieure à la température de transition vitreuse de la matrice, avant de démouler. [0069] Ici aussi, ce mode de fabrication permet d'assurer une stabilité dimensionnelle des pieds d'un lot de fabrication à l'autre et par suite leur interchangeabilité. 7 [0070] Le polymère constituant la matrice est, selon un exemple de réalisation non limitatif, un polyamide de type PA 11 obtenu à partir de graines de ricin. [0071] L'opération de consolidation en forme nécessite de porter ce polymère à une tem- pérature supérieure à 220°C, température à laquelle la plupart des fibres d'origine végétale présentent un risque d'ignition et de vaporisation de l'humidité qu'elles contiennent. [0072] A cette fin, le procédé de consolidation en forme met en oeuvre un procédé et un outillage dérivés des enseignements des documents EP 2 694 277 et FR 2 915 053. Le mode de chauffage par induction permet de réaliser le cycle de chauffage/ refroidissement nécessaire à la consolidation très rapidement, et ainsi d'éviter les risques évoqués plus haut. [0073] Figure 3, selon un exemple de réalisation, les inserts (111) comprennent une première partie (310), dite supérieur, destinée à réaliser l'interface avec la couronne, et une deuxième partie (311) en protrusion par rapport à la partie supérieure destinée l'assemblage à la couronne d'un pied tubulaire, l'ensemble étant moulé d'un seul bloc. [0074] La partie supérieure comprend préférentiellement une surface d'appui (321) associée à une nervure (322) en protrusion, ici circulaire. Ces deux formes permettent de réaliser l'encastrement de l'insert dans la couronne et de répartir les efforts entre les pieds et la couronne sur une surface suffisamment importante pour leur transmission à la structure de ladite couronne, sans risque de dégradation, par effet de matage, du polymère la constituant. L'intégration de l'insert à la couronne par surmoulage assure une adaptation parfaite des surfaces en contact entre la couronne et l'insert et l'absence de jeu. [0075] Cette partie supérieure (310) comprend également une forme (323) d'assemblage, apte à recevoir une forme complémentaire des moyens de verrouillage du plateau. [0076] La deuxième partie (311) de l'insert, en protrusion, est de forme (331) adaptée pour s'insérer à l'intérieur d'un pied, de la chaise, du tabouret ou de la table. Selon cet exemple de réalisation, cette partie est terminée par un trou fileté (332) apte à revoir une vis pour sécuriser l'assemblage du pied par boulonnage. [0077] L'insert est de préférence métallique pour assurer la tenue en cisaillement de l'interface entre la partie supérieure (310) et la partie en protrusion (311) dudit insert. [0078] Le pieds étant creux, la sécurisation de l'assemblage des pieds sur la couronne est réalisée, par exemple, en introduisant un mandrin élastique expansible en matière plastique à l'intérieur du pied, lequel mandrin s'expanse à l'intérieur du pied sous l'effet du serrage de la vis dans le trou fileté (324) de l'insert. Le rôle de ce mandrin est uniquement de sécuriser l'assemblage les efforts étant repris par la partie (331) en protrusion de l'insert. [0079] Le serrage de la vis est réalisé par un embout de forme approprié (6 pans ou Torx0) 8 monté sur un flexible, ou par l'intermédiaire d'un système d'entraînement magnétique de la vis par l'extérieur du pied. [0080] Réalisée selon ces principes constructifs, la chaise décrite ci-avant dépasse les exigences de la norme LSO 7173 en ternies de tenue mécanique, tout en étant plus légère qu'une chaise en bois de dimensions et de style comparables. [0081] Les principes constructifs exposés ci-avant, où les pièces exposées à l'usure et à la dégradation sont assemblées sur une couronne rigide réalisée à partir de matériaux recyclés ou recyclablcs, se prêtent parfaitement à la mise en oeuvre des principes d'une économie circulaire, où les pièces soumises à l'usure sont aisément remplacées par leur utilisateur et recyclées, pour une fraction du coût de l'objet initialement acquis. 9