Brevet FR3115722A1 — publié le 20220506

L’invention concerne une pièce (1) en matériau minéral ou composite présentant deux pans contigus (2a, 2b) définissant entre eux un angle rentrant. Selon l’invention, les deux pans (2a, 2b) appartiennent à une même partie monobloc (2) de la pièce (1), les deux pans (2a, 2b) sont reliés l’un à l’autre par une courbe (4) remplaçant un angle rentrant vif de manière à éviter des amorces de rupture dans le matériau, et la pièce (1) comprend un élément rapporté (3) présentant, d’une part, une portion interne venant combler un espace correspondant à la courbe (4) et, d’autre part, une portion externe définissant une arête vive de l’angle rentrant. Figure pour l’abrégé : Fig. 6 Pièce en matériau minéral et ou composite avec angle rentrant vif L’invention se rapporte au domaine technique de la fabrication d’objet en matière minérale, ou en matière composite. D’une manière générale, l’invention concerne la fabrication de pièce à base de tout type de matière minérale, telle qu’en granit, marbre, verre, céramique, etc. ou encore en matière composite avec ou sans charge minérale, ou bien en matériau non métallique et inorganique, ou plus généralement en tout matériau dans lequel une découpe d’angle rentrant vif créée des amorces de rupture. Art antérieur Il est connu dans le domaine de la fabrication d’objets en matière minérale ou composite à partir de matériau minéral qu’il faut éviter de réaliser une pièce monobloc présentant un angle rentrant vif, c’est-à-dire un angle dont la mesure du côté de la matière fait plus de 180° et dont l’arête n’est pas arrondie par un congé. En effet, une telle zone est une zone de concentration de contraintes et correspond à une zone de fragilité de la pièce où peut se créer des amorces de ruptures qui peuvent mener à la ruine de la pièce. Dans le cas particulier des plans de travail, venant par exemple équiper une cuisine, lorsque le plan comporte une forme rentrante, telle qu’une forme de « L » ou de « U », il n’est pas possible de réaliser cette forme de « L » ou de « U » par découpe au sein d’une seule plaque. Une forme de « L » par exemple est donc classiquement obtenue par l’assemblage de deux plaques. L’angle rentrant de la forme du « L » est obtenue par l’assemblage de ces deux plaques, qui présente alors une arête vive. Dans le cas d’un évier, il s’agit d’une forme de « O ». Cependant, cette méthode n’est pas satisfaisante car le plan de travail obtenu présente une arête entre les deux plaques qui est visible et disgracieuse. Il peut être envisagé de réaliser un simple congé, c’est-à-dire une courbe sortante, au niveau de l’arête de l’angle rentrant, mais l’esthétique de la pièce s’en trouve dégradée car le but à atteindre est de présenter un angle rentrant dont l’arête est vive. L’un des buts de l’invention est de fournir une pièce en matériau minéral ou composite à partir de matériau minéral, présentant un angle rentrant dans une partie monobloc, par exemple un angle droit, sans créer d’amorce de rupture au niveau du sommet de l’angle rentrant. À cet effet, il a été mis au point une pièce en matériau minéral ou composite présentant deux pans contigus définissant entre eux un angle rentrant. Selon l’invention, les deux pans appartiennent à une même partie monobloc de la pièce et sont reliés l’un à l’autre par une courbe remplaçant un angle vif. La pièce comprend par ailleurs un élément rapporté présentant, d’une part, une portion interne venant combler un espace correspondant à la courbe et, d’autre part, une portion externe définissant une arête vive de l’angle rentrant. De cette manière la courbe remplace l’angle rentrant vif des deux pans, et supprime donc la zone de concentration de contraintes de la pièce. Les amorces de rupture dans le matériau sont donc minimisées. La pièce possède alors un angle rentrant réalisé dans une partie monobloc, mais le sommet de l’angle est en fait réalisé sans angle vif, mais plutôt par l’intermédiaire d’une courbe. L’élément rapporté comprend l’angle vif et donne ainsi l’illusion d’une réelle découpe à angle rentrant vif de la pièce monobloc. L’angle vif peut être présent dans l’élément rapporté, mais sa petite dimension relativement à celle de la pièce lui évite de présenter la même fragilité et les mêmes inconvénients. Selon une première forme de réalisation, l’élément rapporté est en une seule partie. Ainsi l’assemblage de l’élément rapporté sur la pièce est aisé. Selon une deuxième forme de réalisation, la partie monobloc de la pièce se présente sous la forme d’un plateau et comprend deux retombées rapportées, chacune fixée le long d’un pan, non parallèlement au plateau, c’est-à-dire inclinée ou orthogonale par rapport au plateau, lesdites retombées rapportées étant en contact l’une de l’autre et définissant entre elles une arête vive de l’angle rentrant. Les retombées peuvent servir à obtenir une pièce dont l’apparence est celle d’une pièce épaisse, tout en réalisant des économies en terme de masse ou de coût de matériau. Les retombées peuvent aussi servir à créer des chants sur les pans de l’angle rentrant. Les deux retombées définissent entre elles une arête vive de l’angle rentrant ce qui correspond à l’esthétique recherchée. Éventuellement des faces de contact entre les pans et les retombées sont usinées et présentent un profil d’assemblage, tel qu’un biseau ou une feuillure, de façon à augmenter leur surface de contact et garantir la solidité et l’esthétique de leur assemblage, ou offrir des possibilités d'assemblage plus favorables. Éventuellement des faces de contact entre la pièce au niveau de la courbe et l’élément rapporté sont usinées et présentent un profil d’assemblage pour les mêmes raisons. Dans cette deuxième forme de réalisation, l’élément rapporté est de préférence en deux parties formant chacune partie intégrante de l’une des retombées, de façon à n’avoir que trois pièces à assembler au lieu de quatre. Dans l’une ou l’autre des formes de réalisation, l’élément rapporté peut se présenter sous la forme d’une résine ou d’une colle durcie, ou peut être réalisé dans le même matériau que celui de la pièce. S’il s’agit de résine ou de la colle durcie, la fabrication des éléments de la pièce est facilitée puisqu’il n’est pas nécessaire d’utiliser des machines à plusieurs axes ou à commande numérique. S’il s’agit d’un élément réalisé dans le même matériau que la pièce, alors l’uniformité visuelle de l’assemblage est garantie. Dans un but de simplifier la fabrication, la courbe est de type circulaire, ovale, ou elliptique et présente un rayon compris entre 0.5 et 200 mm. De façon plus spécifique, le matériau est du granit, ou du marbre, ou du verre, ou de la céramique ou encore une matière composite avec ou sans charge minérale. La pièce présente une arête externe au niveau de son angle rentrant. De préférence, cette arête externe est usinée selon un profil de finition mesurant au moins 0,5 mm. Ceci permet non seulement d’avoir une arête non coupante pour l’utilisateur, mais surtout de dissimuler le joint entre la partie monobloc de la pièce et l’élément rapporté. Avantageusement, le profil de finition suit le profil de la courbe, de sorte que la partie monobloc de la pièce ne comporte absolument aucun angle vif. La est une vue en perspective, vue de dessus, d’une pièce selon un mode de réalisation de l’invention. La est une vue arrière, d’un plateau d’une pièce selon le mode de réalisation de la . La est une vue de détail analogue à la . La est une autre vue de détail d’une pièce analogue à la . La est une vue de détail d’une retombée. La est une vue de détail d’une pièce selon un autre mode de réalisation. La est une vue en perspective, vue de dessus, d’une pièce selon un autre mode de réalisation. La est une vue en perspective, vue de dessus, d’une pièce selon un autre mode de réalisation. La est une vue en perspective, vue de dessus, d’une pièce selon un autre mode de réalisation. Description détaillée de l’invention La illustre une pièce (1) en matériau minéral selon l’invention, et dans le cas particulier où il s’agit d’un plan de travail. La pièce (1) peut être de toute forme ou application, il peut par exemple s’agir d’un panneau vertical venant habiller une façade, ou de tout autre objet volumique que le concepteur souhaite créer. Dans la forme de réalisation particulière illustrée , la pièce (1) est un plan de travail en forme de « L » présentant deux pans contigus (2a,2b), les deux pans (2a, 2b) réalisant ici un angle rentrant droit. Dans ce cas, la partie monobloc (2) est un plateau. Dans la suite du document, il sera fait référence au plateau (2) sans que cela ne limite les modes de réalisation possibles de la partie monobloc (2). Grâce à l’invention, le plan de travail est monobloc et ne présente pas de découpe dans le prolongement d’un des deux pans (2a, 2b). Le matériau minéral peut être du granit, du marbre, de la céramique ou encore du verre. Il peut également s’agir d’une matière composite comprenant ou non une charge minérale. Les matières composites sont généralement constituées d’une résine assurant la cohésion de la matière, et peuvent être chargées de particules minérales conférant à la pièce (1) son aspect, ainsi que des propriétés mécaniques améliorées. Il est rappelé que l’invention ne se limite pas à des angles rentrants exclusivement en angle droits, mais à tous les angles rentrants c’est-à-dire les angles dont la mesure du côté de la matière fait plus de 180°. Les arêtes vives rentrantes constituent des zones de concentration de contraintes dans la matière. Ces zones fragilisent la pièce (1), et il est commun que des amorces de ruptures ou des fissures se produisent à cet endroit, dégradant la pièce (1) et pouvant mener à sa ruine. Aussi, la pièce (1) présente, au niveau de la jonction entre les deux pans (2a, 2b), une courbe (4) rentrante, c’est-à-dire du côté de la matière. Cette courbe (4) rentrante relie les deux pans (2a, 2b), supprimant ainsi l’arête vive de l’angle rentrant de la pièce (1), et prévient ainsi les inconvénients précités. Cette courbe (4) peut être circulaire avec un rayon constant par exemple compris entre 0.5 et 200 mm, et de préférence 8mm. Un petit rayon permet d’avoir une courbe (4) plus discrète et ainsi pouvant être intégrée au chanfrein de l'arête des deux pans. Dans le cas où la courbe (4) est ovale ou elliptique, son rayon varie mais son rayon minimal est alors compris entre 0,5 mm et 200 mm. Dans le cas où la pièce (1) est un plan de travail, elle comprend alors un plateau (2). Il peut être envisagé de lui adjoindre des retombées (5) le long de chaque pan (2a, 2b). Ces retombées (5) sont des éléments longitudinaux rapportés de façon non parallèle, à la surface du plateau (2), et peuvent être disposées selon deux objectifs à atteindre. Un premier objectif est de donner à la pièce (1) une épaisseur visuelle beaucoup plus importante. De préférence, les retombées sont fixées orthogonalement, mais elles peuvent également être fixées avec un angle, par exemple de 30° ou encore 45°, de façon à former un pan incliné par rapport au plateau (2). Toutefois, l’utilisation des retombées (5) permet d’économiser de la matière lors de la fabrication de la pièce (1). Sa masse est également limitée. Cette solution est particulièrement indiquée dans le cas des matériaux de type céramiques, dont l’épaisseur des plaques est limitée. L’épaisseur des retombées (5) n’est pas forcément égale à celle du plateau (2). Un deuxième objectif est que les retombées (5) constituent les chants du plateau (2). Ainsi, au niveau de l’angle rentrant, lesdites retombées (5) sont en contact l’une de l’autre et définissent entre elles une arête vive de l’angle rentrant. Dans ce cas, la hauteur des retombées (5) est généralement égale à l’épaisseur du plateau (2). Suivant la configuration voulue, la hauteur des retombées (5) peut être différente de l’épaisseur du plateau (2), par exemple les retombées (5) peuvent dépasser légèrement de la surface supérieure du plateau (2), afin de créer une zone de rétention d’eau par exemple. L’épaisseur des retombées (5) n’est pas forcément égale à celle du plateau (2). L’élément rapporté (3) peut faire partie d’une seule des retombées (5), ou être en deux parties formant chacune partie intégrante de l’une des retombées (5). De façon classique, les retombées (5) sont fixées par collage à la pièce (1). À cet effet, il est possible d’usiner, par exemple sous forme de biseau, les surfaces de contact entre les pans (2a, 2b) et les retombées (5), comme illustré aux figures 2 et 3. Sans sortir du cadre de l’invention cet usinage peut prendre la forme de tout profil d’assemblage, tel qu’un onglet, une feuillure ou une moulure. Les surfaces de contact entre les retombées (5) elles-mêmes peuvent également être usinées et présenter un profil d’assemblage. Un profil de finition (8) tel qu’un chanfrein ou un arrondi peut également être fait sur l’arête externe de la pièce (1). Ce profil de finition (8) mesurant au moins 0.5 mm permet de « casser l’angle » externe de la pièce (1), ce qui évite à la fois d’avoir un angle coupant qui pourrait blesser l’utilisateur ; et qui permet de diminuer la fragilité de l’arête externe au cours de la vie de la pièce (1). Ce profil de finition (8) permet aussi de supprimer les bavures de collage, et de dissimuler éventuellement le joint de collage lié au rayon de la courbe (4). De plus, si des moulures en bas-relief sont présentes sur les retombées (5), alors les moulures sont raccordées au profil de finition (8) de sorte qu’il n’y ait pas de discontinuités entre eux. Au niveau de l’arête de l’angle rentrant, ce profil de finition (8) peut se rejoindre de différentes manières illustrées aux figures 4 et 6 : - soit en suivant le rayon de la courbe (4) comme illustré . Ainsi, le profil de finition (8) ne comporte pas d’angle rentrant vif. Cette solution est la plus sécurisante par rapport aux concentrations de contrainte, mais peut être considérée comme étant un défaut d’aspect de la pièce (1) ; - soit en comportant une arête d’angle vif comme illustré . L’angle rentrant vif n’est présent qu’au niveau du profil de finition (8), c’est-à-dire sur une portion limitée de la pièce (1). Ainsi, les concentrations de contraintes restent limitées, ce qui ne porte pas de préjudice à la résistance de la pièce (1), et l’esthétique de la pièce (1) est améliorée. La illustre que dans un but esthétique, et afin de donner l’illusion d’une découpe à angle vif, la courbe rentrante (4) est comblée par un élément rapporté (3). Cet élément rapporté (3) peut être de différentes natures et de différentes conceptions, en une seule partie ou en plusieurs parties. Il peut tout d’abord s’agir simplement d’une colle ou d’une résine, présentant si possible un aspect similaire au matériau de la pièce (1) une fois durcie. De cette façon, il n’est pas nécessaire de fabriquer au préalable un élément supplémentaire, dont la géométrie est complexe. Dans ce cas, il peut être judicieux de réaliser une courbe rentrante (4) de petit rayon, par exemple de rayon de 8mm ou moins. Ainsi, le volume à combler par la colle est limité. Comme illustré aux figures 7, 8 et 9, l’élément rapporté (3) peut également être une sorte de clé, par exemple de la forme d’un ¾ de rond. Cette solution est particulièrement adaptée dans les cas où la pièce (1) ne présente pas de retombées et est d’épaisseur limitée, par exemple moins de 50mm ; ainsi que dans les cas où les retombées (5) sont assemblées au plateau (2) avec un profil d’assemblage qui est une feuillure. Il est évident que même si le profil de la portion interne de l’élément rapporté (3) doit correspondre à celui de la courbe (4), il n’est pas obligatoirement identique de sorte qu’un jeu fonctionnel permet le montage de l’élément rapporté (3), et laisse suffisamment de place pour de la colle. Dans le cas où la pièce (1) comprend des retombées (5), l’élément rapporté (3) peut également faire partie intégrante d'une seule des retombées ou des deux retombées (5). Il peut faire partie soit de l’une seule des retombées (5), soit être en deux parties dont chacune fait partie intégrante d’une des deux retombées (5). Dans le mode de réalisation préféré où la pièce (1) : - comprend un plateau (2) ; - comprend des retombées (5) ; - que les surfaces de contact entre les pans (2a, 2b) et les retombées (5) sont biseautées ; - qu’au niveau de la courbe rentrante (4), les surfaces de contact entre la partie monobloc (2) et l’élément rapporté (3) sont également biseautées; - et que l’élément rapporté (3) est en deux parties chacune faisant partie d’une retombée (5) ; alors lesdites retombées (5) présentent la forme illustrée . On y voit que la retombée (5) comprend un premier biseau (6) destiné à venir appui contre un biseau homologue d’un pan (2a ou 2b) de la pièce (1) ; ainsi qu’un deuxième biseau (7), de forme courbe et similaire à celle de la courbe rentrante (4), de sorte que l’assemblage des deux retombées (5) avec la pièce (1) ne laisse qu’un minimum de vide entre les pièces, ce qui est particulièrement visible . De par les biseaux, les surfaces de contact entre les pièces sont augmentées, ce qui permet une meilleure résistance de l’assemblage par collage. On voit sur la que la présence des profils d’assemblage sur le plateau (2), ici des biseaux, est principalement visible sur le dessous de la pièce (1). De façon logique, dans le cas d’un biseau par exemple à 45°, le rayon du biseau sur la face inférieure du plateau (2) correspond au rayon de la courbe rentrante (4) additionné de l’épaisseur du plateau (2). Avec des valeurs préférentielles d’une courbe rentrante (4) de rayon de 8mm, une épaisseur de plateau (2) de 12mm et dans le cas d’un biseau à 45°, alors le rayon du biseau sur la face inférieure du plateau (2) fait 20mm. Toutefois, la face supérieure du plateau (2) ne présente une courbe rentrante (4) que de 8mm seulement, ce qui n’impacte pas outre mesure l’aspect visuel de l’angle rentrant de la pièce (1) et favorise davantage l’illusion d’un angle rentrant vif. La illustre un mode de réalisation dans lequel il n’y a pas de retombées (5). L’élément rapporté (3) est une clé venant se loger dans la courbe (4). La illustre un mode de réalisation où le profil d’assemblage entre les retombées (5) et le plateau (2) est une feuillure réalisée de sorte que l’arête externe de la pièce (1) soit celle du plateau (2). Le profil d’assemblage entre les deux retombées (5) est un biseau. Dans le mode illustré, l’élément rapporté (3) n’est pas intégré aux retombées (5) et prend ici la forme d’une clé, qui est assemblée par collage avec le plateau (2) et les retombées (5). La illustre un autre mode de réalisation, dans lequel le profil d’assemblage entre les retombées (5) et le plateau (2) est une feuillure réalisée dans l’autre sens que celui présenté . Ici, l’arête externe de la pièce (1) est celle des retombées (5) et de l’élément rapporté (3). Dans ce mode de réalisation particulier, la courbe (4) n’est pas rentrante mais sortante et prend la forme d’un congé. Toutefois, l’assemblage entre le plateau (2), les retombées (5) et l’élément rapporté (3) donnera à la pièce (1) l’apparence d’un angle vif, sans pour autant que la pièce (1) ne soit fragilisée. Par ailleurs, la pièce (1) peut être conformée différemment des figures 1 à 9 sans sortir du cadre de l’invention, qui est défini par les revendications. En particulier, la pièce (1) peut être conformée différemment d’un plan de travail, et peut être de tout type adapté à la présente application. La courbe (4) peut être rentrante ou sortante, selon les assemblages et finitions prévus. En outre, les caractéristiques techniques des différents modes de réalisation et variantes mentionnés ci-dessus peuvent être, en totalité ou pour certaines d’entre elles, combinées entre elles. Ainsi, la pièce (1) peut être adaptée en termes de coût, de fonctionnalités et de performance. Pièce (1) en matériau minéral ou composite présentant deux pans contigus (2a, 2b) définissant entre eux un angle rentrant, caractérisée en ce que les deux pans (2a, 2b) appartiennent à une même partie monobloc (2) de la pièce (1), les deux pans (2a, 2b) sont reliés l’un à l’autre par une courbe (4) remplaçant un angle rentrant vif de manière à éviter des amorces de rupture dans le matériau, et en ce que la pièce (1) comprend un élément rapporté (3) présentant, d’une part, une portion interne venant combler un espace correspondant à la courbe (4) et, d’autre part, une portion externe définissant une arête vive de l’angle rentrant. Pièce (1) selon la revendication 1 caractérisée en ce que l’élément (3) rapporté est en une seule partie. Pièce (1) selon la revendication 1 caractérisée en ce qu e la partie monobloc (2) se présente sous la forme d’un plateau et la pièce (1) comprend deux retombées (5) rapportées, chacune fixée le long d’un pan (2a, 2b), et inclinée ou orthogonale par rapport au plateau (2), lesdites retombées (5) rapportées étant en contact l’une de l’autre et définissant entre elles une arête vive de l’angle rentrant. Pièce (1) selon la revendication 3 caractérisée en ce que des faces de contact entre les pans (2a, 2b) et les retombées (5) sont usinées et présentent un profil d’assemblage, tel qu’un biseau ou une feuillure. Pièce (1) selon la revendication 1 caractérisée en ce que des faces de contact entre la pièce (1) au niveau de la courbe (4) et l’élément rapporté (3) sont usinées et présentent un profil d’assemblage, tel qu’un biseau ou une feuillure. Pièce (1) selon la revendication 3 caractérisée en ce que l’élément rapporté (3) est en deux parties formant chacune partie intégrante de l’une des retombées (5). Pièce (1) selon la revendication 1 caractérisée en ce que l’élément rapporté (3) est une résine ou une colle durcie, ou est réalisé dans le même matériau que celui de la pièce (1). Pièce (1) selon la revendication 1 caractérisée en ce que la courbe (4) est de type circulaire, ovale ou elliptique et présente un rayon compris entre 0.5 et 200 mm. Pièce (1) selon la revendication 1 caractérisée en ce que le matériau est de type minéral, tel qu’une céramique. Pièce (1) selon la revendication 1 caractérisée en ce que le matériau est de type composite. Pièce (1) selon la revendication 1 caractérisée en ce qu ’elle présente une arête externe au niveau de son angle rentrant, l’arête externe est usinée selon un profil de finition (8) mesurant au moins 0,5 mm. Pièce (1) selon la revendication 11 caractérisée en ce que le profil de finition (8) suit le profil de la courbe (4).