Brevet FR3153872A1 — publié le 20250411

PANNEAU COMPRENANT UNE PLURALITÉ DE PLAQUES ONDULÉES SELON DEUX COURBES OSCILLANTES L’invention concerne un panneau comprenant une pluralité de plaques, dites plaques ondulées (2, 4), disposées entre deux plaques externes (20, 21) planes parallèles entre elles, dans lequel : - chaque plaque ondulée (2, 4) s’étend selon une surface non-plane suivant une première courbe oscillante périodique selon au moins une première direction principale autour d’une surface moyenne de ladite plaque ondulée s’étendant sensiblement parallèlement auxdites plaques externes (20, 21), - chaque plaque ondulée (2, 4) s’étend en outre selon une surface non-plane suivant une deuxième courbe oscillante périodique, chaque plaque ondulée (2, 4) présentant une pluralité de lignes de crête et une pluralité de lignes de creux, - lesdites plaques ondulées (2, 4) sont configurées de telle sorte que chaque ligne de crête d’une première plaque ondulée présente un contact au moins ponctuel avec chaque ligne de creux d’une deuxième plaque ondulée. Figure pour l’abrégé : figure 2 PANNEAU COMPRENANT UNE PLURALITÉ DE PLAQUES ONDULÉES SELON DEUX COURBES OSCILLANTES Domaine technique de l’invention L’invention concerne un panneau comprenant une pluralité de plaques ondulées selon deux courbes oscillantes ainsi qu’un procédé de fabrication d’un tel panneau. Arrière-plan technologique L’importante augmentation du nombre de débris spatiaux est une problématique de plus en plus préoccupante, tant du point de vue environnemental de cette pollution, que de celui de la sécurité des astronautes de la station spatiale internationale et de la fiabilité de la mise en œuvre des équipements spatiaux. De tels débris proviennent notamment de destructions accidentelles ou volontaires de satellites. Ils sont généralement classés par taille, des débris micrométriques aux débris décamétriques. Tous les débris, mêmes millimétriques, constituent des menaces potentielles et sont susceptibles de pouvoir causer des dégâts non négligeables compte tenu de leur importante vitesse de déplacement. Le document CN107672248 décrit par exemple un panneau sandwich de protection comprenant des plaques ondulées en acier, superposées et soudées entre elles et à deux plaques planes inférieure et supérieure. La structure et la forme de telles plaques ne permettent cependant pas d’atteindre une résistance satisfaisante. Objectifs de l’invention L’invention vise à fournir un panneau présentant d’excellentes propriétés mécaniques, notamment une excellente résilience. L’invention vise aussi à fournir, dans au moins un mode de réalisation, un panneau pouvant résister à des impacts d’objets millimétriques ou centimétriques présentant des vitesses de l’ordre de 1 à 60 km/s. L’invention vise aussi à fournir, dans au moins un mode de réalisation, un panneau pouvant être utilisé à titre de blindage ou de matériau adapté pour pouvoir former au moins en partie la surface extérieure d’un satellite ou tout autre dispositif spatial. L’invention vise aussi à fournir, dans au moins un mode de réalisation, un procédé de fabrication d’un tel panneau dont la mise en œuvre à l’échelle industrielle est aisée. Pour ce faire, l’invention concerne un panneau comprenant une pluralité de plaques, dites plaques ondulées, disposées entre deux plaques externes sensiblement parallèles entre elles, dans lequel : - chaque plaque ondulée s’étend selon une surface non-plane suivant une première courbe oscillante périodique selon au moins une première direction principale autour d’une surface moyenne de ladite plaque ondulée, - ladite surface moyenne de chaque plaque ondulée s’étend sensiblement parallèlement auxdites plaques externes, ledit panneau étant caractérisé en ce que : - chaque plaque ondulée s’étend en outre selon une surface non-plane suivant une deuxième courbe oscillante périodique de telle sorte que toute coupe de ladite plaque ondulée selon une surface parallèle à ladite surface moyenne de ladite plaque ondulée présente au moins deux courbes oscillantes périodiques, dites deuxièmes courbes oscillantes périodiques, s’étendant sensiblement parallèlement entre elles, - chaque plaque ondulée présente une pluralité de lignes de crête et une pluralité de lignes de creux, chaque ligne de crête et chaque ligne de creux s’étendant selon ladite deuxième courbe oscillante selon une deuxième direction principale ou selon une direction parallèle à ladite deuxième direction principale, - lesdites plaques ondulées sont configurées de telle sorte que chaque ligne de crête d’une première plaque ondulée présente un contact au moins ponctuel avec chaque ligne de creux d’une deuxième plaque ondulée. Ainsi la superposition de plaques ondulées présentant des oscillations selon deux courbes oscillantes distinctes, les unes selon la surface moyenne (ou bien le plan moyen) de chaque plaque ondulée, et les autres hors de cette surface moyenne (ou de ce plan moyen), permet d’obtenir un panneau présentant des propriétés mécaniques, en particulier de résistance aux impacts par des objets présentant une vitesse supérieure à 1 km par seconde, exceptionnelles. Un tel panneau peut également être comparé à un panneau sandwich, les plaques externes formant les peaux d’un tel matériau sandwich et lesdites plaques ondulées formant l’âme de celui-ci. Une courbe oscillante est une courbe se trouvant alternativement d’un côté et de l’autre d’une courbe moyenne à cette courbe oscillante. Selon certaines variantes de l’invention, les courbes oscillantes peuvent être sinusoïdales ou encore triangulaires. Chaque plaque ou tôle d’un tel panneau présente donc des oscillations présentant une amplitude et une période non nulles selon deux directions orthogonales entre elles. La différence de hauteur entre un sommet (celui des lignes de crêtes) et un creux (lignes de creux) représente l’amplitude. La distance entre deux sommets d’une même ligne de crête représente une période (ou la longueur d’onde) de ladite oscillation périodique. Toute coupe de ladite plaque ondulée selon un plan orthogonal audit plan moyen de la plaque ondulée et selon un plan parallèle à ladite première direction principale présente la forme de ladite première courbe oscillante périodique. Avantageusement et selon l’invention, ladite première courbe oscillante est sinusoïdale. Avantageusement et selon l’invention, chacune desdites deuxièmes courbes oscillantes périodiques est sinusoïdale. Avantageusement et selon l’invention, chaque ligne de crête s’étend dans un plan sensiblement parallèle à un plan moyen de ladite plaque ondulée et chaque ligne de creux s’étend dans un plan sensiblement parallèle à un plan moyen de ladite plaque ondulée. Avantageusement et selon l’invention, chaque ligne de crête d’une première plaque ondulée présente un contact linéique avec une ligne de creux d’une deuxième plaque ondulée. Avantageusement et selon l’invention, ladite deuxième direction principale de ladite deuxième courbe oscillante de chaque ligne de crête de ladite première plaque ondulée s’étend sensiblement orthogonalement à ladite deuxième direction principale de ladite deuxième courbe oscillante de chaque ligne de creux de ladite deuxième plaque ondulée. Une telle configuration correspond par exemple à une variante d’un panneau selon l’invention dans lequel on superpose des plaques ondulées identiques en les disposant alternativement à 90° les unes par rapport aux autres. Avantageusement et selon l’invention, ladite deuxième direction principale de la deuxième courbe oscillante de chaque ligne de crête de ladite première plaque ondulée s’étend sensiblement parallèlement à ladite deuxième direction principale de la deuxième courbe oscillante de chaque ligne de creux de ladite deuxième plaque ondulée. Ainsi, dans toute configuration de superposition des plaques ondulées au sein d’un panneau selon l’invention, les plaques ondulées ne sont ni imbriquées ni emboitées les unes dans les autres mais disposées les unes par rapport aux autres de telle sorte qu’elles forment des canaux ou passages entre chacune d’elles, les lignes de crête d’une plaque étant uniquement au contact des lignes de creux d’une plaque ondulée disposée au-dessus de celle-ci et ainsi de suite. Il est possible de laisser libre les espaces laissés libres entre chaque plaque ondulée d’un panneau selon l’invention ou de remplir au moins en partie ces espaces par un matériau de remplissage tel qu’un matériau alvéolaire ou encore un matériau à l’état liquide, susceptible de présenter une viscosité plus ou moins importante selon sa nature. Avantageusement et selon l’invention, chaque plaque ondulée est formée d’au moins un matériau choisi dans le groupe formé des métaux, des alliages métalliques et des matériaux composites. La résistance conférée par la structure des plaques ondulées d’un panneau selon l’invention est telle qu’elle permet d’utiliser des plaques dont l’épaisseur est particulièrement faible, ce qui contribue à limiter la masse d’un panneau selon l’invention. Avantageusement et selon l’invention, chaque plaque ondulée présente une épaisseur inférieure à 500 µm, notamment inférieure à 100 µm, et en particulier une épaisseur comprise entre 20 µm et 80 µm. Chaque plaque ondulée présente une épaisseur sensiblement constante. Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, lesdites deux plaques externes sont planes et parallèles entre elles. L'invention concerne également un procédé de fabrication d’un tel panneau dans lequel on dispose lesdites plaques ondulées de telle sorte que chaque ligne de crête d’une première plaque ondulée présente un contact au moins ponctuel avec chaque ligne de creux d’une deuxième plaque ondulée. L'invention concerne également un panneau et un procédé de fabrication d’un tel panneau caractérisés en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après. Liste des figures D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée à titre uniquement non limitatif et qui se réfère aux figures annexées dans lesquelles : la FIG. 1 est une vue schématique en perspective d’une plaque ondulée d’un panneau selon l’invention, la FIG. 2 est une vue schématique en coupe d’un panneau selon l’invention selon ledit premier mode de réalisation, la FIG. 3 est une vue schématique représentant une ligne de crête et une ligne de creux de deux plaques ondulées d’un panneau selon l’invention selon ledit premier mode de réalisation, la FIG. 4 est une vue schématique en coupe d’un panneau selon l’invention selon un deuxième mode de réalisation, la FIG. 5 est une vue schématique représentant une ligne de crête et une ligne de creux de deux plaques ondulées d’un panneau selon l’invention selon ledit deuxième mode de réalisation, la FIG. 6 est une vue schématique représentant une ligne de crête et une ligne de creux de deux plaques ondulées d’un panneau selon l’invention selon un troisième mode de réalisation. Description détaillée d’un mode de réalisation de l’invention Sur les figures, les échelles et les proportions ne sont pas strictement respectées et ce, à des fins d’illustration et de clarté. Les éléments identiques, similaires ou analogues sont désignés par les mêmes références dans toutes les figures. Les figures 1 à 6 illustrent un panneau comprenant une pluralité de plaques ondulées 2, 4, 6 disposées entre deux plaques externes 20, 21. En particulier, dans tous les modes de réalisation illustrés aux figures 1 à 6, les deux plaques externes 20, 21 sont planes et parallèles entre elles, ainsi que les plans moyens de chaque plaque ondulée. Toutefois, rien n’empêche de prévoir qu’un panneau, et ainsi chaque plaque externe 20, 21 et chaque surface moyenne de chaque plaque ondulée 2, 4, 6, ne présentent une courbure générale non nulle (en particulier les plaques d’un même panneau étant alors sensiblement concentriques les unes par rapport aux autres et présentant des rayons de courbure importants). La FIG. 1 est une vue en perspective de dessus d’une unique plaque ondulée 2 utilisée au sein d’un panneau selon l’invention. Chaque plaque ondulée 2, 4, 6 s’étend selon une surface non-plane d’une part, suivant une première courbe oscillante 15 périodique selon au moins une première direction principale 25 autour d’un plan moyen de ladite plaque ondulée, et, d’autre part, selon une surface non-plane suivant une deuxième courbe oscillante périodique de telle sorte que toute coupe de ladite plaque ondulée selon un plan parallèle au plan moyen de ladite plaque ondulée présente au moins deux courbes oscillantes périodiques, dites deuxièmes courbes oscillantes périodiques, s’étendant sensiblement parallèlement entre elles. En particulier, toute coupe de ladite plaque ondulée selon une surface parallèle à ladite surface moyenne de ladite plaque ondulée présente une pluralité de deuxièmes courbes oscillantes périodiques, en fonction des dimensions de la plaque ondulée et de la période de la première courbe oscillante 15 périodique. Les plaques ondulées sont disposées de sorte que la surface moyenne ou le plan moyen (lorsque ladite surface moyenne est plane) de chaque plaque ondulée 2, 4, 6 s’étende sensiblement parallèlement aux plaques externes 20, 21. Chaque plaque ondulée 2, 4, 6 présente donc une pluralité de lignes de crête 11, 12, 13 ( FIG. 1 ) et une pluralité de lignes de creux 14, 16, 18 (représentées respectivement en FIG. 3 , en FIG. 5 et en FIG. 6 ), chaque ligne de crête et chaque ligne de creux s’étendant selon ladite deuxième courbe oscillante selon une deuxième direction principale ou selon une direction parallèle à celle-ci. Comme on peut le voir sur la FIG. 1 entre chaque ligne de crête 11, 12, 13 on distingue une zone 17 en creux. Dans chacune des différentes variantes de réalisation d’un panneau selon l’invention, chaque ligne de crête 11, 12, 13 d’une première plaque ondulée 2 présente un contact au moins ponctuel avec chaque ligne de creux 14, 16, 18 d’une deuxième plaque ondulée 4, 6. Lesdites plaques ondulées 2, 4, 6 et lesdites plaques externes 20, 21 sont configurées de telle sorte que le plan moyen (ou la surface moyenne) de chaque plaque ondulée est parallèle aux plaques externes 20, 21. Les figures 2 et 3 illustrent un panneau selon un premier mode de réalisation dans lequel des plaques ondulées identiques entre elles sont superposées les unes sur les autres en étant disposées selon une même direction (relativement à la première courbe oscillante et la deuxième courbe oscillante). Cette configuration peut être dite à 0°. La FIG. 2 est une vue schématique en coupe d’un panneau comprenant des plaques ondulées telles que la plaque ondulée 2 représentée en FIG. 1 . La FIG. 3 représente des lignes de crête 12 et des lignes de creux 14 de deux plaques ondulées de ce panneau en contact linéique les unes avec les autres (une ligne de crête 12 d’une première plaque ondulée au contact d’une ligne de creux 14 d’une deuxième plaque ondulée). Cet enchainement et ces contacts se répétant au moins autant de fois qu’il y a de plaques ondulées au sein dudit panneau, les plaques ondulées n’étant pas au contact d’une plaque externe 20, 21 étant au contact de deux plaques ondulées distinctes, l’une au-dessus et l’autre au-dessous, étant entendu que l’on désigne par le dessus celle au contact d’une ligne de crête, et comme au-dessous, celle au contact d’une ligne de creux. Par ailleurs, sur la FIG. 2 , à des fins d’illustration et de clarté seules sont représentées les plaques ondulées et les plaques externes du panneau, toutefois, un tel panneau peut également comprendre des plaques latérales ou tout autre élément configuré pour contribuer à maintenir en place les plaques ondulées au sein du panneau, notamment en fonction du type de pièce ou d’objet fabriqué. Dans un deuxième mode de réalisation illustré à la FIG. 4 et à la FIG. 5 , les plaques ondulées sont orientées les unes par rapport aux autres de telle sorte que les lignes de crête 12 et les lignes de creux 16 de deux plaques ondulées voisines du panneau sont orthogonales entre elles (ou plus particulièrement la première direction principale 25 de la première courbe oscillante 15 périodique s’étend orthogonalement à la direction principale de la deuxième courbe oscillante suivie par chaque ligne de crête ou ligne de creux). Cette configuration peut être dite à 90°. Rien n’empêche également de prévoir une pluralité de configurations intermédiaires entre 0° et 180°, notamment une configuration dite à 45° par exemple. Dans un troisième mode de réalisation illustré à la FIG. 6 , les plaques ondulées sont orientées les unes par rapport aux autres de telle sorte que les lignes de crête 12 et les lignes de creux 18 de deux plaques ondulées voisines du panneau sont en opposition de phase, la direction principale de la deuxième courbe oscillante suivie par chaque ligne de crête étant confondue avec la direction principale de la deuxième courbe oscillante suivie par la ligne de creux. Ainsi, dans ce troisième mode de réalisation chaque première plaque ondulée 2 présente plusieurs contacts ponctuels (mais non linéiques) avec chaque ligne de creux 18 d’une deuxième plaque ondulée. Cette configuration peut être dite à 180°, une plaque ondulée sur deux étant configurée comme si elle avait subie une rotation de 180° par rapport à la position de la plaque ondulée directement voisine ou adjacente à celle-ci. Chaque plaque ondulée 2, 4, 6 d’un panneau selon l’un quelconque de ces modes de réalisation est formée d’au moins un matériau choisi dans le groupe formé des métaux, des alliages métalliques et des matériaux composites et présente une épaisseur inférieure à 500 µm, notamment inférieure à 100 µm, et en particulier une épaisseur comprise entre 20 µm et 80 µm. L’inventeur a déterminé qu’un panneau muni de plaques ondulées selon l’invention présente une résistance aux chocs par des objets millimétriques ou centimétriques présentant des vitesses de l’ordre de 1 à 60 km/s tout à fait exceptionnelle. Par ailleurs, rien n’empêche de prévoir qu’un panneau selon l’invention et chaque plaque ondulée de celui-ci ne s’étendent pas nécessairement dans un plan mais puissent présenter une légère incurvation ou une courbure non nulle. Panneau comprenant une pluralité de plaques, dites plaques ondulées (2, 4, 6), disposées entre deux plaques externes (20, 21) parallèles entre elles, dans lequel : chaque plaque ondulée (2, 4, 6) s’étend selon une surface non-plane suivant une première courbe oscillante (15) périodique selon au moins une première direction principale (25) autour d’une surface moyenne de ladite plaque ondulée, ladite surface moyenne de chaque plaque ondulée (2, 4, 6) s’étend sensiblement parallèlement auxdites plaques externes (20, 21), ledit panneau étant caractérisé en ce que : chaque plaque ondulée (2, 4, 6) s’étend en outre selon une surface non-plane suivant une deuxième courbe oscillante périodique de telle sorte que toute coupe de ladite plaque ondulée selon une surface parallèle à ladite surface moyenne de ladite plaque ondulée présente au moins deux courbes oscillantes périodiques, dites deuxièmes courbes oscillantes périodiques, s’étendant sensiblement parallèlement entre elles, chaque plaque ondulée (2, 4, 6) présente une pluralité de lignes de crête (11, 12, 13) et une pluralité de lignes de creux, chaque ligne de crête et chaque ligne de creux s’étendant selon ladite deuxième courbe oscillante selon une deuxième direction principale ou selon une direction parallèle à ladite deuxième direction principale, lesdites plaques ondulées sont configurées de telle sorte que chaque ligne de crête (11, 12, 13) d’une première plaque ondulée (2) présente un contact au moins ponctuel avec chaque ligne de creux (14, 16, 18) d’une deuxième plaque ondulée (4, 6). Panneau selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite première courbe oscillante (15) est sinusoïdale. Panneau selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que chacune desdites deuxièmes courbes oscillantes périodiques est sinusoïdale. Panneau selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque ligne de crête (11, 12, 13) s’étend dans un plan sensiblement parallèle à un plan moyen de ladite plaque ondulée et chaque ligne de creux s’étend dans un plan sensiblement parallèle à un plan moyen de ladite plaque ondulée. Panneau selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque ligne de crête (11, 12, 13) d’une première plaque ondulée (2) présente un contact linéique avec une ligne de creux d’une deuxième plaque ondulée (4, 6). Panneau selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite deuxième direction principale de ladite deuxième courbe oscillante de chaque ligne de crête de ladite première plaque ondulée (2) s’étend sensiblement orthogonalement à ladite deuxième direction principale de ladite deuxième courbe oscillante de chaque ligne de creux de ladite deuxième plaque ondulée (6). Panneau selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite deuxième direction principale de la deuxième courbe oscillante de chaque ligne de crête de ladite première plaque ondulée (2) s’étend sensiblement parallèlement à ladite deuxième direction principale de la deuxième courbe oscillante de chaque ligne de creux de ladite deuxième plaque ondulée. Panneau selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chaque plaque ondulée (2, 4, 6) est formée d’au moins un matériau choisi dans le groupe formé des métaux, des alliages métalliques et des matériaux composites. Panneau selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chaque plaque ondulée (2, 4, 6) présente une épaisseur inférieure à 500 µm. Panneau selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que chaque plaque ondulée (2, 4, 6) présente une épaisseur comprise entre 20 µm et 80 µm.