BE1002073A4 - Elements de structures autoportantes. - Google Patents
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Abstract
Elément de structure comportant une âme structurée alvéolaire (3) munie de part et d'autre d'une feuille (5, 7) rendue solidaire de ladite âme (1), caractérisé en ce qu'au moins l'une des feuilles est constituée d'un matériau renforcé par des paillettes de mica.
Description
ELEMENTS DE STRUCTURES AUTOPORTANTES La présente invention est relative à des éléments de structures autoportantes telles que des panneaux de cloison, des panneaux de plancher, des panneaux de plafond ou des éléments de construction comme des poutres ou autres éléments portants. On connaît dans l'état de la technique des structures du type susmentionné comportant une âme structurée revêtue de part et d'autre d'une feuille métallique, synthétique ou en un matériau composite tel qu'une feuille en un matériau synthétique renforcé par des fibres. Par âme structurée, on entend un matériau alvéolaire tel qu'une mousse, un empilement de billes solidarisées en matériau synthétique ou minéral, un matériau composite étiré en nid d'abeilles ou similaires. Les éléments connus jusqu'à présent ne présentent toutefois pas les caractéristiques technico-économiques recherchées dans certains domaines d'application. C'est ainsi qu'il est assez difficile de trouver un élément de structure du type susmentionné qui présente des caractéristiques mécaniques suffisantes et simultanément un poids réduit tout en ayant une bonne tenue aux températures élevées. Le but de la présente invention consiste donc à fournir des éléments de structure composites du type susmentionné constitués par des matériaux adéquats, qui présentent une rigidité mécanique élevée, un poids réduit, une tenue aux températures élevées et une réaction au feu remarquable. Un élément de structure autoportante conforme à la présente invention comporte une âme structurée alvéolaire munie de part et d'autre d'une feuille rendue solidaire de ladite âme, au moins l'une des feuilles étant constituée d'un matériau renforcé par du mica. Le mica peut bien entendu être utilisé sous ses différents types de minerais tels que la muscovite, la phlogopite ou la vermiculite. Selon une forme d'exécution préférée de l'invention, ledit matériau renforcé par du mica peut consister en tin papier de mica connu en soi, de préférence imprégné de manière adéquate et sous forme de stratifié. On peut également prévoir que le matériau renforcé par du mica consiste en un stratifié de mica, éventuellement renforcé par des fibres, telles que des fibres textiles, synthétiques ou fibres de verre et/ou d'autres charges connues en soi. On peut utiliser les fibres à l'état tissé ou non. Selon l'application visée, la deuxième feuille peut consister en une feuille métallique, une feuille synthétique ou une feuille composite telle que par exemple une feuille en une résine synthétique renforcée par des fibres, notamment des fibres textiles, des fibres de verre ou des fibres de carbone ou céramiques. Avantageusement, les deux feuilles sont constituées d'un matériau renforcé par des paillettes de mica. Comme âme structurée, on peut par exemple citer des matériaux cellulaires comme des mousses synthétiques, plus particulièrement des mousses de polystyrène ou de polyuréthane, des matériaux composites en nid d'abeilles, notamment métalliques ou synthétiques ainsi que des matériaux à base de mica sous forme de nid d'abeilles ou sous forme expansée. On peut également prévoir une âme constituée par un entassement de billes ou de bulles de verre ou de billes ou de bulles en matière céramique liées entre elles par un liant adéquat. Selon une variante de l'invention, l'élément de structure autoportante peut encore comporter, en plus des deux feuilles solidarisées de part et d'autre de l'âme, une feuille sur au moins une autre face, constituée par un matériau renforcé par du mica. On a constaté qu'un élément de structure conforme à la présente invention présente une rigidité mécanique élevée que l'on attribue à la présence de paillettes de mica. Il en résulte que l'élément de structure de la présente invention peut convenir comme élément autoportant. On entend par là des panneaux de cloison, des panneaux de plancher et de plafond. On peut même s'en servir comme poutre ou autre élément portant, notamment dans le cas de structures légères. Une autre caractéristique très importante des éléments de structure conformes à la présente invention est la tenue aux températures élevées et la bonne réaction au feu. Vu les propriétés particulièrement avantageuses des éléments de structure de la présente invention, on a prévu des applications notamment dans le domaine de la construction aéronautique et navale et dans le domaine des transports en commun, plus particulièrement grâce au poids réduit, à la bonne rigidité mécanique (structures autoportantes) et aux caractéristiques d'ininflammabilité et de réaction au feu et de résistance aux hautes températures. Les propriétés d'isolation thermique et acoustique ne sont certes pas négligeables, notamment si l'on choisit une âme adéquate. On a par conséquent également envisagé des applica-.. tions dans la construction des bâtiments publics par exemple, pour lesquels les normes de sécurité pour ce qui concerne les incendies sont particulièrement sévères. Un panneau conforme à la présente invention peut ainsi servir de porte coupe-feu ou de fourrure d'une telle porte ou de revêtement intérieur d'une salle par exemple. On peut s'en servir comme élément de cloison ou de plancher, ... etc. L'invention est décrite plus en détail à l'appui des exemples et des dessins qui suivent dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'un panneau conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue d'un élément de construction conforme à l'invention; et - la figure 3 représente une autre variante de l'invention. Dans les figures, des repères de référence identiques se réfèrent à des parties identiques ou analogues. En référence aux figures, l'élément de structure 1 comporte une âme 3 en un matériau cellulaire tel qu'un matériau en nid d'abeilles, par exemple en aluminium, (fig. 1) ou une mousse de polyuréthane (fig. 2). Ladite âme 3 comporte deux faces qui sont chacune revêtues d'une feuille de papier mica 5 et 7 avantageusement imprégnée par un liant d'imprégnation tel que des silicones, époxy ou polyamides. Les feuilles 5 et 7 sont solidarisées de manière connue en soi par des liants et colles adéquats à l'âme 3, judicieusement choisis en fonction des applications recherchées. On a ainsi prévu, à la figure 1, l'utilisation d'un' * film adhésif 4. L'élément de structure autoportante de la figure 1 se présente sous forme de panneau. On peut évidemment découper celui-ci selon les besoins et éventuellement en former des poutres servant par exemple de raidisseur comme représenté à la figure 2. A la figure 3, on a représenté une autre forme d'exécution d'un élément de structure conforme à'l'invention, comportant une âme et, en plus des feuilles de mica 5 et 7, deux feuilles du même type 9 et 11 collées sur les autres faces de l'âme. La formation d'un panneau tel que décrit plus haut permet donc d'obtenir un produit rigide et très léger. En effet, le mica y est sollicité principalement en traction et son module donne donc la rigidité remarquable à l'ensemble. De plus, le défaut du mica qui est d'avoir une certaine tendance au délaminage, ne peut se produire dans ce type de construction, car les contraintes perpendiculaires au plan du panneau sont maximum dans le plan neutre de celui-ci, c'est-à-dire là où il n'y a pas de mica, mais nulles sur les deux faces extérieures. Enfin, les propriétés du mica sont isotropes dans le plan des sollicitations ce qui rend le produit composite également isotrope. Ceci constitue un avantage supplémentaire par rapport à l'utilisation de ribres dans les éléments de l'état de la technique. Le mica est donc particulièrement bien utilisé mécaniquement en sorte que les stratifiés réalisés à partir de lui ont un module très élevé. De plus, le mica étant incombustible, il confère à l'ensemble une résistance au feu remarquable. Exemple 1 On considère une âme formée d'un nid d'abeille en aluminium, fabriquée par exemple par le procédé de préondulation. L'âme présente une épaisseur de 25 mm. Sur les deux faces de cette âme, on colle un panneau de micanite de 0,4 mm d'épaisseur. Ces micanites sont constituées d'un empilage de quatre feuilles de papier de mica imprégnées d'un liant époxy comportant un catalyseur.. Ces quatre feuilles sont superposées et pressées à chaud dans une presse de façon à provoquer la polymérisation de la résine époxy. Les plaques ainsi formées sont ensuite collées de part et d'autre du nid d'abeille précité au moyen d'une colle époxy à durcissement à température ambiante. Exemple 2 On prépare une âme de 3 cm d'épaisseur en nid d'abeilles en micanite. Cette micanite est elle-même fabriquée à partir de deux feuilles de muscovite imprégnées de silicone avec un catalyseur et polymérisées à chaud et sous pression. La relative souplesse du produit permet de fabriquer des structures en nid d'abeilles, par exemple par préondulation ou par collage locaux et extension. On colle ensuite sur les deux surfaces de l'âme ainsi constituée des plaques de micanite formées de cinq feuilles de papier mica imprégnées par de la résine silicone avec son catalyseur et polymérisées par pressage prolongé à chaud. Ces plaques sont collées au moyen d'un adhésif silicone à température ambiante de façon à être complètement solidarisées de l'âme en nid d'abeilles. Exemple 3 On prépare une âme en verre cellulaire de faible aensité et d'une épaisseur de 1 cm. Sur les deux surfaces de cette âme, on colle une plaque de micanite de 0,3 mm d'épaisseur formée par trois feuilles de papier mica imprégnées par un composé polyimide catalysé et polymérisées à chaud sous pression après empilage. L'assemblage se fait par collage au moyen d'un film adhésif rendant ces différents éléments complètement solidaires. Exemple 4 On prépare une âme formée par des bulles de verre agglomérées en plaques au moyen de silicate de soude et légèrement pressées pendant la période de séchage. L'âme ainsi formée présente une épaisseur de 2 cm. On prépare également deux plaques de micanite ayant une épaisseur de 0,4 mm et formées par un empilage de feuilles de mica-phlogopite imprégnées de vernis silicone catalysé, empilées et pressées à chaud. Les plaques de micanite ainsi obtenues sont ensuite collées sur les deux surfaces opposées de l'âme à l'aide de silicate de soude rendant les différents éléments complètement solidaires. Exemple 5 On prépare une âme de 5 cm formée par un nid d'abeilles en polyuréthane formé à partir de feuilles de tissu de verre imprégnées de polyuréthane, polymérisées à chaud, pré-ondulées et collées de manière à former un nid d'abeilles. On colle ensuite sur les deux surfaces des plaques de 0,5 mm d'épaisseur formées par un empilage de feuilles de papier mica muscovite imprégnées de vernis époxy et polymérisées à chaud sous pression. Le collage se fait au moyen d'une colle époxy durcissant à froid. Exemple 6 On prépare une âme en écume de polyuréthane expansé, présentant une épaisseur de 2 cm. Cette écume est relativement peu déformable. Sur les deux faces de celle-ci, on colle des plaques de 0,3 mm d'épaisseur d'un matériau à base de mica constitué par l'empilage de feuilles de muscovite imprégnées de vernis époxy et polymérisées à chaud et sous pression. L'assemblage se fait au moyen d'une colle époxy à deux composantes polymérisant à froid. Exemple 7 On prépare une âme en nid d'abeilles d'une épaisseur de 2 cm, formée à partir de feuilles de papier mica phlogopite imprégnées d'une résine phénolique et polymérisées à chaud et sous pression, et pré-ondulées de manière à former un nid d'abeilles après collage adéquat. Sur les deux faces de l'âme en nid d'abeilles, on colle des plaques de micanite formées de feuilles de papier mica phlogopite imprégnées d'une résine phénolique, empilées et pressées à chaud. Ces plaques sont collées au moyen d'un film adhésif de façon à être complètement solidarisées de l'âme. REVENDICATIONS 1. Elément de structure comportant une âme structurée alvéolaire (3) munie de part et d'autre d'une feuille (5, 7) rendue solidaire de ladite âme (1), caractérisé en ce qu'au moins l'une des feuilles est constituée d'un matériau renforcé par du mica.
Claims (1)
- 2. Elément de structure selon la revendication 1 caractérisé en ce que les deux feuilles (5, 7) solidaires de ladite âme (3) sont constituées d'un matériau renforcé par du mica.3. Elément de structure selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce.qu'il comporte, de plus, une feuille sur au moins une autre face de l'âme, ladite feuille étant constituée d'un matériau renforcé par du mica.4. Elément de structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que ledit matériau renforcé par du mica peut consister en un papier de mica, de préférence imprégné de manière adéquate et sous forme de stratifié, le mica étant à l'état de muscovite, de phlogopite ou de vermiculite.5. Elément de structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le matériau renforcé par du mica consiste en un laminé ou stratifié de mica renforcé par des fibres, telles que des fibres textiles, synthétiques ou fibres de verre ou céramique, tissées ou non et/ou d'autres charges connues en soi.6. Elément de structure selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'âme structurée alvéolaire (3) consiste en un matériau cellulaire comme une mousse synthétique, plus particulièrement une mousse de polystyrène ou de polyuréthane, un matériau composite en nid d'abeilles, notamment métallique ou synthétique ou minéral, tels que des matériaux à base de mica.7. Elément de structure selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'âme structurée alvéolaire (3) consiste en un entassement de billes ou de bulles de verre ou de billes ou de bulles en matière céramique liées entre elles par un liant adéquat. <EMI ID=1.1>des revendications précédentes caractérisé en ce que les feuilles (5, 7, 9, 11) sont rendues solidaires de l'âme à l'aide d'un film adhésif (14).9. Utilisation des éléments de structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 en particulier dans la construction de structures autoportantes légères en aéronautique, en construction navale, dans les transports en commun et dans les lieux publics.
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Family Applications (1)
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