EP1731416A1 - Flotter de glisse comportant un pont à structure sandwich à âme élastique - Google Patents

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EP1731416A1
EP1731416A1 EP06009939A EP06009939A EP1731416A1 EP 1731416 A1 EP1731416 A1 EP 1731416A1 EP 06009939 A EP06009939 A EP 06009939A EP 06009939 A EP06009939 A EP 06009939A EP 1731416 A1 EP1731416 A1 EP 1731416A1
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EP
European Patent Office
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layer
core
float according
float
bridge portion
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06009939A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Anthony Bert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Salomon SAS
Original Assignee
Salomon SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Salomon SAS filed Critical Salomon SAS
Publication of EP1731416A1 publication Critical patent/EP1731416A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B32/00Water sports boards; Accessories therefor
    • B63B32/57Boards characterised by the material, e.g. laminated materials

Definitions

  • the invention relates to the field of floats gliding on water, such as surf floats or windsurfing.
  • a surf float is made from a foam roll, including rigid polyurethane foam, which is formed in a mold.
  • the foam roll is machined by planing and sanding to locally customize its shape and form the float's novan.
  • This core is then coated with a resin-impregnated glass fiber shell which forms an outer reinforcing shell and gives the float its final shape and mechanical strength.
  • a decoration and an icing give the float its final appearance.
  • the core is cut longitudinally into two parts which are then glued against a wooden lath which reinforces its structure.
  • the foam is relatively dense: typically its density is 50 kg / m3. And it is not possible in principle to reduce the density of the foam without affecting the mechanical characteristics of the float.
  • the float In the field of "bodyboard” boards, the float is essentially composed of elastic foam (possibly by combining several layers of different densities and characteristics), without the presence of an envelope with high mechanical characteristics. In some cases, these floats are provided with a lower layer of thermoformed plastic to ensure better glide on the water.
  • these boards are generally relatively flexible because the user must be able to deform them in use to maneuver at best. Unlike surfboards and windsurfers, where the user is standing, boogie boards must not withstand great effort because the user uses them while lying on the surface of the water, with only his bust resting on the board.
  • a rigid foam roll of relatively low density for example an expanded polystyrene foam of 18 kg / m3 that is machined so as to shape it, or mold directly to the shape of the float core.
  • This core is covered with an outer shell, which may comprise a resin-impregnated glass fiber skin, and / or a sheet of thermoformed plastic material, and / or a sandwich structure.
  • Such a construction method can allow weight gain while maintaining good rigidity, especially when using a sandwich structure envelope, that is to say a structure comprising a low density layer (usually PVC foam or extruded polystyrene) between two thinner layers with high mechanical properties (especially resin-impregnated fibers).
  • a sandwich structure envelope that is to say a structure comprising a low density layer (usually PVC foam or extruded polystyrene) between two thinner layers with high mechanical properties (especially resin-impregnated fibers).
  • Such a construction when it makes use of sandwich structures, makes it possible to obtain stiff boards, therefore
  • the float is composed of a central core made of a first cellular material, which is covered with a layer of rigid cellular material, denser and more resistant, itself covered with an outer skin (thermoformed plastic sheet or layer of fibers coated with resin, cf. WO-82/04023 or DE-33.11.734 ).
  • floats which comprise a rigid internal structure covered with an outer layer of flexible foam, which determines the external shape of the float (cf. US 3543315 or US 5489228 ).
  • These floats are generally very comfortable in navigation but, their weight is too important and the flexibility of the outer shell does not give good results in terms of nervousness and precision driving the board.
  • the layer of flexible foam is only covered with a plastic film or a flexible coating having no notable mechanical strength and whose only role is to protect the flexible foam abrasion and improve the slips.
  • floats which have a different structure on the hull and on the deck.
  • a float comprising a foam core which is covered with an envelope.
  • the envelope On the deck, the envelope is a rigid sandwich structure while on the hull, the envelope is a single layer of resin impregnated fibers.
  • the hull of the float In the document FR-2612874 , the hull of the float is covered with a thin layer of elastic material so as to impart shock absorption properties.
  • the document DE-32.06.334 it is the deck of the float which is covered with a layer of elastic material. In the last two cases, the layers of elastic material are directly exposed to the outside.
  • the float envelope comprises a layer of resin-impregnated fibers associated with a layer of damping material.
  • the damping layer is arranged outside with respect to the resin-impregnated fiber layer.
  • the damping layer may be arranged either only on the deck, or on the deck and on the hull. This document does not plan to use a sandwich structure envelope.
  • the object of the invention is to propose a new construction optimized for the production of a gliding float, particularly for the practice of surfing or windsurfing, which is particularly optimized to guarantee ease of implementation suitable for to allow a low cost, a limited float final weight, a sufficient overall stiffness to obtain an adequate level of performance, and a certain comfort of use, without sacrificing either the float's driving precision, or its solidity.
  • the invention proposes a float for sliding on the water, of the type comprising a core covered by an outer shell forming a bridge and a hull, of the type in which the outer envelope comprises at least one bridge portion and one hull portion, of the type in which at least the bridge portion of the envelope comprises a sandwich structure comprising at least a central layer of low density between two layers of finer and high mechanical characteristics, and of the type in which the layers at high Mechanical performances comprise resin-impregnated fiber plies, characterized in that the low density central layer of the sandwich structure of the bridge portion comprises a flexible and elastic cellular material.
  • a float glide on water of the type comprising a core covered by an outer casing forming a bridge and a hull, of the type in which the outer casing comprises the at least one bridge portion and one hull portion, both made in the form of a sandwich structure composed for each of the parts of at least one central layer of low density between two layers with finer and high mechanical characteristics, of the type in wherein the high mechanical performance layers comprise resin impregnated fiber plies, characterized in that the low density core layer of the hull portion is made of rigid cellular material while the low density core layer of the bridge portion comprises a flexible and elastic honeycomb material.
  • FIG 1 there is illustrated the general external shape of a float glide on the water 10, for example a surf float.
  • the float comprises a core 14 arranged inside an outer casing 12.
  • the outer casing 12 forms; in its upper part, the bridge 16 of the float on which the user is intended to bear, and in its lower part, the hull 18 which is supported on the water.
  • the peripheral side edge of the outer envelope defines the float rails.
  • this outer envelope defines, in a sealed manner, an internal space of the float which is wholly or partially filled by the core 14.
  • an expanded polystyrene foam of very low density for example of a bulk density of less than 25 kg / m3 or even equal to or less than 18 kg / m3.
  • the core 14 may also include localized reinforcements particularly resistant material, extending over the entire height of the internal space defined by the envelope, or only a portion of this height. An embodiment of such a core will be described below with reference to FIG. 4.
  • the core 14 completely fills the internal space of the float.
  • the presence of hollow zones will of course have a favorable influence on the weight of the float and their distribution will influence the moment of dynamic moment of inertia of the float, which will influence its behavior on the water, notably its response to the different supports and changes of directions. imposed by the user.
  • the core 14 illustrated in the figures is monobloc and composed of a single material. However, it could be expected that the core is composed of several elements, possibly made of different materials.
  • the core is pierced with lightening holes. Similar methods for lightening the core, such as those described in the documents FR-2820712 , FR-2820713 , and FR-2820714 may advantageously be used in the context of the present invention.
  • the two parts (bridge and hull) of the envelope have a sandwich construction in which a layer of low density material, forming the core 24, 25 of the sandwich structure, is imprisoned between two inner and outer layers 26 of reinforcing material which form the skins of the sandwich and which comprise, for example, layers of fibers embedded in a resin, for example an epoxy resin.
  • the nature of the fibers may be identical or different for the inner layer or for the outer layer.
  • it may differ between the hull portion and the bridge portion, that is to say that it may for example be provided that the inner layer of the bridge portion comprises aramid fibers while the inner layer of the hull portion would include carbon fibers.
  • the layers of fibers may be woven or non-woven, unidirectional or multidirectional. For the simplest and most economical constructions, the layers of fibers will be fiberglass fabrics.
  • the two parts of the bridge and hull of the envelope differ in the nature of the material which constitutes the core 24, 25 of their sandwich structure.
  • the layer of low density material 25 consists of one or more materials described as "rigid", while in the bridge portion the The low-density material layer 24 comprises, according to the invention, at least one part made of a flexible cellular material.
  • the low density materials will preferably be cellular materials, including foams of plastics.
  • Rigid foams have a low elasticity in that as soon as the compression force exceeds a certain value, they deform by collapse, irreversibly or very little reversible.
  • Rigid foams include polyurethane foams and extruded polystyrene or expanded polystyrene foam which are generally used in the form of foam bars to form the cores of traditional surfboards.
  • some PVC or polyimide foams commonly used as core in sandwich structures are considered rigid materials. Although called rigid, these foams can, in the lowest densities, be quite easily compressible (and therefore appear soft), but they have a very low elasticity.
  • resilient plastic foams of elastic nature are known, such as foams of expanded polyolefins, especially polypropylene or polyethylene.
  • expanded polypropylene foams it is possible, for example, to use grades having apparent densities of between 20 and 100 kg / m 3. These materials generally have a stress at 25% of compressive strain of the order of 100 to 600 kPa.
  • the principal elements of choice of the material will be its stiffness to the compression, but still more its capacity of elastic deformation (the material will preferably have to recover its initial form after a compression of the order of 25%), and its capacity of restitution of the energy absorbed during compression.
  • the rigid foam 25 may be replaced by a honeycomb structure, or by a light wood layer.
  • the hull portion of the envelope may have another structure. It may be a single layer of fibers impregnated with resin, or an intermediate layer of a light and rigid material (rigid foam, light wood, etc.) covered with a layer of fibers impregnated with resin.
  • the outer skin 28 is then stressed both in flexion and in traction along its plane, like a trampoline.
  • the outer skin 28 of composite material allows a much greater energy return than the simple springback of an elastic material that would be disposed on the deck of the float and which would be compressed vertically.
  • the "trampoline” effect with a strong elastic component, can be opposed to a simple "mattress” effect which is essentially damping, and which therefore tends to restore only a small part of the energy that is communicated to it. .
  • the trampoline effect makes driving the float much more lively.
  • this effect of deformation / restitution of the outer skin 28 of the sandwich is perfectly reversible (at least up to a certain limit that can be determined for example by varying the thickness and stiffness of the outer skin 28 and / or by varying the stiffness of the elastic flexible material forming the core 24 of the sandwich structure) and it takes place without causing significant deformation of the core 14, thanks to the presence, under the flexible and elastic layer, of the layers
  • This fiber in addition to its own mechanical strength, makes it possible to distribute over a large area the stresses transmitted to it.
  • the elastic core sandwich construction allows the bridge to better withstand shocks and driving effects.
  • the resin of the outer skin for example an epoxy resin
  • the resin of the outer skin may optionally be mixed with compounds which improves its flexibility.
  • the flexible foam layer 24 which forms the core of the sandwich structure of the bridge extends down along the lateral edges of the float. This allows in particular to benefit from the best impact resistance of this structure in a particularly exposed area.
  • it is the sandwich structure of the hull that rises along the side edges, that the two structures meet at the point of greater width, or that the side edges have a clean structure.
  • the outer casing 12 can be made in the form of two prefabricated half-shells, forming respectively the bridge and the hull, the half-shells being assembled to one another, for example by gluing along their plane of join, to form a sealed outer envelope.
  • the two half-shells can be joined to each other before the outer reinforcing layer is applied to the core-forming layer of the sandwich.
  • Such a process is similar to that described in the document WO-02/10011 , to which we will usefully refer, and has the advantage of allowing the opportunity to rework the layer forming the core of the sandwich, after the assembly of the half-shells, but before the laying of the outer layers of the sandwich, in order to customize the shape of the float, if this is desirable.
  • all the components can be assembled and shaped under pressure in a mold according to the technique usually used for the manufacture of windsurfing floats sandwich type.
  • the outer casing 12 furthermore has an external protection made in the form of a sheet of thermoformed thermoplastic material 30.
  • This protective layer 30 is translucent example and it can be decorated. The decoration will advantageously be arranged on the face of the sheet which is turned towards the inside and it may be made for example by screen printing or by sublimation. It is also conceivable to incorporate a decorative element between the outer skin 28 and the protective sheet.
  • the protective sheet will for example be made of a material comprising a mixture of ABS and polyurethane, and having a thickness of the order of 0.3 mm.
  • the sheets of protections could be different for the deck and for the hull. It can also be envisaged that such a protective layer is disposed only on one side of the float, for example the bridge.
  • FIG. 4 an embodiment of a reinforcement 32 is illustrated.
  • This reinforcement 32 is simply composed of a sheet of resin-impregnated fibers folded on itself to form a T whose vertical leg 34 is inserted in a groove 36 formed in the core 14, and whose horizontal portion 38 rests against an upper face of the core 14.
  • a rectilinear groove 36 substantially perpendicular to the outer face of the core.
  • the sheet of resin impregnated fibers (not yet polymerized, therefore still flexible) is folded in half and inserted at the bottom of the groove 36. The parts of the sheet which protrude outside are then folded against the outer face of the groove. core.
  • the reinforcement 32 forms a rigid T-shaped section that is integrated into the core 14.
  • the vertical portion 34 of the T gives it a very good stiffness in flexion, while the horizontal portion 38 forms a kind of plate that allows to distribute the pressures exerted locally by the outer casing 12 on the core 14.
  • this reinforcement 32 is particularly judicious deck side of the float, because it reinforces the core where the high pressures exerted by the user's support are exerted .
  • Figure 1 there is illustrated a possible arrangement, with two reinforcements 32 disposed on the bridge, each of a median longitudinal axis of the board.
  • the reinforcement 32 is placed on the core 14 naked. However, to facilitate the operation, it may be preferable to set up the reinforcement after The main difference will be that the horizontal portion 38 of the reinforcement T will then be arranged between the inner skin 26 and the low density layer 24, 25.
  • the construction according to the invention therefore makes it possible to produce a float having a perfect compromise between ease and precision of driving, comfort and performance, all with a perfectly industrial process allowing relatively low costs.

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Abstract

L'invention propose un flotteur de glisse sur l'eau, du type comportant un noyau (14) recouvert par une enveloppe externe (12) formant un pont et une carène, du type dans lequel l'enveloppe externe (12) comporte au moins une partie pont et une partie carène, du type dans lequel au moins la partie pont de l'enveloppe comporte une structure sandwich comprenant au moins une couche centrale à faible densité (24) comprise entre deux couches plus fines et à hautes caractéristiques mécaniques (26, 28), et du type dans lesquelles les couches à hautes performances mécaniques (26, 28) comportent des nappes de fibres imprégnées de résine, caractérisé en ce que la couche centrale à faible densité (24) de la partie pont comporte un matériau alvéolaire souple et élastique.

Description

  • L'invention se rapporte au domaine des flotteurs de glisse sur eau, tels que les flotteurs de surf ou de planche à voile.
  • De façon traditionnelle, un flotteur de surf est réalisé à partir d'un pain de mousse, notamment de mousse de polyuréthane rigide, qui est formé dans un moule. Le pain de mousse est usiné par rabotage et ponçage pour personnaliser localement sa forme et former le novan du flotteur. Ce noyau est ensuite revêtu d'une enveloppe en fibres de verre imprégnées de résine qui forme une coque externe de renfort et donne au flotteur sa forme finale et sa résistance mécanique. Une décoration et un glaçage donnent au flotteur son aspect final.
  • Dans certains cas, le noyau est découpé longitudinalement en deux parties qui sont ensuite collées contre une latte de bois qui renforce sa structure.
  • Un des inconvénients d'une telle technique de construction est le poids final du flotteur. En effet, la mousse est relativement dense : typiquement sa masse volumique est de 50 kg/m3. Et il n'est pas possible à priori de diminuer la densité de la mousse sans nuire aux caractéristiques mécaniques du flotteur.
  • Dans le domaine des planches de « bodyboard », le flotteur est composée essentiellement de mousse élastique (éventuellement en associant plusieurs couches de densités et de caractéristiques différentes), sans la présence d'une enveloppe à hautes caractéristiques mécaniques. Dans certains cas, ces flotteurs sont munis d'une couche inférieure de plastique thermoformé pour assurer une meilleure glisse sur l'eau. Cependant, ces planches sont globalement relativement souples car l'utilisateur doit pouvoir les déformer en cours d'utilisation pour les manoeuvrer au mieux. Contrairement aux planches de surf et aux planches à voile, sur lesquelles l'utilisateur se tient debout, les planches de bodyboard ne doivent pas supporter de grands efforts car l'utilisateur les utilise en étant allongé à la surface de l'eau, avec seulement son buste en appui sur la planche.
  • Selon une autre technique de construction issue du domaine de la planche à voile, on part d'un pain de mousse rigide de densité relativement faible (par exemple une mousse de polystyrène expansé de 18 kg/m3) que l'on usine de façon à le mettre en forme, ou que l'on moule directement à la forme du noyau du flotteur. On recouvre ce noyau d'une enveloppe externe, laquelle peut comprendre une peau en fibres de verre imprégnées de résine, et/ou une feuille de matériau plastique thermoformée, et/ou une structure sandwich. Un tel mode de construction peut permettre un gain de poids tout en gardant une bonne rigidité, notamment lorsqu'on utilise une enveloppe à structure sandwich, c'est-à-dire une structure comportant une couche à faible densité (généralement en mousse de PVC ou de polystyrène extrudé) comprise entre deux couches plus fines et à hautes caractéristiques mécaniques (notamment en fibres imprégnées de résine). Une telle construction, lorsqu'elle fait appel à des structures sandwich, permet d'obtenir des planches raides, donc potentiellement performantes, mais parfois au prix d'un manque de confort, et d'une moindre facilité de conduite.
  • Selon encore d'autres techniques, le flotteur est composé d'un noyau central réalisé en un premier matériau alvéolaire, qui est recouvert d'une couche de matériau alvéolaire rigide, plus dense et plus résistant, elle-même recouverte d'une peau externe (feuille plastique thermoformée ou couche de fibres enrobées de résine, c.f. WO-82/04023 ou DE-33.11.734 ).
  • Il est aussi connu de réaliser des flotteurs creux avec une enveloppe à structure sandwich. On peut par exemple réaliser deux demi-coques qui sont ensuite assemblées entre elles, ou bien encore réaliser l'ensemble dans un moule fermé avec une vessie interne que l'on gonfle pour pousser et appliquer la structure sandwich contre les parois du moule.
  • Dans un autre registre, il est connu de réaliser des flotteurs qui comportent une structure interne rigide recouverte d'une couche externe de mousse souple, laquelle détermine la forme externe du flotteur (c.f. US-3.543.315 ou US-5.489.228 ). Ces flotteurs sont généralement très confortables en navigation mais, leur poids est trop important et la souplesse de l'enveloppe externe ne donne pas de bons résultats en termes de nervosité et précision de conduite de la planche. En effet, la couche de mousse souple est seulement recouverte d'un film plastique ou d'un revêtement souple n'ayant pas de résistance mécanique notable et dont le seul rôle est de protéger la mousse souple de l'abrasion et d'améliorer la glisse.
  • Par ailleurs, il est connu de proposer des flotteurs qui ont une structure différente sur la carène et sur le pont. Dans le document FR-2.787.088 , il est proposé un flotteur comportant un noyau de mousse qui est recouvert d'une enveloppe. Sur le pont, l'enveloppe est une structure sandwich rigide tandis que sur la carène, l'enveloppe est une simple couche de fibres imprégnées de résine. Dans le document FR-2.612.874 , la carène du flotteur est recouverte d'une fine couche de matière élastique de manière à lui conférer des propriétés d'absorption des chocs. Au contraire, dans le document DE-32.06.334 , c'est le pont du flotteur qui est recouvert d'une couche de matière élastique. Dans les deux dernier cas, les couches de matière élastique sont directement exposées à l'extérieur.
  • Le document DE-197.41.917 décrit plusieurs constructions dans lesquelles l'enveloppe du flotteur comporte une couche de fibres imprégnées de résine associée à une couche de matière amortissante. Diverses possibilités sont prévues mais il est toujours prévu que la couche amortissante soit disposée à l'extérieur par rapport à la couche de fibres imprégnées de résine. En revanche, il est prévu que la couche amortissante peut être disposée soit uniquement sur le pont, soit sur le pont et sur la carène. Ce document n'envisage pas d'utiliser une enveloppe à structure sandwich.
  • L'invention a pour but de proposer une nouvelle construction optimisée pour la réalisation d'un flotteur de glisse, notamment en vue de la pratique du surf ou de la planche à voile, qui soit particulièrement optimisée pour garantir une facilité de mise en oeuvre apte à permettre un bas prix de revient, un poids final du flotteur restreint, une raideur globale suffisante pour obtenir un niveau de performances adéquat, et un confort d'utilisation certain, sans que ne soient sacrifiés ni la précision de conduite du flotteur, ni sa solidité.
  • Dans ce but, l'invention propose un flotteur de glisse sur l'eau, du type comportant un noyau recouvert par une enveloppe externe formant un pont et une carène, du type dans lequel l'enveloppe externe comporte au moins une partie pont et une partie carène, du type dans lequel au moins la partie pont de l'enveloppe comporte une structure sandwich comprenant au moins une couche centrale à faible densité comprise entre deux couches plus fines et à hautes caractéristiques mécaniques, et du type dans lesquelles les couches à hautes performances mécaniques comportent des nappes de fibres imprégnées de résine, caractérisé en ce que la couche centrale à faible densité de la structure sandwich de la partie pont comporte un matériau alvéolaire souple et élastique.
  • Dans un mode perfectionné de réalisation de l'invention, il est proposé un flotteur de glisse sur l'eau, du type comportant un noyau recouvert par une enveloppe externe formant un pont et une carène, du type dans lequel l'enveloppe externe comporte au moins une partie pont et une partie carène, toutes deux réalisées sous la forme d'une structure sandwich composée pour chacune des parties d'au moins une couche centrale à faible densité comprise entre deux couches plus fines et à hautes caractéristiques mécaniques, du type dans lesquelles les couches à hautes performances mécaniques comportent des nappes de fibres imprégnées de résine, caractérisé en ce que la couche centrale à faible densité de la partie carène est réalisée en matière alvéolaire rigide tandis que la couche centrale à faible densité de la partie pont comporte un matériau alvéolaire souple et élastique.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit, ainsi qu'à la vue des dessins annexés dans lesquels :
    • la figure 1 est une vue schématique de dessus d'un flotteur selon une mode perfectionné de l'invention ;
    • la figure 2 est une vue schématique en coupe transversale selon la ligne II-II du flotteur de la figure 1 ;
    • la figure 3 est une vue partielle de la figure 2, agrandie et éclatée ;
    • la figure 4 est une vue schématique en coupe transversale illustrant un mode de réalisation d'un renfort de rigidification.
  • Sur la figure 1, on a illustré la forme générale externe d'un flotteur de glisse sur l'eau 10, par exemple un flotteur de surf. A la figure 2, on a illustré un mode de réalisation de l'invention dans lequel le flotteur comporte un noyau 14 agencé à l'intérieur d'une enveloppe externe 12. De manière connue, l'enveloppe externe 12 forme; dans sa partie supérieure, le pont 16 du flotteur sur lequel l'utilisateur est destiné à prendre appui, et dans, sa partie inférieure, la carène 18 qui est en appui sur l'eau. Le bord latéral périphérique de l'enveloppe externe défini les rails du flotteur. Bien entendu, cette enveloppe externe définit, de manière étanche, un espace interne du flotteur qui est entièrement ou partiellement rempli par le noyau 14.
  • On peut envisager, pour la réalisation du noyau, d'utiliser une mousse de polystyrène expansé de très faible densité, par exemple d'une masse volumique apparente inférieure à 25 kg/m3 voire même égale ou inférieure à 18 kg/m3.
  • Le noyau 14 pourra aussi comprendre des renforts localisés en matériau particulièrement résistant, s'étendant sur toute la hauteur de l'espace interne délimité par l'enveloppe, ou sur seulement une partie de cette hauteur. Un exemple de réalisation d'un tel noyau sera décrit plus bas en référence à la figure 4.
  • Dans l'exemple illustré, le noyau 14 remplit entièrement l'espace interne du flotteur Cependant, on pourrait prévoir qu'il comporte des évidements de manière à laisser subsister, à l'intérieur de l'enveloppe externe 12, des zones internes creuses, par exemple à l'avant du flotteur, zone sur laquelle l'utilisateur prend généralement très peu appui. La présence de zones creuses aura bien entendu une influence favorable sur le poids du flotteur et leur répartition influera sur le moment d'inertie dynamique du flotteur, ce qui influencera son comportement sur l'eau, notamment sa réponse aux différents appuis et changements de directions imposés par l'utilisateur.
  • Par souci de simplicité et d'économie, le noyau 14 illustré sur les figures est monobloc et composé d'un seul matériau. Cependant, on pourrait prévoir que le noyau soit composé de plusieurs éléments, éventuellement réalisés en matériaux différents.
  • Par ailleurs, on pourrait prévoir que le noyau soit percé de trous d'allègement. Des procédés similaires pour alléger le noyau, tels que ceux décrits dans les documents FR-2.820.712 , FR-2.820.713 , et FR-2.820.714 , pourront être avantageusement mis en oeuvre dans le cadre de la présente invention.
  • Dans ce mode de réalisation de l'invention, les deux parties (pont et carène) de l'enveloppe présentent une construction sandwich dans laquelle une couche de matière à faible densité, formant l'âme 24, 25 de la structure sandwich, est emprisonnée entre deux couches interne 26 et externe 28 de matériau de renfort qui forment les peaux du sandwich et qui comprennent par exemple des nappes de fibres noyées dans une résine, par exemple une résine époxy. La nature des fibres (verre, carbone, aramide, etc..) pourra être identique ou différente pour la couche interne ou pour la couche externe. De même, elle pourra différer entre la partie carène et la partie pont, c'est-à-dire qu'on pourra par exemple prévoir que la couche interne de la partie pont comprenne des fibres d'aramide tandis que la couche interne de la partie carène comprendrait des fibres de carbones. De même, les nappes de fibres pourront être tissées ou non tissées, unidirectionnelles ou multidirectionnelles. Pour les constructions les plus simples et les plus économiques, les nappes de fibres seront des tissus de fibres de verre.
  • Cependant, dans ce mode perfectionné de réalisation de l'invention, les deux parties pont et carène de l'enveloppe diffèrent par la nature du matériau qui constitue l'âme 24, 25 de leur structure sandwich. Dans la partie carène, la couche de matière à faible densité 25 est constitué d'un ou plusieurs matériaux qualifiés de « rigide », tandis que, dans la partie pont, la couche de matière à faible densité 24 comporte, conformément à l'invention, au moins une partie constituée d'un matériau alvéolaire souple.
  • Bien entendu, les matières à faible densité seront de préférence des matières alvéolaires, et notamment des mousses de matières plastiques.
  • L'homme du métier a pour habitude de classifier les mousses de matière plastique en mousses souples d'une part et en mousses rigides d'autre part.
  • Les mousses rigides ont une faible élasticité en ce sens que dès que l'effort de compression dépasse une certaine valeur, elles se déforment par effondrement, de manière irréversible on très peu réversibles. Parmi les mousses rigides, on peut citer les mousses de polyuréthanes et les mousse de polystyrène extrudé ou de polystyrène expansé qui sont généralement utilisées sous la forme de pains de mousse pour former les noyaux des planches de surf traditionnelles. De même, certaines mousses de PVC ou de polyimides utilisées généralement comme âme dans les structures sandwich sont considérées comme des matériaux rigides. Bien que qualifiées de rigide, ces mousses peuvent, dans les densités les plus faibles, être assez facilement compressibles (et donc paraître molles), mais elles présentent une élasticité très faible.
  • Parmi les matériaux alvéolaires souples, on connaît les mousses souples de matière plastique à caractère élastique telles que les mousses de poly-oléfines expansés, notamment de polypropylène ou de polyéthylène. Dans le cas des mousses de polypropylène expansé, on peut par exemple utiliser des grades ayant des masses volumiques apparentes comprises entre 20 et 100 kg/m3. Ces matériaux présentent en général une contrainte à 25% de déformation en compression de l'ordre de 100 à 600 kPa. Les principaux éléments de choix du matériau seront sa raideur à la compression, mais plus encore sa capacité de déformation élastique (le matériau devra de préférence retrouver sa forme initiale après une compression de l'ordre de 25 %), et sa capacité de restitution de l'énergie absorbée pendant la compression.
  • Bien entendu, d'autres matières peuvent être utilisées. Ainsi, pour la carène, la mousse rigide 25 peut être remplacée par une structure en nid d'abeille, ou par une couche de bois léger.
  • Le fait d'utiliser une âme rigide 25 pour la structure sandwich de la carène permet notamment d'obtenir une grande rigidité de la carène, favorable à de bonnes capacités d'accélération et à une très bonne précision de conduite de la planche. Dans des variantes moins élaborées de réalisation de l'invention, la partie carène de l'enveloppe pourra présenter une autre structure. Il pourra s'agir d'une simple couche de fibres imprégnées de résine, ou d'une couche intermédiaire d'un matériau léger et rigide (mousse rigide, bois léger, etc...) recouvert d'une couche de fibres imprégnées de résine.
  • L'utilisation d'une matière souple pour former l'âme 24 de la structure sandwich du pont est particulièrement innovante. En effet, en choisissant la bonne raideur pour ce matériau souple, on pourra à la fois bénéficier de l'exceptionnel ratio rigidité/poids de la structure sandwich, tout en introduisant au niveau du pont une souplesse de surface particulièrement agréable en termes de confort et de facilité de conduite du flotteur.
  • Ceci est dû au fait que la peau externe de fibres imprégnées de résine 28, qui possède intrinsèquement de fortes propriétés élastiques, va pouvoir se déformer sous les appuis de l'utilisateur sans provoquer l'effondrement du matériau d'âme 24, lui aussi élastique, puis revenir en position en restituant une grande partie de l'énergie emmagasinée. La peau externe 28 est alors sollicitée à la fois en flexion et en traction selon son plan, comme un trampoline. Ainsi sollicitée, la peau externe 28 en matériau composite permet une restitution d'énergie beaucoup plus importante que le simple retour élastique d'une matière élastique qui serait disposée sur le pont du flotteur et qui serait comprimée verticalement. En comparaison, l'effet « trampoline », à forte composante élastique, peut être opposé à un simple effet « matelas » qui est essentiellement amortissant, et qui tend donc à ne restituer qu'une faible partie de l'énergie qui lui est communiqué. L'effet trampoline rend la conduite du flotteur beaucoup plus vivante.
  • Bien entendu, cet effet de déformation/restitution de la peau externe 28 du sandwich est parfaitement réversible (tout au moins jusqu'à une certaine limite que l'on peut déterminer par exemple en variant l'épaisseur et la raideur de la peau externe 28 et/ou en variant la raideur de la matière souple élastique formant l'âme 24 de la structure sandwich) et il a lieu sans provoquer de déformation notable du noyau 14, grâce à la présence, sous la couche souple et élastique, de la couches de fibres imprégnées de résine 26. Celle-ci, en plus de sa résistance mécanique propre, permet de répartir sur une grande surface les contraintes qui lui sont transmises.
  • En plus de l'avantage en termes de vivacité, la construction sandwich a âme élastique permet au pont de mieux résister aux chocs et aux effets d'enfoncement. Pour améliorer l'effet trampoline, la résine de la peau externe (par exemple une résine époxy) peut éventuellement être mélangée avec des composés qui en améliore la souplesse.
  • Dans l'exemple illustré, on peut voir que la couche de mousse souple 24 qui forme l'âme de la structure sandwich du pont se prolonge vers le bas le long des bords latéraux du flotteur. Cela permet notamment de bénéficier de la meilleure résistance aux chocs de cette structure dans une zone particulièrement exposée. Bien entendu, on pourrait aussi prévoir que ce soit la structure sandwich 25 de la carène qui remonte le long des bords latéraux, que les deux structures se rejoignent au point de plus grande largeur, ou encore que les bords latéraux possèdent une structure propre.
  • Plusieurs procédés sont envisageables pour assurer la production d'un flotteur selon l'invention.
  • L'enveloppe externe 12 peut être réalisée sous la forme de deux demi-coques préfabriquées, formant respectivement le pont et la carène, les demi-coques étant assemblées l'une à l'autre, par exemple par collage le long de leur plan de jointure, pour former une enveloppe externe étanche.
  • En variante, les deux demi-coques peuvent être assemblées l'une à l'autre avant que la couche externe de renfort ne soit appliquée sur la couche formant l'âme du sandwich. Un tel procédé est similaire à celui décrit dans le document WO-02/10011 , auquel on se reportera utilement, et présente l'avantage de laisser l'opportunité de retravailler la couche formant l'âme du sandwich, après l'assemblage des demi-coques, mais avant la pose des couches externes du sandwich, ceci afin de personnaliser la forme du flotteur, si cela est souhaitable.
  • Selon un autre mode de construction, l'ensemble des composants peuvent être assemblées et mis en forme sous pression dans un moule selon la technique habituellement mise en oeuvre pour la fabrication des flotteurs de planche à voile de type sandwich.
  • Dans l'exemple illustré sur les figures (c.f. figure 3), il est prévu que l'enveloppe externe 12 comporte de plus une protection externe réalisée sous la forme d'une feuille de matière thermoplastique thermoformée 30. Cette couche de protection 30 est par exemple translucide et elle peut être décorée. La décoration sera avantageusement disposée sur la face de la feuille qui est tournée vers l'intérieur et elle pourra être réalisée par exemple par sérigraphie ou par sublimation. On peut aussi envisager d'incorporer un élément de décor entre la peau externe 28 et la feuille de protection. La feuille de protection sera par exemple réalisée en matériau comprenant un mélange d'ABS et de polyuréthane, et présentant une épaisseur de l'ordre de 0,3 mm. Eventuellement, les feuilles de protections pourraient être différentes pour le pont et pour la carène. On peut aussi envisager qu'une telle couche de protection ne soit disposée que sur un côté du flotteur, par exemple le pont.
  • A la figure 4, on a illustré un mode de réalisation d'un renfort 32. Ce renfort 32 est simplement composé d'une nappe de fibres imprégnées de résine qui est repliée sur elle-même pour former un T dont la branche verticale 34 est insérée dans une rainure 36 formée dans le noyau 14, et dont la partie horizontale 38 repose contre une face supérieure du noyau 14. Pour ce faire, on aménage dans le noyau une rainure 36 rectiligne sensiblement perpendiculaire à la face externe du noyau. Ensuite, la nappe de fibres imprégnées de résine (non encore polymérisée, donc encore souple) est repliée en deux et insérée au fond de la rainure 36. Les parties de la nappe qui dépassent à l'extérieur sont ensuite rabattues contre la face externe du noyau. Une fois la résine polymérisée, le renfort 32 forme un profilé rigide en T qui est intégré au noyau 14. La partie verticale 34 du T lui donne une très bonne raideur en flexion, tandis que la partie horizontale 38 forme une sorte de plaque qui permet de répartir les pressions exercées localement par l'enveloppe externe 12 sur le noyau 14. Ainsi, ce renfort 32 est particulièrement judicieux côté pont du flotteur, car il renforce le noyau là où s'exercent les fortes pressions dues aux appuis de l'utilisateur. Sur la Figure 1, on a illustré une disposition possible, avec deux renforts 32 disposés sur le pont, de chaque d'un axe longitudinal médian de la planche. On pourrait aussi utiliser un tel type de renfort côté carène, pour profiter pleinement de sa raideur à la flexion.
  • Dans l'exemple de la figure 4, le renfort 32 est mis en place sur le noyau 14 nu. Cependant, pour faciliter l'opération, il pourra être préférable de mettre en place le renfort après avoir revêtu le noyau de la peau interne 26. La principale différence sera que la partie horizontale 38 du T du renfort sera alors agencée entre la peau interne 26 et la couche de faible densité 24, 25.
  • La construction selon l'invention permet donc de réaliser un flotteur présentant un parfait compromis entre facilité et précision de conduite, confort et performance, le tout avec un procédé parfaitement industriel permettant des coûts de revient relativement faibles.

Claims (14)

  1. Flotteur de glisse sur l'eau, du type comportant un noyau (14) recouvert par une enveloppe externe (12) formant un pont et une carène, du type dans lequel l'enveloppe externe (12) comporte au moins une partie pont et une partie carène, du type dans lequel au moins la partie pont de l'enveloppe comporte une structure sandwich comprenant au moins une couche centrale à faible densité (24) comprise entre deux couches plus fines et à hautes caractéristiques mécaniques (26, 28), et du type dans lesquelles les couches à hautes performances mécaniques (26, 28) comportent des nappes de fibres imprégnées de résine, caractérisé en ce que la couche centrale à faible densité (24) de la structure sandwich de la partie pont comporte un matériau alvéolaire souple et élastique.
  2. Flotteur de glisse selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche centrale à faible densité (24) de la partie pont de l'enveloppe comporte une mousse de polyoléfine.
  3. Flotteur de glisse selon la revendication 2, caractérisé en ce que la couche centrale à faible densité (24) de la partie pont de l'enveloppe comporte une mousse de polypropylène.
  4. Flotteur de glisse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau de la couche centrale à faible densité (24) de la partie pont de l'enveloppe présente une contrainte à 25% de déformation en compression de l'ordre de 100 à 600 kPa.
  5. Flotteur de glisse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau de la couche centrale à faible densité (24) de la partie pont de l'enveloppe retrouve sa forme initiale après une compression de l'ordre de 25 %.
  6. Flotteur de glisse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure sandwich de la partie pont (26, 24, 28) se prolonge vers le bas le long des bords latéraux du flotteur.
  7. Flotteur de glisse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure sandwich (26, 24, 28) de la partie pont de l'enveloppe est recouverte d'une couche de protection (30) en matière plastique thermoformée.
  8. Flotteur de glisse selon la revendication 7, caractérisé en ce que la couche de protection (30) est transparente, et en ce qu'elle est décorée sur une face interne.
  9. Flotteur de glisse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie carène de l'enveloppe externe comporte une structure sandwich comprenant au moins une couche centrale à faible densité (25) comprise entre deux couches plus fines et à hautes caractéristiques mécaniques (26, 28), en ce que les couches à hautes performances mécaniques (26, 28) comportent des nappes de fibres imprégnées de résine, et en ce que la couche centrale à faible densité (25) de la partie carène est réalisée en matière rigide.
  10. Flotteur de glisse selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la partie carène de l'enveloppe externe comporte au moins une couche de fibres imprégnées de résine qui recouvre une couche intermédiaire de matériau à rigide.
  11. Flotteur de glisse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le noyau (14) est réalisé en mousse de polystyrène expansé.
  12. Flotteur de glisse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le noyau (14) comporte des évidements.
  13. Flotteur de glisse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'intégralité du flotteur est recouverte d'une couche de protection (30) en matière plastique thermoformée.
  14. Flotteur de glisse selon la revendication 12, caractérisé en ce que la couche de protection est transparente, et en ce qu'elle est décorée sur une face interne.
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