FR3077270A1 - Dispositif pliable/deployable comprenant au moins quatre secteurs gauches relies par des charnieres - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif pliable/déployable comprenant au moins quatre secteurs (4) centraux s'étendant chacun à partir d'une portion centrale (5) et en formant, dans un état déployé dudit dispositif, une surface (20) principale, dans lequel : - chaque secteur est élastique en flexion et est relié latéralement à deux autres secteurs centraux, chaque secteur étant relié à un autre secteur par une charnière, - chaque charnière (10, 11) s'étend selon une direction radiale, à l'état déployé dudit dispositif ladite surface principale est une surface gauche non réglée et la forme de chaque secteur présente un gauchissement double tel qu'il présente une courbure radiale et une courbure latitudinale, ladite courbure radiale et ladite courbure latitudinale étant de même signe, le dispositif étant rappelé à l'état déployé par déformation élastique en flexion de chaque secteur.
Description
DISPOSITIF PLIABLE/DÉPLOYABLE COMPRENANT AU MOINS QUATRE SECTEURS GAUCHES RELIÉS PAR DES CHARNIÈRES
L'invention concerne un dispositif pliable/déployable comprenant au moins quatre secteurs gauches et reliés entre eux par des charnières. Plus particulièrement, l’invention concerne un dispositif pliable/déployable dont les secteurs forment, dans un état déployé dudit dispositif, une surface gauche non réglée.
En particulier, un tel dispositif peut par exemple former la surface réfléchissante d’un miroir solaire ou le réflecteur d’une antenne.
Dans tout le texte, les termes « gauche », « gauchie » ou « gauchissement » désignent toute surface non plane.
Les dispositifs à déploiement spontané sont utilisés dans divers domaines et présentent notamment des applications dans le domaine spatial.
La publication scientifique 'Dual-Matrix Composite Wideband Antenna Structures for CubeSats” M. Sakovsky, Ignacio Maqueda Jimenez, C. Karl, Sergio Pellegrino, et Joseph Costantine, 2nd AIAA Spacecraft Structures Conférence, AIAA SciTech Eorum, (AIAA 2015-0944) décrit une antenne déployable comprenant une coque composite formée d’une pluralité de bandes liées latéralement les unes aux autres par des charnières souples.
Cependant, le déploiement spontané d’une telle antenne déployable n’est pas satisfaisant et son procédé de fabrication est excessivement complexe. En outre, il est limité à une forme spécifique à une seule courbure (cône).
L'invention vise à pallier les inconvénients des dispositifs connus.
L'invention vise également à proposer un dispositif pliable/déployable qui puisse être déployé ou replié de façon fiable tout en présentant une forme à l’état déployé non limitée à un tronc de cône.
L’invention vise également à proposer un tel dispositif pouvant faire l’objet de nombreuses variantes de réalisation, et compatible avec de nombreuses applications, y compris dans le domaine spatial et aéronautique.
Plus particulièrement, l'invention vise à proposer un tel dispositif qui présente une compacité à l’état replié supérieure à celle des dispositifs pliables et autodéployables connus.
L’invention vise également à proposer un tel dispositif permettant un gain de masse par rapport aux dispositifs pliables et autodéployables connus.
L’invention vise également à proposer un tel dispositif permettant un déploiement sans actionneur.
L’invention vise également à proposer un dispositif pliable/déployable adapté pour pouvoir présenter un verrouillage spontané en position déployée, sans mécanisme de blocage.
L’invention vise également à proposer un tel dispositif présentant une simplicité de fabrication et un coût de fabrication inférieur au coût de fabrication des dispositifs pliables et autodéployables connus.
L’invention vise également à proposer un tel dispositif présentant une excellente tenue en fatigue aux pliages et aux déploiements répétés.
L'invention concerne donc un dispositif pliable/déployable comprenant au moins quatre secteurs centraux s’étendant chacun à partir d’une portion centrale et en formant, dans un état déployé dudit dispositif, une surface, dite surface principale, dont la forme géométrique présente un contour périphérique circonscrivant lesdits secteurs centraux, dispositif dans lequel :
chaque secteur central est relié latéralement à deux autres secteurs centraux, chaque secteur central est relié à un autre secteur central par une charnière, dite charnière radiale, chaque charnière radiale s’étendant selon une direction radiale joignant ladite portion centrale à un point dudit contour périphérique de ladite surface principale et chaque charnière radiale permettant un pivotement desdits secteurs centraux les uns par rapport aux autres, caractérisé en ce qu’à l’état déployé dudit dispositif :
ladite surface principale est une surface gauche non réglée, la forme de chaque secteur central présente un gauchissement double tel que :
o la section droite de ladite surface principale par tout plan radial comprenant une direction radiale du dispositif est courbée selon une première courbure, dite courbure radiale, o la section droite de ladite surface principale par tout plan, dit plan latitudinal, comprenant une direction, dite direction latitudinale est courbée selon une deuxième courbure, dite courbure latitudinale, ladite direction latitudinale désignant toute direction passant par deux charnières radiales distinctes, o ladite courbure radiale et ladite courbure latitudinale sont de même signe, chaque secteur central est élastique en flexion, de sorte que, dans tout état replié dudit dispositif, chaque secteur central est plus aplati élastiquement en flexion que le gauchissement qu’il présente dans ledit état déployé, le dispositif étant rappelé à l’état déployé par déformation élastique en flexion de chaque secteur central.
Ainsi, l'invention permet d'obtenir, pour la première fois, un dispositif pliable/déployable dont les secteurs centraux présentent une double courbure. De façon surprenante, l’inventeur a constaté qu’il n’est donc pas nécessaire de pouvoir aplanir une surface courbe pour permettre de replier un dispositif selon l’invention dans un état dans lequel il présente un encombrement réduit tout en permettant un déploiement spontané du dispositif selon l’invention depuis cet état replié, sans actionneur, par effet ressort. Les secteurs centraux et les charnières sont donc adaptés pour permettre de placer le dispositif dans un état replié dans lequel ledit dispositif présente un encombrement inférieur à Γencombrement qu’il présente à l’état déployé, plusieurs états repliés pouvant être possibles.
Un tel dispositif conforme à l’invention présente également l’avantage de permettre un déploiement non seulement spontané mais également très rapide depuis un état replié.
En outre, un tel dispositif conforme à l’invention ne nécessite pas de raidisseurs ou de baleines entre lesdits secteurs centraux.
L’invention présente également l’avantage de permettre l’utilisation de secteurs centraux présentant une grande raideur, notamment grâce à leur conformation présentant des courbures radiales et latitudinales de même signe, ce qui permet de limiter l’épaisseur et ainsi la masse des secteurs centraux et donc de limiter la masse du dispositif.
Chaque secteur central étant relié latéralement à deux autres secteurs centraux avec au moins une charnière reliant chaque secteur deux à deux entre eux, les secteurs centraux sont comparables à des pétales formant ainsi une corolle, à la façon d’une fleur, dont le centre correspond à ladite portion centrale. Un dispositif selon l’invention comprenant au moins quatre secteurs centraux, il comprend donc également au moins quatre charnières c’est-à-dire un nombre identique de secteurs centraux et de charnières.
L’ensemble desdits secteurs centraux forme une surface gauche non réglée, c’est-à-dire soit globalement concave, soit globalement convexe, chaque secteur étant soit globalement concave, soit globalement convexe mais pouvant éventuellement présenter des défauts de surface formant des reliefs ponctuels concaves et/ou convexes.
Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, les côtés, c’est-à-dire les bords latéraux des secteurs centraux qui sont reliés à un autre secteur central, sont courbes à l’état déployé dudit dispositif et présentent une courbure radiale sensiblement identique à la courbure radiale de la surface dudit secteur central. Au cours du repliement du dispositif selon l’invention, lesdits côtés des secteurs centraux deviennent progressivement rectilignes et sont rectilignes au moins dans un état replié dudit dispositif.
Le fait que chaque charnière permette un pivotement desdits secteurs centraux les uns par rapport aux autres signifie que deux secteurs centraux voisins (adjacents) peuvent se replier l’un vers l’autre au moins dans un sens à partir de l’état déployé du dispositif. Divers modes de réalisation peuvent être envisagés en ce qui concerne les sens de repliement des charnières d’un même dispositif. Un même dispositif peut par exemple comprendre des charnières pouvant se replier uniquement dans un premier sens et d’autres charnières pouvant se replier uniquement dans un second sens (distinct dudit premier sens), ces charnières présentant des sens de repliement distincts pouvant être alternées de façon régulière ou non. Un même dispositif peut encore comprendre des charnières pouvant se replier uniquement dans un premier sens ainsi que des charnières pouvant se replier dans les deux sens (dans le premier sens et dans le second sens). Un même dispositif peut également comprendre uniquement des charnières pouvant se replier dans les deux sens (dans le premier sens et dans le second sens). Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, chaque charnière peut être repliée, au moins partiellement, dans deux sens distincts (un premier sens de repliement pouvant par exemple être désigné sens « intérieur » et un deuxième sens de repliement pouvant être désigné sens « extérieur » selon que les secteurs centraux se replient l’un sur l’autre par un déplacement de la charnière vers l’intérieur, c’est-àdire en direction de la portion centrale du dispositif, ou non).
On entend par « plan radial » tout plan radial axial qui comprend une direction radiale du dispositif.
On entend par « plan latitudinal » tout plan qui comprend une direction latitudinale du dispositif, ladite direction latitudinale désignant toute direction passant par deux charnières distinctes, c’est-à-dire coupant deux charnières distinctes du dispositif selon l’invention. Une direction latitudinale est sécante par rapport à au moins une direction radiale du dispositif selon l’invention.
Un dispositif selon l’invention est adapté pour pouvoir être déplacé entre au moins un état replié et au moins un état déployé, et vice versa, par l’intermédiaire d’une charnière reliant au moins un premier secteur central et au moins un deuxième secteur central.
L’ « état déployé » ou la « position déployée » (ou « dépliée ») du dispositif, peut correspondre à l’état du dispositif au repos (« forme au repos » ou «état au repos», ou «position de repos»), c’est-à-dire l’état dans lequel se trouve le dispositif lorsqu’aucune sollicitation tendant à rapprocher les secteurs les uns des autres n’est appliquée et vers lequel le dispositif est spontanément rappelé.
L’état ou la position «replié(e)» du dispositif, peut correspondre à une pluralité d’états (c’est-à-dire à une pluralité de conformations ou de configurations) dans lesquels peut se trouver le dispositif et qui correspondent à un état distinct de sa forme au repos vers laquelle il est spontanément rappelé élastiquement à partir de tout état replié.
La portion centrale d’un dispositif selon l’invention peut prendre différentes formes en particulier en fonction de l’extrémité des secteurs centraux eux-mêmes. Les secteurs centraux peuvent être reliés entre eux ou non au niveau de la portion centrale d’un dispositif selon l’invention, de sorte que celle-ci peut être pleine ou évidée. Lorsque les secteurs centraux ne sont pas liés entre eux au niveau de ladite portion centrale, la portion centrale peut par exemple prendre la forme d’un cercle évidé ou encore de tout polygone formé par les arêtes ou les bords des secteurs centraux au niveau de ladite portion centrale du dispositif.
Un dispositif selon l’invention présente de nombreuses applications dans le domaine spatial et peut par exemple permettre de réaliser des antennes (par exemple des antennes adaptées pour émettre et recevoir dans les domaines de fréquence des bandes S (de l’ordre de 2 GHz à 4 GHz) et des bandes L (de l’ordre de 1,4 GHz à 1,5 GHz) pour tout satellite, notamment pour des nanosatellites, ou pour toute sonde ou tout instrument, des miroirs solaires, des paresoleil, des boucliers de protection ou encore des générateurs solaires.
De nombreuses applications terrestres sont également possibles telles que la réalisation d’antennes ou de réflecteurs pliables et transportables pour la réception ou la transmission, de fours solaires, de coques repliables pour des bateaux ou encore des planches à voile, des panneaux solaires, des contenants (réservoirs...), des plats, des récipients, des ustensiles...
Divers modes de réalisation peuvent être envisagés en ce qui concerne les charnières. Les charnières reliant chacun des secteurs centraux deux à deux entre eux peuvent être composées de tout type de charnière permettant de relier un secteur (notamment un secteur central) à un autre secteur (notamment un secteur central) du dispositif selon l’invention tout en autorisant un repliement, au moins dans un sens à partir d’un état déployé du dispositif, des secteurs centraux les uns par rapport aux autres.
Les charnières peuvent s’étendre sur la totalité de la longueur des côtés des secteurs centraux liés à un autre secteur central ou bien seulement sur une partie de cette longueur, de façon continue ou discontinue. Dans certains autres modes de réalisation avantageux et selon l’invention, la charnière peut être formée d’une liaison mécanique permettant de relier lesdits secteurs centraux entre eux tout en permettant le pivotement des secteurs centraux l’un par rapport à l’autre. Il peut par exemple s’agir de plusieurs chapes ponctuelles fixées sur chacun desdits secteurs centraux ou de plusieurs gonds répartis le long d’un côté d’un secteur central lié à un côté d’un autre secteur central.
Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, chaque charnière est une charnière flexible. Le fait que la charnière soit dite flexible signifie qu’elle est moins rigide que les secteurs centraux, c’est à dire que la charnière est formée d’un matériau plus souple en flexion que le matériau formant les secteurs centraux ou qu’elle est adaptée pour pouvoir être plus souple que lesdits secteurs centraux. Il peut s’agir de charnières formées en matériau flexible (polymère ou composite à matrice polymère par exemple, plus flexible que le matériau formant lesdits secteurs centraux) s’étendant radialement sur les côtés de chaque secteur central, de charnières films formées par un amincissement du matériau formant les secteurs centraux et les reliant entre eux, de gonds (et pentures conjuguées) ou encore de charnières dites « piano » flexibles.
Il est également possible par exemple de prévoir que les charnières d’un même dispositif pliable/déployable selon l’invention ne soient pas toutes de même nature (un dispositif pouvant par exemple comprendre une partie des charnières formées en matériau composite flexible et une autre partie des charnières de type charnière film ou encore des gonds flexibles ou charnières dites « piano »). Une charnière film présente une épaisseur inférieure à l’épaisseur desdits secteurs centraux. Les charnières films consistent en général en une réduction locale d'épaisseur d'un matériau élastique en flexion permettant de former une portion plus souple entre deux portions plus rigides de ce matériau. Les charnières d’un dispositif selon l’invention peuvent donc être formées par un amincissement local de l’épaisseur du matériau formant les secteurs centraux, les charnières étant formées d'une portion constituée du même matériau que celui des secteurs centraux, mais en une épaisseur plus faible. Ainsi, dans certains modes de réalisation avantageux et selon l’invention, lesdits secteurs centraux et chaque charnière sont formés d’un même matériau polymère. Dans d’autres modes de réalisation avantageux et selon l’invention, chaque charnière est une charnière composite. Il n’est pas exclu que chaque charnière puisse être à la fois une charnière film et une charnière composite, c’est-à-dire une charnière formée d’au moins un matériau composite.
Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, chaque charnière est courbe à l’état déployé dudit dispositif. Que chaque charnière soit formée d’au moins un matériau flexible ou qu’elle comprenne des liaisons mécaniques telles que des gonds ou des chapes, la zone située entre chaque couple de secteurs centraux reliés deux à deux est courbe au moins à l’état déployé du dispositif ainsi que les côtés (c’est-à-dire les bords latéraux des secteurs centraux qui sont reliés à un autre secteur central) des secteurs centraux. Lorsque les charnières sont formées en matériau flexible, c’est-à-dire en particulier plus flexible que le matériau formant lesdits secteurs centraux du dispositif selon l’invention, elles peuvent épouser et suivre la courbure des secteurs centraux, c’est-à-dire au moins la courbure radiale des secteurs centraux. En effet, les charnières étant flexibles elles ont tendance à présenter une courbure proche de la courbure radiale des secteurs centraux qui lui sont adjacents. Dans ce cas, le matériau formant la charnière est donc courbe au moins dans la position de repos du dispositif. En particulier, à l’état déployé du dispositif, la courbure de la charnière est supérieure à la courbure que présente la charnière lorsque les secteurs centraux sont repliés les uns sur les autres, dans un état replié du dispositif, la courbure de chaque charnière pouvant notamment être nulle à l’état replié du dispositif (charnière rectiligne).
Chaque secteur et chaque charnière peut être formé(e) d’au moins un matériau choisi dans le groupe formé des matériaux métalliques, des polymères (en particulier thermoplastiques ou thermodurcissables) et des matériaux composites (à matrice polymère en particulier). Le matériau formant chaque secteur peut par exemple être choisi parmi les polymères thermoplastiques : polyéthylènes, polypropylènes, polytéréphtalates d’éthylène (PET), polystyrènes, polycarbonates, polyéthers, polyéthers cétone ; ou thermodurcissables : résines polyester, résines époxy, résines phénoliques, résines polyimides, résines cyanate ester et résines de mélamine. Le matériau formant chaque secteur peut également être choisi parmi les matériaux composites, notamment les matériaux composites à matrice polymère (thermoplastique ou thermodurcissable) au sein de laquelle s’étend au moins un renfort tel que des particules (minérales, céramiques ou encore métalliques), des tissus de fibres synthétiques (fibres de carbone, fibres de verre, fibres aramides, fibres de bore...), des fils de fibres synthétiques (fibres de polyamide, fibres de polyester, fibres de polyéthylène, chlorofibres, fibres acryliques, fibres de polypropylène, fibres de polyuréthane...), des fibres métalliques, des fibres de béryllium, des fibres céramiques, des fibres cellulosiques et leurs mélanges.
Par exemple, et sans que cela soit limitatif, il est avantageux dans certains modes de réalisation conformes à l’invention de prévoir qu’il existe une pluralité de plans radiaux tels que deux charnières radiales s’étendent dans un même plan radial. Dans certains modes de réalisation avantageux conformes à l’invention chaque charnière s’étend donc diamétralement dans le même plan qu’une autre charnière dudit dispositif. Ceci présente pour avantage de faciliter le pliage du dispositif selon l’invention et en particulier de réduire d’autant plus Γencombrement du dispositif selon l’invention dans un état replié.
Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, ledit dispositif pliable/déployable comprend un nombre pair de secteurs centraux. De nombreuses variantes sont envisageables en ce qui concerne le nombre de secteurs centraux que comporte un dispositif conforme à l’invention. Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, ledit dispositif pliable/déployable comprend un nombre de secteurs centraux inférieur ou égal à 10, et en particulier un nombre de secteurs centraux inférieur ou égal à 8.
Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, ledit dispositif pliable/déployable comprend un nombre identique de secteurs centraux et de charnières. En particulier, dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, ledit dispositif pliable/déployable comprend un nombre identique de secteurs centraux et de charnières, chaque charnière s’étendant diamétralement dans le même plan (radial) qu’une autre charnière dudit dispositif. D’autres part, les secteurs centraux peuvent présenter des dimensions identiques ou non. En particulier, dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, ledit dispositif pliable/déployable comprend au moins deux secteurs centraux présentant des dimensions sensiblement identiques.
Chaque secteur présente une surface gauche non réglée présentant une double courbure et la surface principale comprend au moins la surface de chacun desdits secteurs centraux, la surface principale étant donc également une surface gauche non réglée. La surface principale peut également comprendre la surface formée par chacune des charnières du dispositif selon l’invention, lorsque les charnières s’étendent dans le prolongement des secteurs centraux et suivent la double courbure des secteurs centraux, à l’état déployé dudit dispositif. Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, ladite surface principale présente une forme générale choisie dans le groupe formé des paraboloïdes, des hyperboloïdes et des ellipsoïdes.
Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, ladite surface principale présente un centre de symétrie.
Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, chaque charnière est formée en un matériau plus flexible que le matériau formant lesdits secteurs centraux.
Chacune des parties du dispositif (secteurs centraux et charnière) peut être formée de tout matériau. Par exemple, dans certains modes de réalisation avantageux et selon l’invention, les matériaux formant lesdits secteurs centraux sont choisis de façon à être plus rigides que le matériau formant la charnière. Lesdits secteurs centraux peuvent par exemple être formés d’un matériau polymère tandis que la charnière est formée d’un autre matériau polymère, plus souple que celui formant lesdits secteurs centraux. La charnière peut également par exemple être formée d’au moins une bande en au moins un matériau choisi dans le groupe formé des matériaux polymères flexibles, des matériaux composites flexibles, des tissus de fibres synthétiques (fibres de carbone, fibres de verre, fibres aramides, fibres de bore...), des fils de fibres synthétiques (fibres de polyamide, fibres de polyester, fibres de polyéthylène, chlorofibres, fibres acryliques, fibres de polypropylène, fibres de polyuréthane...), des fibres métalliques, des fibres de béryllium, des fibres céramiques, des fibres cellulosiques et de leurs mélanges. Dans une variante particulièrement avantageuse, le dispositif selon l'invention est intégralement formé en matériau composite. En d’autres termes, chaque secteur et/ou chaque charnière est/sont formé(e)(s) en matériau composite.
En particulier, chaque charnière est conçue pour pouvoir résister aux sollicitations subies lors de chaque déploiement et de chaque repliement du dispositif. Le matériau formant chaque charnière est donc choisi de façon à ce qu’il puisse être suffisamment flexible pour permettre le déplacement des secteurs centraux liés à la charnière, en particulier sans atteindre le domaine de déformation plastique de ce matériau, ni sa rupture.
Par ailleurs, lesdits secteurs centraux peuvent être identiques ou non, formés d'un même matériau, ou au contraire chacun dans un matériau, les deux matériaux étant différents. Dans le cas où plusieurs charnières sont prévues entre lesdits secteurs centraux, ces charnières peuvent être formées du même matériau -notamment du même matériau composite souple, notamment avec la même matrice souple-, ou au contraire, avec des matériaux différents -notamment avec des matériaux composites souples différents, notamment des matrices souples différentes-.
Dans tout le texte, on désigne par « matériau composite » tout matériau solide synthétique hétérogène comprenant au moins une structure de renfort, formée d'au moins un premier matériau, et adaptée pour conférer principalement des propriétés de résistance mécanique audit matériau composite, cette structure de renfort étant noyée dans une matrice, formée en au moins un deuxième matériau (polymère, métallique ou céramique) présentant des propriétés mécaniques différentes de celles de la structure de renfort.
Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, chaque secteur est formé d’au moins un matériau composite comprenant au moins une armature de renfort s’étendant au sein d’au moins une matrice.
Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, ladite charnière est formée d’au moins une couche de liaison d’une structure de renfort s’étendant en continuité et en commun entre au moins deux secteurs centraux.
Dans certains modes de réalisation avantageux et selon l’invention, ladite couche de liaison s’étend au sein d’une matrice formée en matériau plus souple en flexion que le matériau constituant une matrice de matériau composite formant lesdits secteurs centraux.
Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, lesdits secteurs centraux et chaque charnière sont formés d’un même matériau polymère, chaque charnière étant une charnière film, présentant une épaisseur inférieure à l’épaisseur desdits secteurs centraux.
De nombreuses applications sont envisageables en ce qui concerne la fixation de l’ensemble formé par les secteurs centraux et les charnières à un satellite ou tout autre système auquel peut être destiné le dispositif conforme à l’invention. Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, ledit dispositif comprend un support auquel est fixé au moins un secteur central ou au moins une charnière du dispositif. Un tel support pourra ensuite être lui-même fixé à un satellite, un générateur solaire ou tout autre système.
Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, le dispositif comprend au moins un matériau adapté pour réfléchir, au moins en partie, les ondes électromagnétiques, de sorte que la surface principale réfléchisse, au moins en partie, les ondes électromagnétiques. Le dispositif selon l’invention peut comprendre un revêtement électriquement conducteur réfléchissant les ondes électromagnétiques par exemple sous la forme d’un film adhésif à disposer en surface des secteurs centraux ou d’une peinture à appliquer en surface desdits secteurs centraux et éventuellement des charnières. Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, le dispositif comprend une membrane en matériau adapté pour réfléchir au moins en partie les ondes électromagnétiques, ladite membrane étant disposée au moins en partie au contact desdits secteurs centraux.
Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, le dispositif comprend en outre des secteurs périphériques, chaque secteur périphérique étant relié à un secteur central par une charnière périphérique, chaque charnière périphérique s’étendant selon ladite direction latitudinale. En particulier, dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, chaque secteur périphérique est relié à un autre secteur périphérique par une charnière radiale, chaque secteur périphérique comprenant une portion principale et une portion secondaire reliées entre elles par une charnière secondaire.
Un dispositif selon l'invention peut être intégré dans une structure mécanique ou un ensemble plus complexe. Il peut s'agir par exemple d'un mât de système spatial; ou d'une pièce de structure de véhicule terrestre, maritime, aérien ou spatial, de meuble ou autres équipements ou engins domestiques, de sport ou de loisirs ; ou encore d'un emballage en matériau composite; ou de toute autre structure. Les secteurs centraux peuvent être intégrés dans toute structure ou ensemble plus complexe (matériaux composites sandwich comprenant une âme en matériau alvéolaire de type nid-d'abeilles, panneaux nervurés,...).
L'invention concerne également un dispositif pliable/déployable caractérisé, en combinaison ou non, par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après. Quelle que soit la présentation formelle qui en est donnée, sauf indication contraire explicite, les différentes caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après ne doivent pas être considérées comme étroitement ou inextricablement liées entre elles, l’invention pouvant concerner l’une seulement de ces caractéristiques structurelles ou fonctionnelles, ou une partie seulement de ces caractéristiques structurelles ou fonctionnelles, ou une partie seulement de l’une de ces caractéristiques structurelles ou fonctionnelles, ou encore tout groupement, combinaison ou juxtaposition de tout ou partie de ces caractéristiques structurelles ou fonctionnelles.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée à titre non limitatif et qui se réfère aux figures annexées dans lesquelles :
la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un dispositif selon l'invention dans un état déployé selon un premier mode de réalisation, la figure 2 est une vue schématique en perspective d'un dispositif selon l'invention dans un état replié selon le premier mode de réalisation, la figure 3 est une vue schématique en perspective d'un dispositif selon l'invention dans un état déployé selon un deuxième mode de réalisation, la figure 4 est une vue schématique en perspective d'un dispositif selon l'invention dans un état replié selon le deuxième mode de réalisation, la figure 5 est une vue schématique en perspective d'un dispositif selon l'invention dans un état replié selon le deuxième mode de réalisation, la figure 6 est une vue schématique en perspective d'un dispositif selon l'invention dans un état déployé selon un troisième mode de réalisation, la figure 7 est une vue schématique en perspective d'un dispositif selon l'invention dans un état replié selon le troisième mode de réalisation, la figure 8 est une vue schématique du dessus d'un dispositif selon l'invention dans un état replié selon le troisième mode de réalisation, la figure 9 est une vue schématique en perspective d’un dispositif selon l’invention dans un état déployé selon un quatrième mode de réalisation, la figure 10 est une vue schématique en perspective d’un dispositif selon l’invention dans un état replié selon le quatrième mode de réalisation, la figure 11 est une vue schématique en perspective d’un dispositif selon l’invention dans un état replié selon le quatrième mode de réalisation.
Dans une première variante de réalisation selon l'invention représentée aux figures 1 et 2, un dispositif selon l’invention comprend huit secteurs centraux reliés entre eux par des charnières 10, 11. Chaque secteur central 4, s’étend à partir d’une portion centrale 5 en formant, dans un état déployé du dispositif, une surface principale 20 dont la forme géométrique présente un contour périphérique 6 circonscrivant lesdits secteurs centraux. Chaque secteur central 4 est relié latéralement à deux autres secteurs centraux et chaque secteur central 4 est relié à un autre secteur central par une charnière 10, 11, chaque charnière 10, 11 permettant un pivotement desdits secteurs centraux les uns par rapport aux autres.
Chaque charnière 10, 11 s’étend selon une direction radiale joignant ladite portion centrale à un point dudit contour périphérique de la surface principale 20. Chaque secteur central 4 est élastique en flexion avec une forme au repos correspondant à un gauchissement de ce secteur central. Dans un état déployé du dispositif représenté à la figure 1, les secteurs centraux 4 présentent un gauchissement double tel que la surface principale 20 est paraboloïdale. Le fait que la surface principale 20, et en particulier chaque secteur central, présente une double courbure signifie que chaque secteur central présente une courbure radiale 2 et une courbure latitudinale 3 symbolisées sur un des secteurs centraux du dispositif représenté à la figure 1. La courbure radiale et la courbure latitudinale de la surface principale 20 (et de chaque secteur central) sont de même signe.
Chaque secteur central 4 présente un chant 12 d’extrémité périphérique et un chant 14 d’extrémité centrale. Chaque chant 12 d’extrémité périphérique est courbe et suit la courbure latitudinale de chaque secteur central. Chaque chant 14 d’extrémité centrale est également courbe et suit la courbure latitudinale de chaque secteur central, la portion centrale du dispositif représenté correspondant à un évidement circulaire.
Les huit secteurs centraux du dispositif représenté aux figures 1 et 2 sont identiques et présentent les mêmes dimensions.
Le dispositif selon la première variante de réalisation comprend un support 25 fixé en un point d’un secteur central du dispositif disposé sur la face convexe opposé à la surface principale 20 concave du dispositif. Le support 25 comprend une platine 27 et une lamelle 26 orthogonale à ladite platine 27.
Les secteurs centraux 4 peuvent être écartés ou rapprochés l’un de l’autre, par pivotement autour des charnières 10, 11. Lorsque le dispositif se trouve à l’état replié, chaque secteur central est plus aplati élastiquement en flexion que le gauchissement qu’il présente à l’état déployé, de sorte que le dispositif est rappelé à l’état déployé par déformation élastique en flexion de chaque secteur central 4.
Chaque secteur central peut être formé d’au moins un matériau choisi dans le groupe formé des matériaux métalliques, des polymères (en particulier thermoplastiques ou thermodurcissables) et des matériaux composites (à matrice polymère en particulier). Le matériau formant chaque secteur central peut par exemple être choisi parmi les polymères thermoplastiques : polyéthylènes, polypropylènes, polytéréphtalates d’éthylène (PET), polystyrènes, polycarbonates, polyéthers, polyéthers cétone ; ou thermodurcissables : résines polyester, résines époxy, résines phénoliques, résines polyimides, résines cyanate ester et résines de mélamine. Le matériau formant chaque secteur central peut également être choisi parmi les matériaux composites, notamment les matériaux composites à matrice polymère (thermoplastique ou thermodurcissable) au sein de laquelle s’étend au moins un renfort tel que des particules (minérales, céramiques ou encore métalliques), des tissus de fibres synthétiques (fibres de carbone, fibres de verre, fibres aramides, fibres de bore...), des fils de fibres synthétiques (fibres de polyamide, fibres de polyester, fibres de polyéthylène, chlorofibres, fibres acryliques, fibres de polypropylène, fibres de polyuréthane...), des fibres métalliques, des fibres de béryllium, des fibres céramiques, des fibres cellulosiques et leurs mélanges.
Chaque charnière peut par exemple être formée d’au moins une bande en au moins un matériau choisi dans le groupe formé des matériaux polymères flexibles (notamment les caoutchoucs naturels, les élastomères de silicone, les élastomères de polyuréthane, les élastomères de polychloroprène, les polyéthylènes, les polystyrènes...), des matériaux composites flexibles, des matériaux métalliques flexibles, des tissus de fibres synthétiques (fibres de carbone, fibres de verre, fibres aramides (polyamides aromatiques), fibres de bore...), des fils de fibres synthétiques (fibres en polyamide, fibres en polyester, fibres en polyéthylène, fibres en polychlorure de vinyle (PVC) (chlorofibres), fibres acryliques, fibres en polypropylène, fibres en polyuréthane...), des fibres métalliques, des fibres de béryllium, des fibres céramiques, des fibres cellulosiques et de leurs mélanges.
Du côté concave de la surface principale du dispositif, les secteurs centraux sont prolongés l’un vers l’autre, au-dessus de chaque charnière 10, dite charnière intérieure, sur une partie de l’épaisseur du dispositif. Sur cette partie de l’épaisseur, les secteurs centraux sont prolongés de façon à former des chants venant au contact l’un de l’autre dans la position déployée de façon à faire office de butée. Du côté convexe de la surface principale du dispositif, les secteurs centraux sont prolongés l’un vers l’autre, au-dessous de chaque charnière 11, dite charnière extérieure, sur une partie de l’épaisseur du dispositif. Les chants au contact contribuent également au maintien du dispositif en position déployée en interdisant le repliement de la charnière dans un sens, tout en autorisant le repliement de la charnière uniquement dans l’autre sens.
Dans le mode de réalisation représenté aux figures 1 et 2, les secteurs centraux 4 du dispositif sont formés d’un matériau composite à matrice polymère, des fibres telles que des fibres de carbone s’étendant au sein de ladite matrice polymère des secteurs centraux 4. Dans ce premier mode de réalisation, le dispositif comprend des bandes de tissu de fibres en aramide (polyamide aromatique) disposées au niveau de chaque charnière entre des lamelles supérieures et des lamelles inférieures. Dans le cas des charnières 10 intérieures, les lamelles inférieures ne sont pas au contact l’une de l’autre (à l’état déployé) mais sont suffisamment espacées pour permettre un repliement du dispositif alors que les lamelles supérieures sont juxtaposées l’une dans le prolongement de l’autre de façon à présenter des chants au contact en position déployée du dispositif. Dans le cas des charnières 11 extérieures, les lamelles supérieures ne sont pas au contact l’une de l’autre (à l’état déployé) mais sont suffisamment espacées pour permettre un repliement du dispositif alors que les lamelles inférieures sont juxtaposées l’une dans le prolongement de l’autre de façon à présenter des chants au contact en position déployée du dispositif.
Les lamelles supérieures et inférieures peuvent être formées de tout matériau polymère ou composite à matrice polymère tel que défini ci-dessus en ce qui concerne les secteurs centraux. La bande de tissu est liée (par collage ou par copolymérisation ou fusion préalable des lamelles) aux lamelles supérieures et aux lamelles inférieures, la bande n’est pas liée aux lamelles supérieures dans la zone de la bande formant charnière. La bande de tissu n’est liée aux lamelles supérieures qu’en regard des lamelles inférieures.
La figure 2 illustre un état replié du dispositif. Un déploiement spontané du dispositif vers l’état déployé tel que représenté en figure 1 peut être réalisé très rapidement à partir de l’état représenté à la figure 2. D'autres formes de pliages que celle représentée sont également envisageables.
Dans la première variante de réalisation selon l'invention représentée aux figures 1 et 2, le dispositif selon l’invention comprend en outre une membrane 8 disposée sous les secteurs centraux, du côté de la surface convexe (à l’état déployé) du dispositif. La membrane 8 est souple et électriquement conductrice et adaptée pour réfléchir les ondes électromagnétiques (au moins dans une bande de fréquences prédéterminée). Dans cette variante de réalisation, les secteurs centraux et les charnières peuvent être formés de matériaux transparents auxdites ondes électromagnétiques (par exemple en matériau composite à matrice époxy comprenant des renforts sous forme de fibres en aramide ou en verre), les ondes électromagnétiques étant réfléchies par ladite membrane 8 dans le cas où le dispositif selon l’invention est utilisé à titre d’antenne. Ladite membrane 8 peut être formée d’au moins un matériau choisi dans le groupe formé des matériaux comprenant des particules, des fibres ou des mâts de fibres métalliques, des matériaux comprenant des fibres de carbone, des polyesters, leurs composites et leurs mélanges. Ladite membrane 8 peut être fixée au dispositif par collage à l’aide d’un matériau adhésif (disposé par exemple en certains points du dispositif, des charnières ou des secteurs centraux, ou toute ou partie de la surface inférieure convexe des secteurs centraux), par fusion avec la matrice polymère des secteurs centraux, par couture...
Dans une deuxième variante de réalisation selon l'invention représentée aux figures 3 à 5, un dispositif selon l’invention comprend quatre secteurs centraux 30 reliés entre eux par des charnières 31. Chaque secteur central 30, s’étend à partir d’une portion centrale 35 en formant, dans un état déployé du dispositif, une surface principale 40 dont la forme géométrique présente un contour périphérique 6 circonscrivant lesdits secteurs centraux. Chaque secteur central 30 est relié latéralement à deux autres secteurs centraux et chaque secteur central 30 est relié à un autre secteur central par une charnière 31, chaque charnière 31 permettant un pivotement desdits secteurs centraux les uns par rapport aux autres.
Chaque charnière 31 s’étend selon une direction radiale joignant ladite portion centrale à un point dudit contour périphérique de la surface principale 40. Chaque secteur central 30 est élastique en flexion avec une forme au repos correspondant à un gauchissement de ce secteur central. Dans un état déployé du dispositif représenté à la figure 5, les secteurs centraux 30 présentent un gauchissement double tel que la surface principale 40 est paraboloïdale. Le fait que la surface principale 40, et en particulier chaque secteur central, présente une double courbure signifie que chaque secteur central présente une courbure radiale et une courbure latitudinale. La courbure radiale et la courbure latitudinale de la surface principale 40 (et de chaque secteur central) sont de même signe.
Chaque secteur central 30 présente un chant 22 d’extrémité périphérique et un chant 24 d’extrémité centrale. Chaque chant 22 d’extrémité périphérique est courbe et suit la courbure latitudinale de chaque secteur central. Chaque chant 24 d’extrémité centrale est également courbe et suit la courbure latitudinale de chaque secteur central, la portion centrale du dispositif représenté correspondant à un évidement circulaire.
Les quatre secteurs centraux du dispositif représenté aux figures 3 à 5 sont identiques et présentent les mêmes dimensions.
Le dispositif selon la première variante de réalisation comprend un support 28 auquel est fixé en un point d’un secteur central du dispositif disposé sur la face convexe opposée à la surface principale 40 concave du dispositif. Le support est formé d’une tige 28 susceptible d’être fixée à un autre élément.
Les secteurs centraux 30 peuvent être écartés ou rapprochés l’un de l’autre, par pivotement autour des charnières. Lorsque le dispositif se trouve à l’état replié, chaque secteur central est plus aplati élastiquement en flexion que le gauchissement qu’il présente à l’état déployé, de sorte que le dispositif est rappelé à l’état déployé par déformation élastique en flexion de chaque secteur central 30.
Dans le mode de réalisation représenté aux figures 3 à 5, les secteurs centraux 30 du dispositif sont formés d’un matériau composite à matrice polymère, des fibres telles que des fibres de carbone s’étendant au sein de ladite matrice polymère des secteurs centraux 30. Les fibres s’étendant au sein de la matrice polymère des secteurs centraux peuvent également s’étendre au sein des charnières 31 dont la matrice polymère est distincte et plus souple en flexion que la matrice polymère des secteurs centraux, par exemple tel que décrit dans WO 2010/034946 en ce qui concerne les matériaux formant la charnière flexible et les plaquettes rigides d’un dispositif selon WO 2010/034946.
Le matériau formant chaque secteur central peut par exemple être choisi parmi les polymères thermoplastiques : polyéthylènes, polypropylènes, polytéréphtalates d’éthylène (PET), polystyrènes, polycarbonates, polyéthers, polyéthers cétone ; ou thermodurcissables : résines polyester, résines époxy, résines phénoliques, résines polyimides, résines cyanate ester et résines de mélamine. Le matériau formant chaque secteur central peut également être choisi parmi les matériaux composites, notamment les matériaux composites à matrice polymère (thermoplastique ou thermodurcissable) au sein de laquelle s’étend au moins un renfort tel que des particules (minérales, céramiques ou encore métalliques), des tissus de fibres synthétiques (fibres de carbone, fibres de verre, fibres aramides, fibres de bore...), des fils de fibres synthétiques (fibres de polyamide, fibres de polyester, fibres de polyéthylène, chlorofibres, fibres acryliques, fibres de polypropylène, fibres de polyuréthane...), des fibres métalliques, des fibres de béryllium, des fibres céramiques, des fibres cellulosiques et leurs mélanges.
Les figures 4 et 5 illustrent différents états repliés du dispositif. Un déploiement spontané du dispositif vers l’état déployé tel que représenté en figure 3 peut être réalisé très rapidement à partir de chacun des états représentés aux figures 4 et 5. D'autres formes de pliages que celles représentées sont également envisageables.
Dans une troisième variante de réalisation selon l'invention représentée aux figures 6 à 8, un dispositif selon l’invention comprend six secteurs centraux 52 reliés entre eux par des charnières formés de liens 50, 54, 56. Chaque secteur central 52, s’étend à partir d’une portion centrale 35 en formant, dans un état déployé du dispositif, une surface principale 59 dont la forme géométrique présente un contour périphérique 6 circonscrivant lesdits secteurs centraux. Chaque secteur central 52 est relié latéralement à deux autres secteurs centraux et chaque secteur central 52 est relié à un autre secteur central par une charnière comprenant des liens 50, 54, 56, chaque charnière permettant un pivotement desdits secteurs centraux les uns par rapport aux autres.
Chaque charnière comprend au moins trois groupes de liens : les liens 50 de compression, les liens 54 de traction et les liens 56 d’alignement. Chaque lien 50 de compression est adapté pour être plaqué sur les faces des secteurs centraux disposées à l’extérieur de la charnière en position repliée. Chaque lien 54 de traction est adapté pour relier en au moins un point les faces des secteurs centraux disposées à l’intérieur de la charnière en position repliée. Chaque lien 56 d’alignement comprend deux bandes flexibles non extensibles (rigides en traction) juxtaposées fixées respectivement et alternativement entre la surface concave et la surface convexe de deux secteurs centraux adjacents.
Chacun de ces liens est formé d’une bandelette. Le matériau utilisé pour les bandelettes est choisi pour être relativement inextensible, c’est-àdire que le module d'Young du matériau est tel que l'allongement des bandelettes est négligeable par rapport à leur longueur sous l'effet des efforts appliqués. De même, ce matériau est choisi pour être suffisamment souple en flexion pour permettre le repliement et le déploiement des secteurs centraux. Ces bandelettes peuvent être fixées sur les faces des secteurs centraux par collage, boulonnage ou rivetage ou tout autre moyen de fixation.
La figure 8 est une vue schématique de dessus d’un dispositif selon l’invention dans un état déployé, c’est-à-dire du dispositif vu du côté de la face principale concave du dispositif.
Dans une quatrième variante de réalisation selon l'invention représentée aux figures 9 à 11, un dispositif selon l’invention comprend huit secteurs centraux 62 reliés entre eux par des charnières radiales 60. Chaque secteur central s’étend à partir d’une portion centrale 35. Chaque secteur central 62 est prolongé selon une direction radiale par un secteur périphérique 65, chaque secteur périphérique 65 étant relié à un secteur central 62 par une charnière périphérique 61, chaque charnière périphérique 61 s’étendant selon la direction latitudinale. Les secteurs centraux 62 et les secteurs périphériques 65 s’étendent en formant, dans un état déployé du dispositif, une surface 69 dont la forme géométrique présente un contour périphérique circonscrivant lesdits secteurs centraux 62 et lesdits secteurs périphériques 65. Chaque secteur central 62 est relié latéralement à deux autres secteurs centraux et chaque secteur central 62 est relié à un secteur périphérique 65 par une charnière 61 périphérique, chaque charnière 61 périphérique permettant un pivotement desdits secteurs périphériques 65 par rapport aux secteurs centraux 62.
Chaque charnière 61 s’étend selon une direction radiale joignant ladite portion centrale 35 à un point dudit contour périphérique de la surface 69. Chaque secteur central 62 et chaque secteur périphérique 65 sont élastique en flexion avec une forme au repos correspondant à un gauchissement de ce secteur central ou périphérique. Dans un état déployé du dispositif représenté à la figure 9, les secteurs centraux 62 et les secteurs périphériques 65 présentent un gauchissement double tel que la surface 69 est paraboloïdale. Le fait que la surface 69, et en particulier chaque secteur central, présente une double courbure signifie que chaque secteur central et chaque secteur périphérique présente une courbure radiale et une courbure latitudinale. La courbure radiale et la courbure latitudinale de la surface 69 (et de chaque secteur central et de chaque secteur périphérique) sont de même signe.
Chaque secteur périphérique 65 présente un chant d’extrémité périphérique et un chant d’extrémité centrale. Chaque chant d’extrémité périphérique est courbe et suit la courbure latitudinale de chaque secteur périphérique. Chaque chant d’extrémité centrale est également courbe et suit la courbure latitudinale de chaque secteur central, la portion centrale 35 du dispositif représenté correspondant à un évidement circulaire.
Les huit secteurs centraux 62 du dispositif représenté aux figures 9 et 10 sont identiques et présentent les mêmes dimensions.
Les secteurs centraux 62 peuvent être écartés ou rapprochés l’un de l’autre, par pivotement autour des charnières radiales 60. Lorsque le dispositif se trouve à l’état replié, chaque secteur central est plus aplati élastiquement en flexion que le gauchissement qu’il présente à l’état déployé, de sorte que le dispositif est rappelé à l’état déployé par déformation élastique en flexion de chaque secteur central 62 (et de chaque secteur périphérique 65).
Chaque secteur périphérique 65 comprend une portion principale 68 et une portion secondaire 67 reliées entre elles par une charnière secondaire 63. Pour pouvoir replier le dispositif à partir de la position déployée représentée en figure 9, les secteurs centraux 62 sont repliés en repliant alternativement une charnière radiale 60 sur deux vers l’intérieur (ou le centre) de la surface 69 concave (à l’état déployé représenté en figure 9) -en formant une charnière « interne »-, et une charnière radiale 60 sur deux restant à l’extérieur et formant une charnière « externe », et les secteurs périphériques 65 peuvent être repliés vers les faces convexes des secteurs centraux 62 par pivotement autour de charnières périphériques 61. Les portions secondaires 67, adjacentes entre elles de part et d’autre de quatre des huit charnières radiales 60, peuvent être repliées l’une par rapport à l’autre par pivotement autour des charnières radiales 60 comme on peut le voir sur les figures 10 et 11. Une position repliée (non représentée) encore plus compacte que celle représentée à la figure 11 peut également être obtenue en rapprochant d’avantage les secteurs repliés les uns des autres.
Lorsque l’on replie la couronne formée par les secteurs périphériques 65, les charnières périphériques 61, courbes en position déployée du dispositif, deviennent rectilignes. Lorsque l’on replie ensuite les secteurs centraux 62 les uns par rapport aux autres, les secteurs centraux 62 sont plus aplatis élastiquement en flexion que le gauchissement qu’ils présentent à l’état déployé.
À partir de l’état replié d’un tel dispositif, par exemple tel que représenté à la figure 11, un déploiement spontané du dispositif vers l’état déployé tel que représenté à la figure 9, via l’état partiellement replié représenté à la figure 10, peut être réalisé très rapidement, chacun des secteurs 62 et 65 étant moteurs et chacune des charnières 60, 61, 63 étant motrices en ce qu’ils sont rappelés élastiquement en flexion vers leur état de repos correspondant à leur position à l’état déployé du dispositif.
Le matériau formant chaque secteur central et chaque secteur périphérique peut également être choisi parmi les polymères thermoplastiques : polyéthylènes, polypropylènes, polytéréphtalates d’éthylène (PET), polystyrènes, polycarbonates, polyéthers, polyéthers cétone ; ou thermodurcissables : résines polyester, résines époxy, résines phénoliques, résines polyimides, résines cyanate ester et résines de mélamine. Le matériau formant chaque secteur peut également être choisi parmi les matériaux composites, notamment les matériaux composites à matrice polymère (thermoplastique ou thermodurcissable) au sein de laquelle s’étend au moins un renfort tel que des particules (minérales, céramiques ou encore métalliques), des tissus de fibres synthétiques (fibres de carbone, fibres de verre, fibres aramides, fibres de bore...), des fils de fibres synthétiques (fibres de polyamide, fibres de polyester, fibres de polyéthylène, chlorofibres, fibres acryliques, fibres de polypropylène, fibres de polyuréthane...), des fibres métalliques, des fibres de béryllium, des fibres céramiques, des fibres cellulosiques et leurs mélanges.
Dans le mode de réalisation représenté aux figures 9 et 10, les secteurs centraux 62 et les secteurs périphériques 65 du dispositif sont formés d’un matériau composite à matrice polymère, des fibres telles que des fibres de carbone s’étendant au sein de ladite matrice polymère des secteurs. Les fibres s’étendant au sein de la matrice polymère des secteurs peuvent également s’étendre au sein des charnières 60, 61, 63 dont la matrice polymère est distincte et plus souple en flexion que la matrice polymère des secteurs, par exemple tel que décrit dans WO 2010/034946 en ce qui concerne les matériaux formant la charnière flexible et les plaquettes rigides d’un dispositif selon WO 2010/034946.
Dans les variantes de réalisation représentées, chaque secteur du dispositif présente une forme paraboloïdale aux dimensions externes identiques d’un secteur à l’autre. Toutefois, il est également possible de concevoir un dispositif dont chacun des secteurs ne présenterait pas les mêmes dimensions.
Cependant, dans la variante représentée, dans laquelle les secteurs centraux et le cas échéant, les secteurs périphériques, présentent des courbures radiales et latitudinales identiques et des dimensions externes identiques, les dispositifs ainsi formés présentent un encombrement minimum en position repliée.
L’invention peut faire l’objet de nombreuses variantes et applications autres que celles décrites ci-dessus. En particulier, il va de soi que sauf indication contraire les différentes caractéristiques structurelles et fonctionnelles de chacun des modes de réalisation décrits ci-dessus ne doivent pas être considérées comme combinées et/ou étroitement et/ou inextricablement liées les unes aux autres, mais au contraire comme de simples juxtapositions. En outre, les caractéristiques structurelles et/ou fonctionnelles des différents modes de réalisation décrits ci-dessus peuvent faire l’objet en tout ou partie de toute juxtaposition différente ou de toute combinaison différente. Par exemple, un dispositif pliable/déployable comprenant six secteurs centraux reliés deux à deux entre eux par des gonds flexibles, chaque charnière radiale comportant par exemple deux ou trois gonds flexibles répartis entre la portion centrale et le contour périphérique de ladite surface principale.
Claims (17)
- REVENDICATIONS1/ - Dispositif pliable/déployable comprenant au moins quatre secteurs (4, 30, 62) centraux s’étendant chacun à partir d’une portion centrale (5, 35) et en formant, dans un état déployé dudit dispositif, une surface, dite surface principale (20, 40, 69), dont la forme géométrique présente un contour périphérique (6) circonscrivant lesdits secteurs centraux, dispositif dans lequel :chaque secteur central est relié latéralement à deux autres secteurs centraux, chaque secteur central est relié à un autre secteur central par une charnière, dite charnière radiale (10, 60), chaque charnière radiale (10) s’étendant selon une direction radiale joignant ladite portion centrale à un point dudit contour périphérique de ladite surface principale, chaque charnière radiale permettant un pivotement desdits secteurs centraux les uns par rapport aux autres, caractérisé en ce qu’à l’état déployé dudit dispositif :ladite surface principale (20, 40, 69) est une surface gauche non réglée, la forme de chaque secteur (4, 30, 62) central présente un gauchissement double tel que :o la section droite de ladite surface principale (20, 40, 69) par tout plan radial comprenant une direction radiale du dispositif est courbée selon une première courbure, dite courbure radiale (2), o la section droite de ladite surface principale (20, 40) par tout plan, dit plan latitudinal, comprenant une direction, dite direction latitudinale est courbée selon une deuxième courbure, dite courbure latitudinale (3), ladite direction latitudinale désignant toute direction passant par deux charnières radiales distinctes, o ladite courbure radiale et ladite courbure latitudinale sont de même signe, chaque secteur (4, 30, 62) central est élastique en flexion, de sorte que, dans tout état replié dudit dispositif, chaque secteur (4, 30, 62) central est plus aplati élastiquement en flexion que le gauchissement qu’il présente dans ledit état déployé, le dispositif étant rappelé à l’état déployé par déformation élastique en flexion de chaque secteur central.
- 2/ - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque charnière (10, 60, 61, 63) est une charnière flexible.
- 3/ - Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque charnière (10, 60, 61, 63) est courbe à l’état déployé dudit dispositif.
- 4/ - Dispositif selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’il existe une pluralité de plans radiaux tels que deux charnières radiales (10) s’étendent dans un même plan radial.
- 5/ - Dispositif selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’il comprend un nombre pair de secteurs (4, 30, 62) centraux.
- 6/ - Dispositif selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il comprend un nombre de secteurs (4, 30, 62) centraux inférieur ou égal à 10.
- 7/ - Dispositif selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite surface principale (20, 40, 59, 69) présente une forme générale choisie dans le groupe formé des paraboloïdes, des hyperboloïdes et des ellipsoïdes.
- 8/ - Dispositif selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite surface principale (20, 40, 69) présente un centre de symétrie.
- 9/ - Dispositif selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chaque charnière (10, 11, 31, 60, 61, 63) est formée en un matériau plus flexible que le matériau formant lesdits secteurs (4, 30).
- 10/ - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que chaque secteur (4, 30, 62) central est formé d’au moins un matériau composite comprenant au moins une armature de renfort s’étendant au sein d’au moins une matrice.
- 11/- Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que chaque charnière (31, 60, 61, 63) est formée d’au moins une couche de liaison d’une structure de renfort s’étendant en continuité et en commun entre au moins deux secteurs (4, 30, 62) centraux.
- 12/- Dispositif selon l’une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que ladite couche de liaison s’étend au sein d’une matrice formée en matériau plus souple en flexion que le matériau constituant une matrice de matériau composite formant lesdits secteurs (4, 30, 62) centraux.
- 13/- Dispositif selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lesdits secteurs (4, 30, 62) centraux et chaque charnière (10,60, 61, 63) sont formés d’un même matériau polymère, chaque charnière (10, 60,61, 63) étant une charnière film, présentant une épaisseur inférieure à l’épaisseur desdits secteurs centraux.
- 14/- Dispositif selon l’une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu’il comprend un support (25, 28) auquel est fixé au moins un secteur (4, 30, 62) central ou au moins une charnière (10, 60, 61, 63).
- 15/- Dispositif selon l’une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un matériau adapté pour réfléchir les ondes électromagnétiques, de sorte que la surface principale réfléchisse, au moins en partie, les ondes électromagnétiques.
- 16/- Dispositif selon l’une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce qu’il comprend en outre des secteurs périphériques (65), chaque secteur périphérique étant relié à un secteur central par une charnière périphérique (61), chaque charnière périphérique (61) s’étendant selon ladite direction latitudinale.
- 17/- Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que chaque secteur périphérique (65) est relié à un autre secteur périphérique par une charnière radiale (60), chaque secteur périphérique (65) comprenant une portion principale (68) et une portion secondaire (67) reliées entre elles par une charnière secondaire (63).
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