FR3117133A1 - Procédé de fabrication d’une structure gonflable et la structure gonflable obtenue par le procédé - Google Patents

Procédé de fabrication d’une structure gonflable et la structure gonflable obtenue par le procédé Download PDF

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de fabrication d’une structure gonflable (6) comprenant les opérations consistant à : (a) préparer un volume solide délimité par une surface périphérique, (b) mettre en place une structure support (2) sur au moins une partie de la surface périphérique du volume solide, (c) réaliser la liaison de différentes parties de la structure support (2) par une pluralité d’éléments filaires (3) traversant le volume solide, (d) étanchéifier la structure support (2) et la partie éventuelle de la surface périphérique du volume solide non recouverte par la structure support (2), (e) introduire un fluide de remplissage dans le volume interne (51) de la structure gonflable (6). Figure pour l’abrégé : Figure 8

Description

Procédé de fabrication d’une structure gonflable et la structure gonflable obtenue par le procédé
Domaine technique de l'invention
La présente invention concerne le domaine technique des structures gonflables.
Elle concerne plus particulièrement un procédé de fabrication d’une structure gonflable, ainsi que la structure gonflable obtenue par le procédé.
Etat de la technique
Les structures gonflables sont utilisées dans de nombreux domaines pour la réalisation d’objet divers esthétiques ou utilitaires, par exemple dans les domaines du sport, de l’architecture ou de l’ameublement.
Cependant, d’une manière générale, les typologies de formes réalisables sont limitées par la tendance des enveloppes souples à se déformer et à prendre une forme synclastique (c'est à dire bombée ou convexe), lorsqu’elles sont mise sous pression par un fluide.
En outre, la pression admissible par une enveloppe flexible mise sous pression est limitée par la capacité de résistance des matériaux constitutifs de l'enveloppe, en fonction de son volume, de la pression et du type de fluide utilisé.
Pour renforcer les structures gonflables et permettre la génération d’une plus grande pluralité de formes, il est connu, notamment des documents FR-2 926 821, US-818321 ou encore WO-2013034864, de réaliser des cloisonnements ou des systèmes de capitonnage à l’intérieur de la structure gonflable.
Cependant, les techniques nécessaires à la mise en œuvre de ces réalisations sont complexes. De plus dans les structures gonflables obtenues, les zones non retenues directement par les fixations des cloisonnements ou des capitons conservent la tendance à la déformation synclastique.
Présentation de l'invention
Afin de remédier aux inconvénients précités de l’état de la technique, la présente invention propose un procédé de fabrication d’une structure gonflable comprenant une enveloppe étanche délimitant un volume interne destiné à être rempli par un fluide de remplissage sous pression, laquelle enveloppe étanche comprend des moyens adaptés pour le remplissage et la vidange du fluide de remplissage,
caractérisé par le fait qu’il comprend les opérations suivantes :
(a) préparation d’un volume solide délimité par une surface périphérique,
(b) mise en place d'une structure support sur au moins une partie de la surface périphérique dudit volume solide,
(c) liaison de différentes parties de ladite structure support par une pluralité d’éléments filaires traversant ledit volume solide,
(d) étanchéification de la structure support et de la partie éventuelle de la surface périphérique dudit volume solide non recouverte par la structure support,
(e) introduction dudit fluide de remplissage dans ledit volume interne.
Le procédé comprend de avantageusement une opération (f) de décomposition dudit volume solide et une opération (g) d’extraction dudit volume solide décomposé hors dudit volume interne, après l’opération (c) de liaison de différentes parties de ladite structure support par un pluralité d’éléments filaires traversant ledit volume solide, ou après l’opération d’étanchéification (d).
Après la décomposition du volume solide provisoire et extraction de ce volume solide décomposé, il devient possible de gonfler le volume interne devenu vide (à l'exception du réseau d’éléments filaires), en conservant, grâce à la tension dans le réseau de fils, plus ou moins la forme initiale du volume solide provisoire, et sous une pression relativement importante, une grande partie des forces étant transférées de l'enveloppe mise sous pression vers le réseau d’éléments filaires.
Les éléments filaires peuvent être précisément répartis, à volonté, et la structure gonflable ainsi obtenue peut admettre des pressions de gonflage importantes, selon la densité choisie du réseau.
La structure gonflable peut être dégonflée et pliée pour en faciliter le rangement, le conditionnement ou le transport.
Ces opérations de gonflage et de dégonflage peuvent être réalisées un grand nombre de fois.
A noter que le volume solide peut être conservé à l’intérieur de la structure gonflable si sa nature autorise l’introduction du fluide de remplissage dans le volume interne malgré sa présence et si son poids ne pose pas de problème dans la mise en œuvre ultérieure et l’utilisation.
Le procédé de fabrication conforme à l’invention permet l'obtention de structures gonflables de toutes formes, synclastiques, anticlastiques ou variables, par - la formation d'un réseau d’éléments filaires traversant un volume solide provisoire, permettant de relier entre elles différentes parties d'une structure support conformée sur le volume solide (de préférence provisoire), - l’étanchéification de cette structure support, - éventuellement la décomposition du volume solide provisoire, puis le remplacement du volume solide provisoire décomposé par un fluide mis sous pression.
D’autres caractéristiques non limitatives et avantageuses du procédé conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :
- selon un mode de réalisation possible, le procédé peut consister à utiliser un volume solide en un matériau décomposable par contact avec un produit chimique de décomposition adapté, l’opération (f) de décomposition dudit volume solide étant réalisée par contact de ce dernier avec ledit produit chimique de décomposition ;
alors, on peut par exemple utiliser un volume solide en matériau de type polystyrène et un produit chimique de décomposition de type acétone ;
- selon un autre mode de réalisation, le procédé peut consister à utiliser un volume solide en un matériau décomposable par la chaleur, l’opération (f) de décomposition dudit volume solide étant réalisée par contact de ce dernier avec une source de chaleur ;
- selon encore une autre possibilité, le procédé peut consister à utiliser un volume solide en un matériau décomposable par la combinaison d'au moins deux techniques de décomposition, et sous diverses conditions de pression ;
- la structure support peut consister en une enveloppe intermédiaire délimitée par une surface externe d’enveloppe intermédiaire et par une surface interne d’enveloppe intermédiaire, laquelle enveloppe intermédiaire a une forme générale identique ou quasiment identique à celle de la surface périphérique dudit volume solide et recouvre l’intégralité de la surface périphérique dudit volume solide ;
- l’opération (c) de liaison de différentes parties de ladite structure support par une pluralité d’éléments filaires traversant ledit volume solide peut consister à utiliser au moins un organe filaire souple et à réaliser une pluralité de passages successifs dudit au moins un organe filaire souple au travers dudit volume solide et de ladite structure support associée, à la manière d’une opération de couture ;
- l’opération (c) de liaison de différentes parties de ladite structure support par une pluralité d’éléments filaires traversant ledit volume solide peut consister à utiliser une pluralité d’éléments filaires souples ou rigides et à relier différentes parties de ladite structure support par lesdits éléments filaires souples ou rigides, à la manière d’une opération de capitonnage ;
- l’opération d’étanchéification (d) peut consister à recouvrir la structure support et la partie éventuelle de la surface périphérique du volume solide non recouverte par la structure support, par une enveloppe étanche, laquelle enveloppe étanche est réalisée en une partie préparée à l’avance, ou en plusieurs parties préparées à l’avance et assemblées de manière étanche sur ladite structure support et ledit volume solide ;
- le procédé comprend de préférence une opération de solidarisation entre ladite enveloppe étanche, d’une part, et la structure support, ainsi que la partie éventuelle de la surface périphérique dudit volume solide non recouverte par la structure support, d’autre part ;
- l’opération d’étanchéification (d) peut consister à utiliser un produit d’enduction liquide, semi-liquide ou pâteux, pour réaliser une enveloppe périphérique ou des zones locales d’étanchéité, lequel produit d’enduction est adapté pour se transformer, par exemple par polymérisation, en un matériau étanche flexible.
La présente invention concerne encore une structure gonflable obtenue par le procédé de fabrication défini ci-dessus, cette structure gonflable comprenant au moins une structure support dont différentes parties sont reliées à distance par une pluralité d’éléments filaires, et une enveloppe étanche qui recouvre ladite au moins une structure support et ladite pluralité d’éléments filaires, laquelle enveloppe étanche délimite un volume interne destiné à être rempli par un fluide de remplissage sous pression et comprend des moyens adaptés pour le remplissage et la vidange dudit fluide de remplissage.
L’enveloppe étanche peut être solidarisée par des moyens de solidarisation avec la structure support.
La structure support peut consister en une enveloppe intermédiaire délimitée par une surface externe d’enveloppe intermédiaire et par une surface interne d’enveloppe intermédiaire, laquelle enveloppe intermédiaire a une forme générale identique ou quasiment identique à celle de ladite enveloppe étanche, et la surface externe d’enveloppe intermédiaire étant solidarisée avec la surface interne de l’enveloppe étanche.
L’invention concerne également une structure gonflable obtenue par le procédé de fabrication défini ci-dessus, cette structure gonflable comprenant au moins une structure support réalisée en un matériau étanche, dont différentes parties sont reliées à distance par un pluralité d’éléments filaires, et des moyens d’étanchéification prévus sur les zones de liaison desdits éléments filaires avec ladite structure support, laquelle structure support, avec lesdits moyens d’étanchéification, délimite un volume interne destiné à être rempli par un fluide de remplissage sous pression et comprend des moyens adaptés pour le remplissage et la vidange dudit fluide de remplissage.
Certains au moins desdits élément filaires peuvent être obtenus par des passages successifs d’au moins un organe filaire souple au travers de ladite structure support, à la manière d’une couture.
La structure gonflable peut comprendre une pluralité de structures support dont certaines parties sont reliées à distance par une pluralité d’éléments filaires, lesquelles structures supports sont juxtaposées et recouvertes par une enveloppe étanche unique.
L’invention concerne également un ensemble gonflable comprenant une pluralité de structures gonflables telles que définies ci-dessus, juxtaposées et recouvertes par une carapace externe.
Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.
Description détaillée de l'invention
De plus, diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description annexée effectuée en référence aux dessins qui illustrent des formes, non limitatives, de réalisation de l'invention et où :
est une vue schématique en coupe d’un volume solide adapté pour la fabrication d’une structure gonflable conforme à l’invention ;
est une vue schématique qui montre le volume solide de la recouvert d’une structure support ;
est une vue schématique qui illustre, partant de la , la liaison de différentes parties de la structure support par un pluralité d’éléments filaires traversant le volume solide ;
est une vue schématique détaillant l’opération de liaison de la ;
est une vue schématique qui montre, partant de la , le recouvrement du volume solide et de la structure support par une enveloppe étanche ;
est une vue schématique qui illustre l’opération de décomposition du volume solide et d’extraction du volume solide décomposé hors du volume interne de la structure gonflable ;
est une vue schématique qui illustre l’opération de mise sous pression de la structure gonflable par un fluide de remplissage sous pression ;
est une vue schématique qui illustre la structure gonflable de la mise sous pression par le fluide de remplissage ;
est une vue schématique en perspective partiellement coupée, qui illustre une variante de réalisation d’une structure gonflable conforme à l’invention ;
est une vue schématique en perspective d’un volume solide adapté pour l’obtention de la structure gonflable illustrée sur la ;
est une vue schématique en coupe qui illustre une autre forme de réalisation possible d’une structure gonflable selon l’invention ;
est une vue schématique en coupe qui illustre encore une autre forme de réalisation possible d’une structure gonflable selon l’invention ;
est une vue schématique et partielle, qui illustre encore une autre forme de réalisation possible d’une structure gonflable selon l’invention.
Il est à noter que, sur ces figures, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différentes variantes peuvent présenter les mêmes références.
Les figures 1 à 8 illustrent un procédé de fabrication d’une structure gonflable conforme à l’invention qui consiste :
- à préparer un volume solide délimité par une surface périphérique,
- à mettre en place une structure support la surface périphérique dudit volume solide,
- à relier différentes parties de ladite structure support par un pluralité d’éléments filaires traversant ledit volume solide,
- à décomposer ledit volume solide,
- à extraire ledit volume solide décomposé hors dudit volume interne,
- à recouvrir la structure support par une enveloppe étanche, et
- à introduire un fluide de remplissage dans le volume interne de la structure gonflable.
1 - Etape/opération de préparation du volume solide ( ) :
Cette opération consiste à générer un volume solide 1, rigide ou semi-rigide, dont le contour est délimité par une surface périphérique 11.
La forme générale de la surface périphérique 11 du volume solide 1 correspond à la forme définitive de la structure gonflable que l’on souhaite obtenir, ou est proche de cette forme définitive.
Ce volume solide 1 peut être obtenu par exemple par un usinage en 3 dimensions, par sculpture ou par agrégation de différents éléments.
Le matériau utilisé pour réaliser le volume solide 1 est choisi parmi les matériaux aptes à être perforés, pour sa perforation ultérieure par des éléments filaires.
En particulier, le matériau du volume solide 1 est apte à être perforé, manuellement ou mécaniquement, directement par un ou des éléments filaires, ou au moyen d’une ou de plusieurs aiguilles ou similaire associée(s) aux éléments filaires.
Le corps de ce volume solide 1 est de préférence provisoire ; il est destiné à être décomposé par une opération ultérieure de destruction/décomposition.
Le matériau constitutif du volume solide est de préférence un matériau à faible densité (par exemple un matériau dont la densité est inférieure à 60Kg/m3).
Le matériau constitutif du volume solide 1 peut être du polystyrène (PSE), ou encore du polyuréthane, du polyamide, ou tout autre polymère facilement soluble dans un solvant.
2/ Etape/opération de mise en place d’une structure support sur au moins une partie de la surface périphérique du volume solide ( ) :
Cette étape consiste ici à rapporter ou conformer sur au moins une partie de la surface périphérique 11 du volume solide 1, une structure support 2, dont différentes parties sont destinées à être reliées par des éléments filaires traversant ledit volume solide 1.
La structure support 2 peut se présenter en un élément ou en plusieurs éléments. Elle comprend une surface interne 21 destinée à venir en contact avec la surface périphérique 11 du volume solide 1, et une surface externe 22 opposée.
La structure support 2 peut recouvrir une partie seulement de la surface périphérique 11 du volume solide 1, mais, de préférence, elle recouvre l’intégralité de la surface périphérique 11 du volume solide 1.
Plus particulièrement la structure support 2 consiste ici en une enveloppe intermédiaire 2 délimitée par une surface interne d’enveloppe intermédiaire 21 et par une surface externe d’enveloppe intermédiaire 22 ; et cette enveloppe intermédiaire 2 a une forme générale identique ou quasiment identique à celle de la surface périphérique 11 du volume solide 1 et recouvre l’intégralité de cette surface périphérique 11. Cette structure support en forme d'enveloppe intermédiaire 2 peut par exemple être mise en patrons selon la forme de la surface périphérique 11 du volume solide 1 ; elle peut aussi être réalisée en matériau(x) conformable(s) à chaud ou à froid.
Cette enveloppe intermédiaire 2 peut être composée d'une ou de plusieurs couches de matériaux flexibles ou semi-rigides, de préférence avec une faible élongation.
Le matériau doit pouvoir être perforé ou percé pour permettre le passage des éléments filaires. Il peut être étanche ou non étanche.
Il est possible d’utiliser des membranes, des tissus, des toiles, des films ou des fibres, composites ou non, par exemple en aramide, en kevlar, en fluoropolymère (ETFE, PTFE...), en verre, en carbone, en PVC, en polyester, en silicone, en résille de métal, en PU, TPU etc...
A titre de variantes la structure support peut être constituée d’un ou de plusieurs profilés, ou d’une ou de plusieurs plaques, en matériau rigide, semi-rigide ou souple, comprenant éventuellement des orifices préformés pour le passage des éléments filaires.
A ce stade, la structure support 2 peut être équipée d’une ou de plusieurs valves 23 adaptée(s) pour le remplissage et la vidange du volume intérieur de la structure gonflable par un fluide de remplissage adapté. La ou les valves 23 seront solidarisées de manière étanche avec l’enveloppe étanche de la structure gonflable dans la suite du process de fabrication.
3/ Etape/opération de liaison de différentes parties de la structure support par une pluralité d’éléments filaires traversant le volume solide (figures 3 et 4) :
Cette opération consiste à relier, par couture ou capitonnage, différentes parties de la structure support 2, cela au travers du volume solide 1, au moyen d’une pluralité d’éléments filaires 3.
Le but de l’opération de couture ou de capitonnage est de générer un réseau de fils ou de liens permettant de figer plus ou moins la forme de la structure support 2 quand elle sera ultérieurement mise sous pression par le fluide de remplissage.
Les éléments filaires 3 peuvent être disposés dans toutes les directions et selon des densités variables au sein de la même structure gonflable.
Les éléments filaires 3 peuvent être disposés parallèlement les uns par rapport aux autres, ou non parallèlement les uns par rapport aux autres. Certains groupes d’éléments filaires peuvent s’étendre parallèlement les uns par rapport aux autres dans une direction, et un ou d’autres groupes d’éléments filaires peuvent s’étendre parallèlement les uns par rapport aux autres dans une autre ou dans d’autres directions.
Chaque élément filaire 3 du réseau doit conserver plus ou moins la même dimension après la mise sous pression de la structure gonflable par un fluide de remplissage.
Pour constituer les éléments filaires 3 on peut utiliser tout type de fil, câble, tresse, lien, rivet, vis ou attache, de préférence flexible et avec une élongation relativement faible et non dégradable par le processus de décomposition du volume solide provisoire.
Par exemple on peut utiliser des fils en nylon, en polyester, en polyéthylène, en polyamide, en polypropylène, en polyéthylène, en PTFE, en kevlar, en aramide, en carbone, en métal etc...
Tel que représenté schématiquement sur la , l’opération de couture consiste à utiliser un organe filaire souple 4 et à réaliser une pluralité de passages successifs de cet organe filaire souple 4 au travers du volume solide 1 et de la structure support 2 associée, pour obtenir une pluralité d’éléments filaires 3.
Les éléments filaires 3 sont assemblés entre eux par des tronçons d’organe filaire 41 en appui contre la surface externe d’enveloppe intermédiaire 22.
Un seul ou plusieurs organes filaires 4 peut/peuvent être utilisé(s) pour constituer le réseau d’éléments filaires recherché. Les extrémités des organes filaires 4 sont solidarisées avec la structure support 2 par tout moyen approprié.
L’opération de capitonnage (non représentée) consiste à utiliser une pluralité d’éléments filaires unitaires, souples, semi-rigides ou rigides, qui traversent le volume solide 1 et dont les deux extrémités sont solidarisées avec la structure support 2 par tout moyen approprié.
Les positionnements, nombre et répartition des éléments filaires 3 sont adaptés selon la structure gonflable concernée, en particulier en fonction de la résistance et de l’esthétique recherchées.
4/ Etape/opération de recouvrement, par une enveloppe étanche, de la structure support et de la partie éventuelle de la surface périphérique du volume solide non recouverte par la structure support ( ) :
Cette opération consiste à assurer l’étanchéité de la structure, pour qu'elle puisse être mise sous pression par un fluide de remplissage.
L’enveloppe étanche 5 est délimitée par une surface interne d’enveloppe étanche située en regard de la structure support 2 et du volume solide 1, et par une surface externe d’enveloppe étanche, opposée.
La surface interne d’enveloppe étanche délimite le volume interne 51 de la structure gonflable.
Cette enveloppe étanche 5 a de préférence la même forme que la surface périphérique 11 du volume solide 1. ; elle est conformée sur celui-ci, par-dessus la structure support 2.
L’enveloppe étanche 5 peut être mise en patrons et réalisée à partir de plusieurs parties/panneaux d’enveloppe étanche préparés à l’avance et assemblés de manière étanche directement sur la structure support 2 et le volume solide 1.
De préférence, la surface interne de l’enveloppe étanche 5 est alors solidarisée avec la structure support 2 et éventuellement avec la surface périphérique du volume solide 1 non recouverte par la structure support 2. Cette solidarisation est réalisée par tout moyen approprié, en particulier par collage au moyen d’une colle adaptée, ou par soudage.
En variante, l’enveloppe étanche 5 peut être crée sur la structure support 2 et sur la partie éventuelle de la surface périphérique 11 du volume solide 1 non recouverte par la structure support 1, au moyen d’un produit d’enduction liquide, semi-liquide ou pâteux, conformable à chaud ou à froid et adapté pour se transformer, par exemple par polymérisation, en un revêtement étanche flexible.
L’enveloppe étanche 5 peut être composée d'une ou plusieurs couches de matériaux étanches, flexibles ou semi-rigides. Elle peut être recouverte d'une carapace de protection.
Si elle est rapportée et collée ou soudée sur la structure support 2, l'enveloppe étanche 5 peut être constituée d'une ou plusieurs couches ou épaisseurs de matériaux étanches flexibles ou semi-rigides. Il est possible d’utiliser des films ou des membranes, composites ou non, par exemple en aramide, en kevlar, en fluoropolymère (ETFE, PTFE...), en fibre de verre, en carbone, en PVC, en polyester, en silicone, en PU, TPU, EVA, des feuilles de métal etc...
Si elle est réalisée par ajout d'une couche enduite ou de peinture sur la structure support 2, l'enveloppe étanche 5 peut être obtenue par exemple par enduction d'une couche polyuréthane, PVC, silicone, ou autre polymère.
Comme précisé auparavant, la ou les valves 23 de gonflage/vidange sont solidarisées de manière étanche avec l’enveloppe étanche 5.
Dans une variante de réalisation la ou les valves 23 de gonflage/vidange de la structure gonflable peuvent être rapportées et fixées sur l’enveloppe étanche uniquement à ce stade du process de fabrication.
5/ Etape/opération de décomposition du volume solide et étape/opération d’extraction du volume solide décomposé hors du volume interne de la structure gonflable ( ) :
Ces deux étapes (optionnelles mais néanmoins préférées) ont pour but de supprimer en tout ou partie le volume solide 1 pour que son encombrement puisse être remplacé par un fluide de remplissage sous pression.
Le matériau constitutif du volume solide 1 doit être prévu destructible/décomposable par un produit chimique de décomposition adapté ou par un moyen physique adapté.
Par exemple un volume solide 1 réalisé en polystyrène peut être décomposé/dissout par un produit chimique de décomposition tel que l’acétone.
Une autre possibilité consiste à utiliser un volume solide 1 en un matériau décomposable par la chaleur, l’opération de décomposition dudit volume solide 1 étant réalisée par contact avec une source de chaleur.
Comme illustré sur la , l’extraction du volume solide détruit/décomposé hors du volume interne de la structure gonflable peut être réalisé par la ou les valves 23 servant au gonflage/dégonflage de la structure gonflable.
Il est également possible de prévoir une ou plusieurs trappes d'accès au volume intérieur, spécifiquement dédiée(s) à cette extraction.
On obtient la structure gonflable 6 intégrant un réseau d’éléments filaires 3, prête à être mise sous pression par un fluide de remplissage.
Sur la on a illustré le contenant C de récupération d’au moins une partie des restes du volume solide décomposé.
6/ Etape/opération de mise sous pression de la structure gonflable par un fluide de remplissage sous pression ( ) :
La mise sous pression de la structure gonflable 6 peut être réalisée au moyen de différents gaz ou liquides. Il est par exemple possible d'utiliser de l'air, de l'eau, de l'huile, de l'hélium, de l’argon, du krypton, du xénon etc...
Comme illustré sur la on peut utiliser un compresseur D pour gonfler la structure gonflable 6 avec de l’air par l’intermédiaire de la valve 23.
On obtient la structure gonflable 6 par exemple illustrée sur la , dont le volume interne 51 est rempli de fluide sous pression.
Sur cette on remarque la structure support 2 et l’enveloppe étanche 5 mises en forme par le fluide de remplissage et le réseau d’éléments filaires 3.
Ici, les extrémités latérales 61 de la structure gonflable 6, dépourvues d’éléments filaires 3 de maintien, comprennent des surfaces synclastiques (bombées convexes vues de l’extérieur).
La solidité, la résistance, la déformabilité et la raideur de la structure gonflable obtenue sont fonction notamment de la typologie des matériaux (enveloppes, éléments filaires) et des fluides utilisés, ainsi que du volume, de la forme de la structure et de la pression interne.
Encore à titre d’exemple, on a représenté sur la une variante de réalisation d’une structure gonflable 6, réalisée à partir d’un volume solide 1 tel qu’illustré sur la .
La structure gonflable 6 de la comprend une enveloppe étanche 5 solidarisée avec une enveloppe support 2 associée à un réseau d’éléments filaires 3.
Le volume interne 51 de cette structure gonflable 6 est rempli par un fluide sous pression après décomposition du volume solide 1 provisoire.
Pour l’ensemble de modes de réalisation, dans une variante de mise en œuvre de l’invention, la pose de l'enveloppe étanche 5 peut être opérée après l’étape de décomposition du volume solide 1 provisoire.
Encore à titre de variante, le volume solide 1 peut ne pas être provisoire, mais être conservé et constitutif de la structure gonflable finale. Dans ce cas, le matériau constitutif du volume solide 1 sera de préférence choisi de faible densité, avec la capacité de na pas gêner (ou de ne pas trop gêner) la mise en pression du fluide de remplissage.
Bien qu'il soit possible d'obtenir presque n'importe quelle forme de structure gonflable par le procédé selon la présente invention, il peut être souhaitable pour des questions techniques, par exemple liées aux dimensions, aux limites de l'outil de production, à des problématiques de transport ou de mise en œuvre, à des questions de sécurité, de redondance, d'articulation, de rapportage sur dans ou à travers des éléments externes etc..., de jumeler ou de fixer entre eux ou à des éléments externes, différents volumes, compartiments ou panneaux issus du procédé de fabrication défini par la présente invention, par exemple par soudage ou par collage, par des fixations mécaniques, par des liens articulés, par des profils d’assemblage etc...
Par exemple, tel qu’illustré sur la , il est possible de fixer entre eux, par exemple par couture, collage soudage ou autre, différents volumes préalablement réalisés par couture d'une structure support (en forme d’enveloppe primaire) à travers un volume solide provisoire (comme décrit à l'étape 3 du procédé - voir figures 3 et 4). La structure ainsi créé peut ensuite être étanchéifiée par une enveloppe étanche 5 externe périphérique, selon la technique décrite à l'étape 4 ci-dessus du process de fabrication.
Les différents sous-volumes réalisés par couture des structures supports 2 à travers leur volume solide temporaire dédié, créent alors un volume unique, compartimenté, qui est enfermé à l'intérieur de l’enveloppe étanche 5.
Une telle structure gonflable 6 comprend un unique volume gonflable interne 51 et peut comprendre une seule valve 23 de gonflage/vidange.
Une autre possibilité, illustrée schématiquement sur la , consiste à réaliser plusieurs structures gonflables 6 comprenant chacune une structure support 2, un réseau de fils 3 et une enveloppe étanche 5 équipée d’au moins une valve 23, et à placer ces différentes structures gonflables 6 à l’intérieur d’une carapace externe 7.
La carapace externe 7 peut se présenter sous toute forme : enveloppe, étanche ou non (par exemple un tissu en fibres de kevlar, enduit ou non), maille ou treillis souple ou semi-rigide (par exemple un filet métallique).
L’ensemble gonflable 8 ainsi obtenu comprend une pluralité de chambres pneumatiques distinctes, chacune mise sous pression par un ou plusieurs fluides.
Encore à titre de variante, tel qu’illustré sur la , la structure support 2 peut être prévue en forme d’enveloppe étanche, et après l’opération de liaison par couture ou capitonnage d’éléments filaires 3 (étape 3 ci-dessus du procédé de fabrication), on réalise l’étanchéité de la structure gonflable 6, par des moyens d’étanchéification 9, uniquement dans les zones de la structure support 2 où l’étanchéité a été dégradée (c’est-à-dire au niveau des zones de couture ou de capitonnage).
Par exemple les moyens d’étanchéification 9 consistent en un matériau préformé en plaque ou film, collé ou soudé ; ils peuvent aussi consister en une peinture adaptée ou une enduction d'une couche polyuréthane, PVC, silicone, ou autre.
La présente invention peut trouver des applications dans de nombreux domaines techniques, par exemple :
Aéronautique, aérospatiale : pour la réalisation d’ailes, de fuselages, de pièces structurelles...
Nautisme : pour la réalisation de coques, de planches de loisirs...
Transport terrestre : pour la réalisation de pneumatiques, carrosseries, enveloppes...
Energie : pour la réalisation d’ailes d’éoliennes,
Bâtiment : pour la réalisation d’enveloppes, de couvertures de murs, poutres...
Événementiel, humanitaire : pour la réalisation d’abris temporaires, de structures démontables...
Art : pour la réalisation de formes artistiques…
Protection : pour la réalisation de pare chocs, de casques...
Industrie : pour la réalisation de systèmes de levage, d'amortissement d'isolation, de moulage, de guidage...
Médical : pour la réalisation de structures anatomiques, de prothèses, sièges...

Claims (18)

  1. Procédé de fabrication d’une structure gonflable (6) comprenant une enveloppe étanche (5 ; 2, 9) délimitant un volume interne (51) destiné à être rempli par un fluide de remplissage sous pression, laquelle enveloppe étanche (5 ; 2, 9) comprend des moyens (23) adaptés pour le remplissage et la vidange dudit fluide de remplissage,
    caractérisé en ce qu’il comprend les opérations suivantes :
    (a) préparation d’un volume solide (1) délimité par une surface périphérique (11),
    (b) mise en place d'une structure support (2) sur au moins une partie de la surface périphérique (11) dudit volume solide (1),
    (c) liaison de différentes parties de ladite structure support (2) par une pluralité d’éléments filaires (3) traversant ledit volume solide (1),
    (d) étanchéification de la structure support (2) et de la partie éventuelle de la surface périphérique (11) dudit volume solide (1) non recouverte par la structure support (2),
    (e) introduction dudit fluide de remplissage dans ledit volume interne (51).
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend une opération (f) de décomposition dudit volume solide (1) et une opération (g) d’extraction dudit volume solide (1) décomposé hors dudit volume interne (51), après l’opération (c) de liaison de différentes parties de ladite structure support (2) par une pluralité d’éléments filaires (3) traversant ledit volume solide (1), ou après l’opération d’étanchéification (d).
  3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu’il consiste à utiliser un volume solide (1) en un matériau décomposable par contact avec un produit chimique de décomposition adapté, l’opération (f) de décomposition dudit volume solide (1) étant réalisée par contact de ce dernier avec ledit produit chimique de décomposition.
  4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu’il consiste à utiliser un volume solide (1) de type polystyrène et un produit chimique de décomposition de type acétone.
  5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu’il consiste à utiliser un volume solide (1) en un matériau décomposable par la chaleur, l’opération (f) de décomposition dudit volume solide (1) étant réalisée par contact de ce dernier avec une source de chaleur.
  6. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite structure support (2) consiste en une enveloppe intermédiaire délimitée par une surface externe d’enveloppe intermédiaire (22) et par une surface interne d’enveloppe intermédiaire (21), laquelle enveloppe intermédiaire (2) a une forme générale identique ou quasiment identique à celle de la surface périphérique (11) dudit volume solide (1) et recouvre l’intégralité de la surface périphérique (11) dudit volume solide (1).
  7. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l’opération (c) de liaison de différentes parties de ladite structure support (2) par une pluralité d’éléments filaires (3) traversant ledit volume solide (1) consiste à utiliser au moins un organe filaire (3) souple et à réaliser une pluralité de passages successifs dudit au moins un organe filaire (3) souple au travers dudit volume solide (1) et de ladite structure support (2) associée, à la manière d’une opération de couture.
  8. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l’opération (c) de liaison de différentes parties de ladite structure support (2) par une pluralité d’éléments filaires (3) traversant ledit volume solide (1) consiste à utiliser une pluralité d’éléments filaires (3) souples ou rigides et à relier différentes parties de ladite structure support (2) par lesdits éléments filaires (3) souples ou rigides à la manière d’une opération de capitonnage.
  9. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l’opération d’étanchéification (d) consiste à recouvrir la structure support (2) et la partie éventuelle de la surface périphérique du volume solide (1) non recouverte par la structure support (2), par une enveloppe étanche (5), laquelle enveloppe étanche (5) est réalisée en une partie préparée à l’avance, ou en plusieurs parties préparées à l’avance et assemblées de manière étanche sur ladite structure support (2) et ledit volume solide (1).
  10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’il comprend une opération de solidarisation entre ladite enveloppe étanche (5), d’une part, et la structure support (2), ainsi que de la partie éventuelle de la surface périphérique (11) dudit volume solide (1) non recouverte par la structure support (2), d’autre part.
  11. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l’opération d’étanchéification (d) consiste à utiliser un produit d’enduction liquide, semi-liquide ou pâteux, pour réaliser une enveloppe périphérique (5) ou des zones locales d’étanchéité (9), lequel produit d’enduction est adapté pour se transformer, par exemple par polymérisation, en un matériau étanche flexible.
  12. Structure gonflable (6) obtenue par le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce qu’elle comprend au moins une structure support (2) dont différentes parties sont reliées à distance par un pluralité d’éléments filaires (3), et une enveloppe étanche (5) qui recouvre ladite au moins une structure support (2) et ladite pluralité d’éléments filaires (3), laquelle enveloppe étanche (5) délimite un volume interne (51) destiné à être rempli par un fluide de remplissage sous pression et comprend des moyens (23) adaptés pour le remplissage et la vidange dudit fluide de remplissage.
  13. Structure gonflable (6) selon la revendication 12, caractérisée en ce que ladite enveloppe étanche (5) est solidarisée par des moyens de solidarisation avec ladite structure support (2).
  14. Structure gonflable (6) selon l’une quelconque des revendications 12 ou 13, caractérisée en ce que ladite structure support (2) consiste en une enveloppe intermédiaire délimitée par une surface externe d’enveloppe intermédiaire (22) et par une surface interne d’enveloppe intermédiaire (21), laquelle enveloppe intermédiaire (2) a une forme générale identique ou quasiment identique à celle de ladite enveloppe étanche, (5) et ladite surface externe d’enveloppe intermédiaire (22) étant solidarisée avec la surface interne de ladite enveloppe étanche (5).
  15. Structure gonflable (6) obtenue par le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce qu’elle comprend au moins une structure support (2) réalisée en un matériau étanche, dont différentes parties sont reliées à distance par un pluralité d’éléments filaires (3), et des moyens d’étanchéification (9) prévus sur les zones de liaison desdits éléments filaires (3) avec ladite structure support (2), laquelle structure support (2), avec lesdits moyens d’étanchéification (9), délimite un volume interne (51) destiné à être rempli par un fluide de remplissage sous pression et comprend des moyens (23) adaptés pour le remplissage et la vidange dudit fluide de remplissage.
  16. Structure gonflable (6) selon l’une quelconque des revendications 12 à 15, caractérisée en ce que certains au moins desdits élément filaires (3) sont obtenus par des passages successifs d’au moins un organe filaire souple (4) au travers de ladite structure support (2), à la manière d’une couture.
  17. Structure gonflable (6) selon l’une quelconque des revendications 12 à 16, caractérisée en ce qu’elle comprend une pluralité de structures support (2) dont certaines parties sont reliées à distance par une pluralité d’éléments filaires (3), lesquelles structures supports (2) sont juxtaposées et recouvertes par une enveloppe étanche unique (5).
  18. Ensemble gonflable (8) comprenant une pluralité de structures gonflables (6) selon l’une quelconque des revendications 12 à 17, lesquelles structures gonflables (6) sont juxtaposées et recouvertes par une carapace externe (7).
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