ENSEMBLE D'ELEMENTS DECORATIFS POLYGONAUX PLATS POUR LA REALISATION D'UN PAVAGE A JOINTS REGULIERS
La présente invention concerne un ensemble d'éléments décoratifs polygonaux plats pour la réalisation d'un pavage à joints réguliers sur une surface globalement plane, ainsi qu'un procédé pour la pose desdits éléments décoratifs et son dispositif de mise en œuvre. Il est bien connu de réaliser des mosaïques, qui représentent habituellement un dessin établi préalablement, en assemblant des éléments décoratifs appelés tesselles obtenus par la fragmentation d'un carreau, lesdits tesselles étant assemblés de sorte que le pavage réalisé soit irrégulier et désordonné. Ainsi, la réalisation d'une mosaïque consiste à sélectionner des éléments correspondant au coloris du dessin à réaliser, puis de fragmenter les éléments pour former des tesselles ayant sensiblement les mêmes formes que celles figurant sur le dessin projeté sur le sol et finalement de coller les tesselles sur le sol par un liant tel que du mortier, de la colle ou similaire pour reproduire le dessin. Les mosaïques présentent, ainsi, l'inconvénient de nécessiter un temps important pour la réalisation des joints entre deux tesselles adjacentes irréguliers. On connaît bien, par ailleurs, le pavage dit de Penrose constitué d'éléments polygonaux plats permettant de réaliser des pavages non répétitifs, qui est décrit dans le brevet américain US 4.133.152 concernant un ensemble de tesselles pour couvrir une surface. L'ensemble de tesselles est constitué d'éléments décoratifs polygonaux plats constitués de pièces quadrilatérales telles que des paires de losanges dont le rapport des surfaces des éléments constituant la paire est égale au nombre d'or φ, c'est-à- dire i+Vs afin de réaliser des pavages non répétitifs en 2 joignant deux à deux lesdits éléments sans interstices. Ce type d'élément décoratif présente l'inconvénient de ne permettre que la réalisation de pavages non répétitifs sans joints entre deux pièces adjacentes.
Afin de paver le plan avec des éléments décoratifs polygonaux à n côté de telle sorte que l'espace, appelé joint, séparant deux éléments décoratifs adjacents soit constant et régulier, l'Homme du Métier sait bien que lesdits éléments décoratifs doivent présenter des angles aux sommets divisant 360°, c'est-à-dire que le nombre n-2 divise le nombre 2n, n étant le nombre de côtés du polygone. Le pavage ainsi obtenu par l'assemblage de tels éléments décoratifs polygonaux est régulier et ordonné, les joints entre deux éléments adjacents étant constants. L'un des buts de l'invention est donc de permettre la réalisation d'un pavage ordonné, répétitif et présentant des joints constants entre deux éléments adjacents à partir d'éléments polygonaux dont au moins l'un des angles aux sommets ne divise pas 360°. A cet effet et conformément à l'invention, il est proposé un ensemble d'éléments décoratifs polygonaux plats tels que les tesselles pour la réalisation d'un pavage ou d'une mosaïque sur une surface globalement plane en assemblant lesdits éléments décoratifs au moyen d'un ciment tel que du mortier, de la colle ou analogue remarquable en ce qu'il comprend au moins deux pièces, une première pièce en forme de sablier consistant en une pièce octaédrique irrégulière, comprenant un axe de symétrie longitudinal et un axe de symétrie transversal, constituée de deux pentagones irréguliers dont les bases formées par le côté du pentagone présentant une longueur différente des quatre autres côtés sont jointives et, une seconde pièce en forme losange dont les côtés présentent une longueur dépendant de la longueur séparant les sommets opposés de la pièce en forme de sablier, incluant à chacun des sommets le demi- joint, et de la moitié de l'épaisseur du joint séparant deux pièces adjacentes du pavage. Le Déposant a ainsi constaté que le pavage d'une surface plane par de tels éléments décoratifs permet de réaliser un pavage régulier répétitif dans lequel les joints séparant deux éléments décoratifs adjacents sont constants, de la même manière que les joints d'un pavage
obtenu par des éléments polygonaux réguliers, et présentant, de surcroît, un effet visuel intéressant. On comprend bien que la réalisation des pavages avec les éléments décoratifs susmentionnés ne va pas être aisée, étant donné le grand nombre d'associations possibles : on peut former plusieurs centaines d' associations différentes possibles avec les pièces constituant l'ensemble d'éléments décoratifs objet de l'invention. Par conséquent l'Homme du Métier, lorsqu'il va vouloir poser les éléments décoratifs, va être confronté à la difficulté de visualiser la disposition spatiale des éléments décoratifs qu'il va poser. Afin • de faciliter cette tâche, la présente invention a également pour, objet un procédé pour la pose desdits éléments décoratifs remarquable en ce que lesdits éléments décoratifs sont positionnés au moyen de dispositifs de pose, formant un gabarit extérieur d'un motif prédéterminé, les parois desdits gabarits ayant l'épaisseur C d'un joint séparant deux pièces adjacentes du pavage. L'invention a également pour objet le dispositif de pose mis en œuvre dans le précédent procédé de pose. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre, de plusieurs variantes d'exécution, données à titre d'exemples non limitatifs, de l'ensemble d'éléments décoratifs conforme à l'invention en référence aux figures annexées sur lesquelles : la figure 1 est une vue de dessus d'un élément décoratif polygonale plat conforme à l'invention, la figure 2 est une vue de dessus d'un second élément décoratif conforme à l'invention, - la figure 3 est une vue de dessus d'un troisième élément décoratif suivant l'invention, - la figure 4 est une vue de dessus d'un quatrième élément décoratif conforme à l'invention, - la figure 5 est une" vue de dessus d'un cinquième élément décoratif suivant l'invention,
- la figure 6 est une vue de dessus d'un sixième élément décoratif conforme à l'invention, - la figure 7 est une vue de dessus d'un exemple de pavage réalisé à partir de deux éléments décoratifs suivant l'invention représentés sur les figures 1 et 2, - la figure 8 est une vue de dessus d'un exemple de gabarit de pose des éléments décoratifs suivant l'invention représentés sur les figures 1, 2 et 3, - la figure 9 est une vue de dessus d'un exemple de pavage réalisé à partir de trois éléments décoratifs suivant l'invention représentés sur les figures 1, 2 et 3, avec le gabarit de pose représenté sur la figure 8. En référence aux figures 1 et 2, l'ensemble d'éléments décoratifs comprend au moins deux pièces, une première pièce en forme de sablier 1 (Figure 1) et une seconde pièce en forme de losange 2 (Figure 2) . La première pièce en forme de sablier 1 consiste en une pièce octaédrique irrégulière constituée de deux pentagones irréguliers la et lb comprenant respectivement deux côtés égaux de longueur Li et deux côtés égaux de longueur L2 et dont les bases formées par le côté des pentagones présentant une longueur différente des quatre autres côtés sont jointives. Ainsi, la pièce en forme de sablier 1 comprend deux axes de symétrie, un premier axe de symétrie longitudinal Si passant par les sommets de la pièce en forme de sablier 1 et un second axe de symétrie transversal S2 par les côtés jointifs des deux pentagones irréguliers la et lb formant ladite pièce en forme de sablier 1. Dans cet exemple de réalisation préféré, les angles au sommet des pentagones la et lb formant la pièce en forme de sablier 1 sont égaux à 90° et 135° et plus précisément, chaque pentagone la et lb comprend un angle au sommet α égal à 135°, deux angles aux sommets β égaux à 90° et deux derniers angles γ aux sommets égaux à 112,5°. Les longueurs Li et L2 des côtés de chacun des pentagones la et lb peuvent être exprimés en fonction de la longueur L séparant les sommets opposés de la pièce en forme de sablier 1, incluant à chacun des sommets le demi-joint, et
de la moitié de l'épaisseur du joint - séparant deux pièces adjacentes du pavage. Ainsi,
Dans la suite du texte on introduira la constante K
De sorte que les longueurs Ll et L2 s'écrivent désormais sous la forme :
(βX Lι=KxL-^ i+
Par ailleurs, en référence à la figure 2, la seconde pièce en forme de losange 2 présente des angles aux sommets α
2 et β
2 qui sont égaux respectivement à 135° et 45°. Les côtés de la pièce en forme de losange 2 présentent une longueur L
3 dépendant de la longueur L (figure 1) séparant les sommets opposés de la pièce en forme de sablier 1, incluant à chacun des sommets le demi- joint, et de la moitié de l'épaisseur 4- dudit joint, représentée en traits mixtes sur les figures 1 et 2, séparant deux pièces adjacentes du pavage. La longueur L
3 des côtés de la seconde pièce en forme de losange 2 peut s'écrire, plus précisément, suivant l'expression :
Avec α
2=α et β
2=β/2
L'ensemble d'éléments décoratifs conforme à l'invention comprend par ailleurs, en référence à la figure 3, une troisième pièce consistant en une pièce plane carrée 3 dont les côtés présentent une longueur L
4 dépendant de la longueur L séparant les sommets opposés de la pièce en forme de sablier 1, incluant à chacun des sommets le demi-joint, et de la moitié de l'épaisseur du joint 4 séparant deux pièces adjacentes du pavage. La longueur L
4 de la pièce carrée est plus précisément égale :
En référence à la figure 4, l'ensemble d'éléments décoratifs comprend, en outre, une quatrième pièce hexagonale en forme d'ecusson 4 constitué d'un pentagone irrégulier 4a comprenant deux côtés de longueur L5 et deux autres côtés de longueur L6, dont la base formée par le plus petit côté du pentagone 4a est jointive de la base de même longueur d'un triangle isocèle 4b dont les côtés égaux présente une longueur L dépendant de la longueur L séparant les sommets opposés de la pièce en forme de sablier 1, incluant à chacun des sommets le demi-joint, et de la moitié de l'épaisseur du joint séparant deux pièces adjacentes du pavage. Les longueurs L5 et Le des côtés du pentagone 4a dépendent de la longueur L séparant les sommets opposés de la pièce en forme de sablier 1, incluant à chacun des sommets le demi-joint, et de la moitié de l'épaisseur - du joint séparant deux pièces adjacentes du pavage. De la même manière que les pentagones la, lb formant la première pièce en forme de sablier 1, le pentagone 4a comprend un angle au sommet 4 égal à 135°', deux angles aux sommets β4 égaux à 90° et deux autres angles γ aux sommets égaux à 112,5°. Quant au triangle isocèle 4b, ce dernier présente un angle au sommet égal
à β , c'est-à-dire égal à 90°, formant la pointe de la pièce en forme d'ecusson 4 et deux autres angles aux sommets égaux à ^ , c'est-à-dire égaux à 45°. Ainsi, les longueurs L5 et Le des côtés du pentagone 4a s'écrivent sous la forme suivante :
De plus, la longueur L des côtés égaux du triangle suivante
En référence à la figure 5, l'ensemble d'éléments décoratifs comprend, par ailleurs, une cinquième pièce quadrilatérale en forme de pointe de flèche 5 constituée de deux triangles isocèles 5a et 5b dont les bases sont jointives et dont les côtés égaux respectifs présentent une longueur différente respectivement égale à L8 et à L9, l'angle 5 au sommet du premier triangle isocèle 5a étant égal à 45° et l'angle βs au sommet du second triangle isocèle 5b étant égal à 90°. De la même manière que précédemment les longueurs L8 et Lg sont dépendantes de la longueur L séparant les sommets opposés de la pièce en forme de sablier 1, incluant à chacun des sommets le demi- joint, et de la moitié de l'épaisseur du joint ~ séparant deux pièces adjacentes du pavage. Les longueurs L8 et L9 s'écrivent sous la forme suivante : h=KxL- - 3/5 +cot. M 8
En référence à la figure 6, l'ensemble d'éléments décoratifs suivant l'invention peut comprendre une pièce en forme d'étoile 6 constituée de quatre pièces quadrilatérales en forme de pointe de flèche 5 dont les sommets présentant un angle au sommet βs de 90° sont joints. Tous les côtés de cette pièce en forme d'étoile 6 sont égaux et présentent une longueur io qui dépend de la longueur L séparant les sommets opposés de la pièce en forme de sablier 1, incluant à chacun des sommets le demi- joint, et de la moitié de l'épaisseur du joint - - séparant deux pièces adjacentes du pavage. La longueur Lio des côtés de ladite pièce 6 s'écrit suivant l'expression :
A cet égard, on observera que les pièces de l'ensemble d'éléments décoratifs suivant l'invention dont les longueurs des côtés sont toutes exprimées en fonction du facteur K peuvent être assemblées avec toutes lesdites pièces alors que les pièces dont au moins l'une des longueurs n'est pas exprimée en fonction du facteur K, en l'espèce la pièce en forme de pointe de flèche 5 et la pièce en forme d'ecusson 4, ne peuvent être assemblées qu'avec des pièces de forme identique. Ainsi, un pavage réalisé avec des pièces en forme de pointe de flèche 5, outre des pièces en forme de sablier 1 et des pièces en forme de losange 2, procure l'assemblage desdites pièces en forme de pointe de flèche 5 les unes contre les autres pour former une étoile à quatre branches similaire à la pièce en forme d'étoile 6 représentée sur la figure 5. Il est bien évident que, de la même manière que précédemment, un pavage réalisé avec des pièces en forme d'ecusson 4, outre des pièces en forme de sablier 1 et des pièces en forme de losange 2 , procure nécessairement
l'assemblage desdites pièces en forme d'ecusson les côtés de leur triangle isocèle 4b les uns contre les autres pour former une figure en forme de croix occitane ou en forme de trèfle à quatre feuilles. Par ailleurs, afin de fermer les pavages, les éléments décoratifs 1 à 6, représentés sur les figures 1 à 6 peuvent être coupées suivant des droites passant par les sommets des pentagones et/ou des triangles isocèles formant lesdits éléments par tous moyens appropriés bien connus de l'Homme du Métier tel qu'une carrelette par exemple . Un exemple d'un pavage répétitif obtenu par l'assemblage d'éléments décoratifs 1 et 2 représentés sur les figures 1 et 2 a été représenté sur la figure 7 à titre indicatif, on observera que l'épaisseur des joints séparant deux éléments décoratifs 1 et ou 2 adjacents est constant. D'une manière particulièrement avantageuse, la face supérieure des éléments décoratifs peut être soit colorée, soit comprendre des motifs géométriques ou nqn, en relief ou non, afin de produire des effets visuels différents. En référence aux figures 8 et 9, on décrira maintenant le dispositif de pose des éléments décoratifs selon l'invention, permettant la formation de motifs prédéterminés et ainsi la réalisation d'un pavage répétitif ou non répétitif. Ce dispositif, mis en œuvre dans le procédé de pose selon l'invention, consiste en un gabarit 7 ayant le contour d'un motif géométrique obtenu par l'association d'éléments décoratifs 1 à 6 selon l'invention, l'épaisseur des parois 8 du gabarit 7 étant celle t du joint constant séparant deux éléments décoratifs 1 à 6 adjacents. Avantageusement, tous les départs de joints 9 séparant deux pièces contenues à l'intérieur du gabarit 7 ou adjacentes au gabarit, à l'extérieur de ce dernier, sont positionnés sous la forme d'excroissances. Par départ de joint, on entend que la dimension de ces excroissances sera suffisante pour placer correctement les éléments décoratifs sans qu'ils ne bougent. Ainsi, l'exemple non limitatif de
gabarit 7 représenté sur les figures 8 et 9 permet de placer à l'intérieur de celui-ci quatre pièces en forme de losange 2 et quatre pièces carrées 3, tandis que les départs de joints 8 extérieurs permettent de positionner autour du gabarit huit pièces en forme de sablier 1 et huit autres pièces en forme de losange 2. Les cotés de ces pièces sont représentés en pointillés sur la figure 9. De manière conventionnelle, le carreleur pourra utiliser des croisillons 10 pour s'assurer de l'écartement et du positionnement des sommets des pièces qui ne sont pas en contact avec les parois du gabarit, comme par exemple dans la zone centrale du gabarit. Considérant des croisillons orthogonaux 10 couramment disponibles dans le commerce, on placera ces derniers au niveau des points de contact orthogonaux entre les pièces en forme de sablier 1, de losange 2 et carrées 3, comme représenté sur la figure 9. Il va bien entendu de soi que l'on pourra employer des croisillons non orthogonaux, adaptés aux autres valeurs angulaires des points de contact des sommets des pièces 1 à 6 lorsqu'elles forment un motif quelconque. Les parois 8 de ces gabarits 7 auront de préférence une section de forme rectangulaire, aux angles biseautés ou arrondis afin de faciliter leur insertion et leur retrait. De fait, la largeur du rectangle correspond à l'épaisseur i du joint et la hauteur du rectangle sera de préférence supérieure à la hauteur des éléments décoratifs. Ainsi, si l'on considère des pièces 1 à β destinées à la réalisation de mosaïques et dont l'épaisseur est de 5 mm par exemple, la hauteur des parois 8 du gabarit 7 pourra être de 3 cm, par exemple. Il va de soi gue les gabarits 7 seront réalisés dans des matériaux appropriés en terme de conservation des formes, de rigidité et de solidité, lesquels matériaux seront de préférence métalliques ou synthétiques, selon des spécifications que l'Homme du
' Métier est à même d'établir et que leur fabrication se fera selon des techniques connues de l'Homme du Métier, par exemple celles employées pour la fabrication des croisillons de carrelage 10 en
matière synthétique. En outre, les parois 8 des gabarits 7 pourront indifféremment être creuses ou pleines. On pourra ainsi avantageusement employer de l'aluminium pour fabriquer ces gabarits. Par rapport aux grilles de pose classiquement connues en ce domaine, on mesure bien les avantages de tels gabarits : on peut changer facilement un élément décoratif puisque ceux-ci ne sont pas maintenus sur tous leurs côtés par une matrice, le poids des gabarits est d'autant réduit puisqu'il ne reproduit pas l'ensemble des lignes de joints et leur nettoyage s'en trouve facilité. En outre et avantageusement, on pourra doter ces gabarits d'une poignée d'arrachage amovible, non représentée sur les figures, facilitant à l'Homme de l'Art le déplacement des gabarits pendant et après la réalisation de pavages ou de mosaïques. A 'cette fin, cette poignée pourra consister en un arceau dont les extrémités sont avantageusement munies de moyens de fixation, comme des crochets ou des clips, de forme correspondante à celle de regards aménagés en des positions prédéterminées dans les parois du gabarit. Bien entendu, tout autre moyen de fixation amovible connu de l'Homme du Métier pourra être mis en œuvre sans sortir du cadre de l'invention. Cette anse sera bien évidemment munie d'une poignée centrale permettant l'arrachage du gabarit sans effort trop important . On voit bien que la section des parois 8 du gabarit 7 permet avantageusement de faciliter son arrachage puisque le contact avec le mortier ou la colle sur lequel les éléments décoratifs 1 à 6 selon l'invention sont placés est réduit, du fait de la forme arrondie ou biseautée de la largeur des parois 8 du gabarit 7 à leurs faces supérieures et inférieures. En outre, on comprend bien que l'on pourra utiliser indifféremment les gabarits de forme asymétrique dans un sens ou dans un autre afin de reproduire des motifs dans une orientation et son symétrique axial selon le côté appliqué.
Bien entendu, lorsque certains motifs primaires de pavage ou de mosaïque - dont un exemple est représenté en grisé sur la figure 7 - nécessitent un grand nombre de pièces, l'Homme de l'Art utilisera avantageusement plusieurs gabarits de formes identiques ou différentes, constituant des sous-modules, à associer entre eux afin de former le motif primaire. Une illustration de ce cas est donnée par la figure 9. Lors de la réalisation de tels pavages ou mosaïques, on utilisera ces sous-modules en leur appliquant des translations linéaires et/ou des rotations angulaires - par exemple en les disposant perpendiculairement, comme représenté sur la figure 9 - et/ou des inversions dessus-dessous. Enfin, il va de soi que les éléments décoratifs suivant l'invention peuvent être obtenus dans n'importe quel type de matériau tel que du bois, pour la réalisation d'un plancher, une matière synthétique ou de la pierre pour un pavage mural, ou sur sol, de la céramique, du kaolin, etc. et que les exemples que l'on vient de donner ne sont que des illustrations particulières en aucun cas limitatives quant aux domaines d'application de 1' invention.