Brevet FR2159224A1 — publié le 19730622

La présente invention concerne des parois en ciment renforcé et, plus particulièrement, des parois relativement légères en ciment telles que des coques de navire, des toits, des coupoles, des cloisons, des tuyaux, etc. Bien que l'invention applique à la réalisation de parois planes, elle est particulièrement utile pour réaliser des parois à surfaces gauches. On connatt déja des parois légères en ciment comprenant, pour supporter le ciment, une surface en tissu ou en grillage sur laquelle le ciment est appliqué au moyen d'outils classiques. Ce type de construction présente plusieurs avantages sur le plan économique: le ciment est un matériau relativement bon marché; on évite l'utilisation de moules compliques et croûteux; la surface en tissu ou grillage est légère et peut être mise en forme directement sur le chantier, par exemple en la tendant sur une charpente. Toutefois, sans précaution, rien n' empoche le ciment de se fendiller sous effet de chocs ou d'efforts répétés. I1 est connu, pour éviter de laisser le ciment travailler en tension et donc de se fendiller, de précontraindre la couche de ciment. Le brevet d'invention américain 2 425 079 concerne une construction de ce type dans laquelle, sur une nappe de fils prétendus, on dispose une surface en tissu ou grillage que l'on revêt d'une couche de ciment avant de détendre la nappe de fils. L'outillage nécessaire à la tension des fils est cher et lourd. Enfin, si le genre de construction décrite dans le brevet américain 2 425 079 est concevable quand la forme générale de la paroi est celle d'un cylindre droit, elle est impraticable pour réaliser des parois à double courbure telles que des coupoles ou des coques de navire, particulièrement quand il s'agit de coques de navires de plaisance. La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessu en évitant, dans la construction de parois légères, l'utilisation de cules ou de procédés compliqués tels que la précontrainte du ciment. La présente invention a également pour objet la réalisation de parois minces et étanches en ciment dont la forme générale peut être quelconque. Suivant l'invention, il est prévu une paroi mince de forme quelconque comprenant une surface tendue en matériau souple et non élastique, ladite surface étant munie, au moins d'un coté, de pointes courtes relativement serrées sur et entre lesquelles il y a une couche de ciment dont l'épaisseur est légèrement supérieure A la longueur des pointes. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la surface en matériau souple et non élastique est munie de chaque coté de pointes et de ciment. Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est prévu deux surfaces en matériau souple et non élastique, chacune d'elles étant munie d'un seul coté de pointes et de ciment, les deux surfaces étant collées dos A dos. Encore suivant l'invention, il est prévu une paroi telle que ci-dessus comprenant de plus la charpente sur laquelle la ou les surfaces en matériau souple et non élastique ont été tendues. Suivant l'invention, les surfaces en matériau souple et non élastique sont renforcées par les nappes de fils métalliques minces, tels que de la corde à piano, enrobés dans les couches de ciment. Suivant une autre caractéristique de la présente invention, il est également prévu un procédé de fabrication de parois légères et minces telles que ci-dessus suivant lequel on tend d'abord la surface en matériau souple et non élastique sur une charpente ou une membrure, le des de ladite surface étant contre ladite charpente, puis on applique la couche de ciment entre et sur les pointes avec des outils classiques. Encore suivant l'invention, ladits surface souple et non élastique peut être formée de bandes de matériau souple et non élastique qui sont tendues juxtaposées. Encore suivant l'invention, il est prévu un procédé de fabrication de coque de navire, selon lequel une première surface est tendue extérieurement sur une membrure formée de couples et de lisses, ladite première surface étant formée de bandes en matériau souple et non élastique tendues et soudées par leurs pointes à leurs extrémités à la membrure, une seconde surface est tendue intérieurement, ladite seconde surface étant formée de bandes séparées par les couples de la membrure et collées au dos des bandes de ladite première surface dans le mme sens que celles-ci avec chevauchement et les extrémitées des bandes intérieures étant soudées aux couples par leurs pointes, ladite seconde surface est, la coque étant quille en bas, revêtue d'une couche de ciment dont l'épaisseur est légèrement supérieure à la longueur des pointes, on laisse sécher la couche de ciment intérieure durant un certain temps et ladite pre mièvre surface est revêtue d'une couche de ciment extérieure dont l'épaisseur est sensiblement égale à celle de la couche intérieure, et enfin on laisse sécher les deux couches intérieure et extérieure pendant un temps suffisamment long. Suivant une autre caractéristique, avant les rev8tements de ciment lesdites premières et secondes surfaces sont renforcées par des nappes de cordes à piano. Encore suivant l'invention, il est prévu de tendre légèrement deux nappes croisées de cordes à piano sur ladite première surface extérieure et une seule nappe de corde à piano sur ladite seconde surface intérieure. D'autres caractéristiques apparattront encore à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation de l'invention, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 représente un élément de surface d'une paroi légère et mince suivant l'invention, la Fig. 2 représente une coupe partielle d'une paroi telle que celle de la Fig la Fig. 3 est une coupe schématique d'un autre élément de paroi suivant l'invention et comportant des pointes de chaque coté, et la Fig. 4 représente une caque de navire suivant l'invention avec des arrachements partiels. La Fig. 1 représente d'une manière schématique un élément de paroi suivant l'invention, dans lequel l'éliment de base est constitué par des bandes de toile 1 "nieS de pointes en métal 2, de préférence en acier, plantées dans la toile 1. Une couche de ciment 3 est appliquée sur les pointes 2 des bandes 1, les pointes servant & accrocher le ciment. La Fig. 2 Montre partiellement en coupe une paroi suivant l'invention, où les pointes sont constituées par les extrémités d'agrafes 7 plantées dans la toile 1. On trouve dans le commerce sous le nom de carde à lime des bandes de toile ainsi munies de pointes droites ou coudées. Les pointes 8 des agrafes dépassent d'environ 5 - ou plus à l'extérieur de la toile de la carde à lime. 2 Les pointes sont fines et serrées puisqu'il y en a environ 100 au cm . En utilisant de la carde à lime comne élément de base, on a pu avec une couche de ciment de 6 s d'épaisseur réaliser des parois très résistantes, pouvant supporter des chocs ou efforts importants exercés sur la surface de la couche de ciment et étanches puisque l'épaisseur de la couche de ciment est supérieure une une limite d'environ 4 4-. il est bien évident que la nature du ciment utilisé dépend de la destination de la paroi. En particulier, pour réaliser des coques de navires, il faut utiliser un ciment dont une qualité essentielle est l'étanchéité. Par exemple, pour des cloisons intérieures, un ciment ordinaire suffit. pour réaliser une paroi suivant l'invention, on tend des bandes de carde & lime 1 sur une charpente ou membrure de mise en forme, puis on applique sur la trame ainsi formée la couche de ciment 3. La solidité de la structure ainsi obtenue dépend de la qualité du ciment utilisé et de la densité de l'armature métallique constituée par les pointes. On notera que tout effort ou choc appliqué & la surface extérieure 4 de la couche de ciment 3 tend b resserrer les pointes 2 maintenues par leurs bases plantées dans la toile non élastique 1, ce qui a pour effet d'empêcher le ciment de se fendiller. L'armature et le ciment contribuant à la solidité de la paroi, la différence entre 1'Fpaisseur de ciment et la longueur aparente des pointes sera réduite au mininii tout en assurant que les pointes n'apparatssent pas à l'air libre. La solidité requise pour la paroi déterminera 11 épaisseur du ciment et la longueur des pointes. On a également représenté sur la Fig. t des fils verticaux 5 et des fils horizontaux 6. Ces fils sont destinés à renforcer encore la structure de la paroi. Ce peut autre des fils d'acier tels que de la corde à piano, ou tout autre fil de grande résistance mécanique. La Fig. 3 montre un autre exemple de réalisation d'une paroi suivant l'invention. Comme à la Fig. 1, une toile 1 munie de pointes 2 est tendue sur une charpente de mise en forme, dont on a représenté ici en coupe un élément 9. Au dos de la toile 1, il est prévu de plus des toiles 10 et 71 également munies de pointes 2. Les dos des toiles 10 et 71 sont collés au dos de la toile 1 au moyen d'une colle à toile appropriée. De préférence la colle est une colle étanche, par exemple à base de résine de polyesters imprégnant totalement les toiles 1, 10 et 11 et fournissant une étanchéité absolue. Ensuite, on applique de chaque coté de l'ensemble ainsi formé une couche de ciment, non représentée ici pour simplifier le dessin. La paroi de la Fig. 3 présente notamment l'avantage de pouvoir résister très bien aux efforts quel que soit le sens d'application de ceux-ci.On peut remarquer que la bande 1 est d'une seule pièce comme le serait une toile extérieure pour avoir une surface extérieure homogène tandis que les toiles 10 et 11 sont séparées par l'élément de charpente 9. Aux extrémités des bandes 10 et 11, les pointes sont soudées, et déformées comme représentées en 12, à l'élément 9. Si l'on désire que la surface de la couche de ciment appliquée du coté des toiles 10 et i1 soit lisse, il faut que le diamètre de l'élément 9, contrairement à ce qui est représenté, soit inférieur & l'épaisseur des toiles plus la longueur des pointes. Dans un tel cas, le ciment recouvre complètement l'élément 9 ce qui est avantageux pour l'isoler de l'atmosphère.On peut constater que la structure sur laquelle on applique le ciment forme déja un ensemble assez rigide puisque les toiles 10 et 11 sont reliées par leurs pointes soudées 12 à l'élément 9 et que la toile 1 est collée au dos des toiles 10 et 11. Cet ensemble peut encore être renforcé en prévoyant comme à la Fig. 1 des fils de renforcement à grande résistance mécaniques noyés dans le ciment tels que les nappes- de fils 5 et 6 disposés entre les pointes 2 de la toile 1 et la nappe de fils 13 entre les pointes des toiles 10 et 11. On a prévu ici un renforcement avec deux nappes de fils de renforcement d'un coté et une nappe simple de l'autre, mais il est évident que, suivant l'application prévue pour la paroi, on peut utiliser plus ou moins de nappes de fils de renforcement. La Fig. 4 montre un exemple d'application de paroi suivant l'invention pour la construction de coque de navire. La charpente ou membrure du navire est constituée par des couples en acier, par exemple pour un navire de plaisance par des fers à béton de 7 mm environ de diamètre. Dans ce cas d'exemple, la toile aurait une épaisseur de 3 mm environ et la longueur des pointes serait de 5 mm environ, ce qui permettrait le recouvrement complet des couples par le ciment.La structure serait celle de la Fig. 3 ce qui conduit å une épais seur de coque de 3 + 5 + 1, soit 9 mm, où 1 mm représente la surépaisseur de ciment sur les pointes, multiplié par 2, soit au total de 18 à 19 mm, en tenant compte de la couche de colle entre les bandes 1, d'une part, et 10 et 11, d'autre part, ladite couche de colle n'étant pas représentée à la Fig. 3 pour simplifier le dessin. Sur la Fig. 4 on a représenté quatre régions. A l'avant, autour du couple 14, la région 17 représente une partie où la charpente est nue. Entre les couples 15 et 16, et légèrement d gauche du couple 16, on a la région 18 qui représente, en supposant que la partie de coque proche de l'observateur a été arrachée, la face interne du navire avant application de la couche de ciment intérieure. La région 19 représente la face externe de la partie de coque proche de l'observateur, avant application de la couche de ciment extérieure. La région 20 représente la face externe du navire revAetue de ciment et terminée. Dans la région 18, les bandes de toile internes 21 sont formées de tronçons limités par les couples. Les pointes des extrémités des bandes 21 sont soudées aux couples 15, 16, etc., de la meme façon que les pointes 12 sont soudées à l'élément 9, qui avec un diamètre plus faible pourrait représenter le couple 16 vu en coupe. Ces bandes 21 sont, par exemple, renforcées par des nappes de fils verticaux tels que 13. Les bandes 22 de la région 19 sont tendues à l'extérieur des couple de la charpente comme la bande 1 sur l'élément 9 et renforcées par des nappes croisées de fils tels que 5 et 6. Les pointes des extrémités de ces bandes sont soudés aux éléments de charpente tels que 23 à l'avant du navire. De zinc les pointes de la bande 24 la plus haute sont soudées, sur le bord latéral haut de 24, au bord 23 du navire. Afin de réaliser une meilleure étanchéité, les bandes paralleles intérieures et extérieures sont collées dos à dos avec chevauchement de manière que toute normale à la coque rencontre au moins une bande, pour éviter tout passage direct de l'extérieur vers l'intérieur. Les largeurs des bandes seront de préférence égales entre elles et sensiblement égales à celles des bordages utilisés pour des navires classiques en bois et de tonnage équivalent. A titre d'exemple, ces bandes peuvent âtre des bandes de carde à lime du commerce de 7 cm environ de largeur et munies d'agrafes dont les pointes sont légèrement recourbées à leurs extrémités libres. Pour réaliser un navire en ciment suivant l'invention, on construit d'abord la membrure en couples d'acier. Puis on tend S l'extérieur les bandes externes 22 et on en soude les extrémités aux différents éléments de membrure. On encolle les dos des bandes 22 et on y applique les dos encollés ou non des bandes 21 en tendant celles-ci avant de les souder aux différents couples. On laisse l'ensemble sécher le temps nécessaire. L'ensemble étant quille en bas, on applique la couche de ciment interne. Le poids de cette couche appliqué aux bandes aura pour effet de les incurver vers l'extérieur pour donner à la coque une surface sans solution de continuité. La courbure obtenue sera fonction de la tension des bandes et du nombre de couples, c'est à dire de leurs distances mutuelles. On laisse la couche intérieure de ciment sécher jusqu'S ce qu'elle ait atteint une dureté suffisante pour qu'on puisse appliquer la couche externe sans risquer de déformer la couche interne. Ensuite on applique cette couche externe. Puis on laisse l'ensemble sécher le temps nécessaire. La coque du navire est alors prête. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits ci dessusen relation avec des exemples particuliers de réalisation, il est bien entendu que ladite description nta été faite qu'S titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention. REVEXDICATIONS 1) Paroi en ciment renforcé de forme quelconque comprenant pour supporter le ciment une traie tendue en matériau souple non élastique1 caractérisée en ce que ladite traie est MAnie au moins d'un coté, de pointes courtes relativement serrées sur et entre lesquelles il y a une couche de ciment dont l'épaisseur est légèrement supérieure å la longueur des pointes. 2) Paroi on citent suivant la revendication 1, caractérisée en ce que lesdites pointes sont normales ou légèrement inclinées par rapport à la normale à la surface de la trame et qu'elles sont droites ou coudées à leurs extrémités libres. 3) Paroi en ciment suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte deux desdites trames, chacune d'elles étant munie de pointes et ciment d'un seul coté et les deux trames étant collées ou soudées dos à dos avec chevauchement. 4) Paroi en ciment suivant une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comporte de plus la charpente sur laquelle la ou les trames ont été tendues et à laquelle elles sont soudées par les pointes situées & proximité immédiate de ladite charpente. 5) Paroi en ciment suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisée on ce que la ou les traies sont renforcées par des nappes de fils de haute résistance, tels que de la corde à piano, enrobés dans la couche de ciment. 6) Paroi en ciment suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce la ou les trames sont formées de bandes de matériau souple, non élastique et suries de pointes, telles que de la carde & lime, les bandes étant tendues juxtaposées. 7) Procédé de fabrication de paroi on ciment suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on tend d'abord ladite trame sur une charpente, le dos de ladite trame étant contre ladite charpente, puis on applique la couche de ciment entre et sur les pointes de la trame avec des outils classiques. 8) Procédé de fabrication de paroi en ciment suivant les revendications 1 ou 3, caractérisé en ce que ladite trame étant tendue, une couche de ciment est appliquée d'un cote, puis après que ladite couche ait suffisamment durci une autre couche de ciment est appliquée de l'autre coté de la ou les trames. 9) Procédé de fabrication de coque de navire caractérisé en ce qu'une première trame suivant la revendication 7 est tendue sur une membrure formée de couples en fer & béton, ladite première trame étant formée de bandes suivant la revendication 6 soudées par leurs pontes d'extrémité à la membrure, qu'une seconde trame suivant la revendication 1 est tendue intérieurement à la dite première trame, ladite seconde trame étant formée de bandes suivant la revendication 6 séparées par les couples de la membrure et collées au dos des bandes de ladite première trame dans le mEme sens que celles-ci et avec chevauchement, leurs pointes d1extrémité étant soudées aux couples, que ladite seconde trame est, la coque étant quille en bas, revêtue d'une couche de ciment dont l'épaisseur est légèrement supérieure à la longueur des pointes, qu'on laisse sécher la couche de ciment intérieure durant un certain temps, que ladite première trame est revêtue d'une couche de ciment extérieure dont l'épaisseur est sensiblement égale à celle de la couche intérieure et qu'enfin on laisse sécher les couches intérieure et extérieure de ciment le temps nécessaire. 10) Procédé suivant l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'avant les opérations de revêtement on ciment, lesdites premières et secondes trames sont renforcées par des nappes de cordes & piano, croisées ou non.