Brevet FR2280780A1 — publié le 19760227

La présente invention concerne la réalisation des ouvrages de sécurité en béton et plus particulièrement la construction des cham bres fortes ou similaires. Le béton utilisé dans la construction des chambres fortes ou d'autres ouvrages de sécurité similaires doit autre capable de répon dre à des exigences particulièrement rigoureuses. Non seulement il doit apporter une contribution appropriée à la solidité structurale du mur, mais en outre, il doit entre capable de résister à des atta ques par explosifs ou au moyen d'outils coupants actionnés par de lourds marteaux ou par un système moteur tels que des perceuses pneumatiques, des marteaux pneumatiques, etc. Les propriétés princi pales qui déterminent sa capacité de résister à des attaques par chocs de cette nature sont les qualités générales du béton, sa ré sistance à la traction et sa résistance aux chocs. Les deux premiè res de ces propriétés peuvent être développées par une conformation du béton armé normal. La résistance aux chocs est une propriété spé ciale qui demande à hêtre particulièrement considérée dans les bétons utilisés pour des ouvrages de sécurité. Lorsque un béton armé d'acier est soumis à un choc brusque, 1' état initial de compression est suivi par un état de tension, puis par un autre état de compression de plus faible intensité lorsque les matériaux tendent à revenir à leur état normal. Ces états alter nés de compression et de tension peuvent être considérée comme équi valents au passage d'un court train d'ondes longitudinales. Les vi tesses de transmission et les taux d'absorption diffèrent notable ment dans l'acier et dans le béton, la vitesse dans l'acier étant de beaucoup supérieure à la vitesse dans le béton, de sorte que la longueur d'onde équivalente est quelque 50 % plus longue dans l'a cier que dans le béton. Par conséquent, si l'onde de choc est considérée comme ayant par exemple une longueur d'onde de 10 cm dans la gangue de ciment du béton, au moment où le train d'onde atteint une armature d'acier, une partie de l'énergie est réfléchie, et le reste est accéléré jusqu'à la vitesse plus élevée et se caractérise par une longueur d'onde de 15 cm. Il en résulte que en des points distants de 5 à 7 cm de l'endroit où le train d'onde est entré dans l'acier, il y a déjà un déphasage considérable entre lui et la composante corres pondante qui se déplace à c8té, dans la masse de ciment, de sorte que des contraintes élevées apparaissent à l'interface. Pour cette raison, il est recommandé de limiter les tronçons rectilignes et continus des éléments de renforcement en acier à des longueurs de l'ordre de 4 à 6 cm. Bien que cela évite des contraintes excessives dans le béton, et particulièrement aux joints entre le béton et l'acier, l'efficacité du renforcement de la résistance à la traction apportée par l'acier est inévitablement réduite. L'invention a pour but de compenser ce fait et de fournir une masse durcie dans l'eau qui, en association avec l'armature d'acier qui est conformée de manière à tenir compte des effets précités, présente une résistance considérablement améliorée aux attaques mécaniques. Selon l'invention, des fibres supplémentaires de renforcement sont introduitee dans le ;élonge de béton de manière que les propriétés résultantes de ce béton soient mieux adaptées à celles de l'ar- mature en acier, ce qui évite l'apparition de contraintes excessives aux interfaces. Selon l'invention, une chambre torte, ou enceinte de sécurité similaire, comporte des murs en béton armé dans lesquels l'armature consiste en des couches successives sensiblement horizontales de treillis d'acier, reliées entre elles, par les barres de liaison sensiblement verticales enfilées dans le treillis, le béton environnant contenant une certaine proportion de fibres de polypropylène. On a constaté que grâce à l'introduction des fibres de polypropylène, les propriétés du béton correspondent beaucoup plus exactement à celles qui sont nécessaires pour que l'énergie appliquée lors d'une attaque se dissipe dans la masse sans faire apparattre localement des zones de concentration de contraintes suffisantes pour provoquer une rupture. Le tréillis d'armature en acier comporte de préférence des bandes tordues de métal déployé à mailles en losange, tel'par exemple que le matériau vendu dans le commerce sous la marque "Chubbme9hn. Chaque longueur de 120 cm peut Outre tordue de façon à faire un tour complet, et un certain nombre de longueurs tordues peuvent être placées côte à côte, leur nombre étant fonction de l'épaisseur du mur. Les barres de liaison ont de préférence la forme de barres de maintien tordues, c'est-à-dire de barres de section générale carrée tordue de manière à former une hélice grossière. La longueur de ces barres est de préférence légèrement supèrieure à la distance entre les couches voisines de treillis. Par conséquent, lorsque chaque couche de treillis d'acier est enfilée en place sur les barres de liaison, une certaine longueur de @arre fait sai@lle au-dessus de la surface @@ treillis. Le @r@@se suivant de p@rres est ensuite en - suite enfilé dans cette couche de treillis de manière à se superpo ser au groupe précédent, et ce processus est répété sur toute la hauteur du mur. Le @revet @ritannique @@@ 130 @12 @écrit la production de béton armé avec des fibres de polypropylène. Ces fibres consistent de préférence en des fibres fibrillées d'environ 12 000 deniers et d'une longueur approximative de 50 @m. Ces filaments représentent à peu près 2 % en noids du ciment utiil5C dans le béton, sur lequel elles sont répand@es à la main pendant une période d'environ de 2 à 6 minutes après le dé@ut du malaxage. Lors de la construction d'un mur selon l'invention, le béton d@it être disposé "en tr@nches" de niveau entre des coffrages verticaux, cha@ue trncne contenant une ou plusieurs couches horizontales d'armatures, des barres de liaison sont :'abord fixées en position et l'armature en treillis d'acier est c@filée sur les burres de liaison ou accr@chées sur ces dernières, après quoi la couche de béton est placée, puis tassée. A cet effet, le béton qui vient d'être coulé doit être dammé et vibré afin d'éviter l'apparition de vides @u de régions où l'écoulement du ciment pâteux peut avoir été gêné. Ceci se fait de prefIrence selon le procédé bien connu qui consiste @@ utiliser des aiguilles vibrantes pour faciliter la coulée du béton dans toutes les parties de la construction. D'autres caractéristiques et @vantages de l'invention apparaîtront au cours de 1 description ni va suivre. Sur les dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, nullement limitatif : -la Fig. 1 est une vue en perspective avec coupe partielle illustrant la construction de murs adjacents et d'une partie du toît d'une chambre forte; -la Fig. 2 rontre les détails d'une ne de grillage d'armature et, -la Fig. 3 est une vue en perspective plus détaillée montrant la disposition de l'armature dans les leurs de la vig. 1. Sur la Fig. 1, les coffrages nécessaires pour la construction des urs ont été enlevés, mais les lignes pointillées j @orizonta les 10 montrent la hauteur de chacune des tranches successives selon lesquelles le béton a été mis en place pour construire le m@r. Les détails de la construction apparaisse@t mieux dans la partie où l'armature est dégagée, qui montre que cette armature consiste @@ un certain nombre de barres de liaison verticales 11 , esp@cées sur lesquelles sont enfilées des bandes d'armature 12 en tre@@lis @'a- cier muni d'encoches. Chacune des b@n@es 12 consiste en une onde de métal déployé, à mailles en forme de losange, oui a té légère- ment tordue, par exemple en une hélice faisant un tour complet (360 par longueur de 120 c. La Fig. 2 montre un morceau de bande avant qu'il ne soit tordu, les encoches arparaissant en 13. Dans un exem- ple typique, sur une bande d'une largeur de 23 cm, les encoches ont une largeur de 5 cm et une profondeur de 3,5 cm et son distantes de 10 cm sur chaque bord de li bande, les encoches des bords oppo- sés étant décalées d'un demi pas. La Fig. 3 représente l'armature plus en détail et illustre plus clairement la nature des barres dè liaison, en montrant qu'elles ont une section transversale carrée et sont tordues pour former une hélice grossière. Les mailles et la configuration des bandes tordues apparaissent aussi plus clairement. Les enccches des bandes voisines s'encastrent les unes dans les autres - intervalles, comme retrdsen- té en A. Pour commencer la construction représentée sur la Fig. 1, une base 14 de béton normal est d'abord coulée. Au-dessus de cette base, se trouve une dalle en oéton armée, désignée globalement par la référence 15, dont la constitution est similaire à celle des murs en ce qu'elle comporte des bandes successives de treillis tordu 22 et des barres de liaison verticales 21. Un coffrage est ensuite dres- sé pour les murs et est élevé par ét@bes au fur et à mesure que le travail progresse. @a hauteur entre les lignes horizontales 10A et 10B représente la première tranche de béton pour les murs. Il est visible qu'elle comporte trois couches d'armature de treillis d'acier reliées par des barres de liaison. Lorsque tout le béton de cette tranche a été coulé, il est tassé, par exemple au moyen de tiges vibrantes, comme cela a été indiqué précédemment. Avant que la tranche suivante de béton soit coulée en place, une autre série de barres de liaison ll est montée et accrochée à la première série et les bandes 12 de treillis tordu sont enfilées sur les barres, la tranche suivante de béton est alors coulée et tassée. Les armatures horizontales et verticales sont accrochées suffisamment pour être maintenues en place pendant la coulée du béton. En plus des barres de liaison verticales 11, des barres de liaison en diagonale (non représentées) peuvent être introduites s'il y a lieu. Cette suite d'opérations est répétée jusqu'à ce que la partie supérieure des murs, désigné par 25, soit atteint. La tranche supérieure, désignée par 26, doit comporter des barres de liaison (non représentées)repliées en L et faisant saillie horizontalement pour la liaison avec le tout. Une construction semblable (non représentée) est ensuite effectuée pour le toit. EXEMPLE : Pour construire un mur d'une épaisseur de 45 cm, d'une hauteur de 244 cm et d'une longueur de 488 cm, une quantité de 14000kg de béton a été préparée à partir du mélange ci-après Gravier de 20 mm à 4,5mm 6 700 kg. Sable à béton 3 350 kg. ,Ciment Portland ordinaire e 2 230 kg. Bau 860 kg. auquel ont été ajoutées des fibres de polypropylbne de 12000 deniers et d'environ 50 mm de long, 45,5 kg. Le mélange a été préparé en plusieurs gachées, les fibres dans les proportions indiquées ayant été réparties à la main dans chaque gachée pendant 4 minutes, en commençant 2 minutes après le début du malaxage. Dés échantillons ont été prélevés dans chaque gachée et contrôlés en ce qui concerne leur affaissement par le procédé habituel, un affaissement ne dépassant pas 2,5 cm étant indiqué. Des cubes d'essai ont été prélevés dans chaque gachée pour le contrôle ultérieur dé la résistance à la compression pendant le durcissement, comme il est de pratique généralement admise. Les cubes d'essai ont présenté une résistance à la compression de 55 à 70 }S/m2 après 28 jours. Les coffrages destinés à établir la position du mur sont élevés à une hauteur de 61 cm et des barres de liaison verticales d'une lon gueur de 75 cm sont dressées en des emplacements où le treillis "Chubbmesch" tordu peut être commodément placé sur elles. Sa mise en place commence à une extrémité du mur, où dieux bandes de treillis, de 185 cm de long et de 23 cm de large chacune sont placées côte à cote de manière que leurs axes soient écartés de 18 cm et que leurs bords extérieurs se trouvent à 2,5 cm de la face intérieure du coffrage délimitant les surfaces intérieure et extérieure du mur. Les bandes de treillis "Chubbmesh* s'étendent de manière à permettre aux bandes suivantes de chevaucher celles déjà mise en place de 7,5 cm, de sorte que la paire finale ait une longueur de 137 cm. Du béton préparé comme ci-dessus est coulé et tassé autour de cette couche inférieure de treillis "Chubbmesh" en hélice. Une seconde couche de deux bandes de 183 cm de long de ce treillis en hélice est ajoutée de manière que les axes des bandes se trouvent à 18 cm au-dessus de la couche inférieure et que les bords des bandes s'accrochent. Le béton correspondant à cette couche est ensuite coulé et taseé. D'autres bandes de treillis sont ensuite disposées à ce second niveau (les axes des bandes à 18 cm au-dessus de ceux de la couche inférieure) jusqu'8 ce que le treillis et le béton du second niveau soient totalement en position. La troisième couche est mise en place et prolongée de la meme manière afin que le béton se trouve à une hauteur un peu inférieure au niveau auquel le coffrage a été initialement dressé. Les barres de liaison verticales font alors saillie de 15 à 20 cm au-dessus de la surface du béton. L'étage de coffrage suivant est ensuite dressé et la première couche de treillis correspondant est placée avec une nouvelle série de barres de liaison d'une longueur de 69 cm. Ce treillis " pénètre dans une certaine mesure dans la surface du béton déjà coulé, et les barres de liaison verticales chevauchant celles qui ont été dressées précédemment de 7,5 cm sont attachées à ces dernières. Les opérations de mise en place du béton et du treillis qui ont été effectuées pour la couche inférieure sont répétées jusqu'à ce que le niveau du béton arrive juste au-dessous du bord supérieur du coffrage. Le coffrage destiné à contenir la troisième tranche de béton est alors dressé, le treillis "Chubbmesh" et les barres de liaison sont mis en place et le béton est coulé de la même manière que précédemment. Pour la quatrième tranche amenant la hauteur du mur à 244 cm, les opérations sont répétées à nouveau mais afin de couler le toit d'une seule pièce avec les murs, des barres de liaison pliées destinées à supporter le treillis du toit sont utilises. Pour perrrttre 2 'arrêt du travail à 1 )in d'une étape de travail et la reprise au début de la suivante, l'organisation du travail est planifiée en fonction des conditions sur le chantier et prévoit la définition du coffrage, de manière que l'interruption se fasse lorsque le béton présente une surface plane autour des par@is et du treillis et que les barres de liais@n f@nt saillie. Au début de la période de travail suivante, la surface exposée est nettoyée j la brosse métallique et recouverte de mortier afin d'assurer une bonne prise du béton qui est ensuite coulé. Lors de la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus l'observance de b@ns principes de for@ulation de béton permet de construire un mur d 'une meilleure résistance à la pénétration par les outils de coupe mécanique, et une meilleure endurance aux attaques par explosif. Le nombre des bandes de treillis "Chubbmesh" qui doivent être placées côte à côte dépend à la fois de la largeur de ces bandes et de l'épaisseur du mur. Plus généralement, eux (comme décrit dans l'exemple) cu trois (comme le représentent Les Fig. 1 et 3) de ces bandes peuvent être utilisées, ais un plus grand nombre peut être nécessaire dans certaines circonstances. - REVENDICATIONS 1 - Enceinte de sécurité, et notamment une cha@@re forte, caractérisée en ce que ses murs sont en béton armé dans lequel l'armature consiste en des couches successives et pratiquement norizontales de treillis d'acier, reliées les unes aux autres par des barres de liais@n, pratiquement verticales, enfilées dans le treillis, le béton environnant contenant une certaine proportion de fibres de po- lypropylène. 2 - Enceinte selon la revendication 1, caractérisée n ce que l'armature en treillis d'acier comporte des bandes de métal dénloyé a mailles en losanges tordues en hélice. 3 - Enceinte selon l'une des revendications 1 et 2, caractéri- sée en ce que les barres de liaison ont une section transversale de forme générale carrée et sont tordues de manière à former une héli- ce grossière. 4 - Enceinte selon l'une quelconque des revendications 1 3, caractérisée en ce que la longueur des barres de liaison est légère- ment supérieure à la distance entre deux couches vois Ires de treillis d'acier. 5 - Enceinte selon l'une quelconque des revendications 1 4, caractérisée en ce que les fibres de @olypropylène consistent en des fibrillées d'environ 12000 denJers, d'une longueur d'environ 5 mm. 6 - Procédé de construction d'un mur destiné à une enceinte selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il consiste à couler le béton en "tranches" entre des coffrages verticaux, chaque tranche contenant ur.e ou plusieurs couches h@ri- zontales d'armature, les barres de liaison étant d' -sord fixées en position et l'armature de treillis d'acier étant enfilée sur ses barres de liaison, après @uci la tranche de béton est coulée et enfin t@ssée. 7 - Procédé selon la revendication @, caractérisé en ce que le coffrage d'au moins une face du @ur est élevé par étages au fur et à mesure que le travail progresse.