Brevet FR2263343A1 — publié le 19751003

L'invention a pour objet un procédé pour la confection de dalles de couverture en béton qui présentent une résistance élevée aux fissures superficielles de tension et à la pénétration de liteau. Dans beaucoup de bâtiments à terrasse en béton, des problèmes d'étanchéité surissent, surtout lorsque ces terrasses servent de parcs de stationnement ouverts à ltair libre, et qu'elles sont soit en béton coulé sur place, soit en éléments préfabriqués en béton. I1 est connu que les terrasses de ce genre présentent souvent, au bout d'un temps relativement bref, des fissures qui provoquent des infiltrations d'eau. Or, l'eau qui filtre à travers le béton est basique et endommage la peinture des véhicules qui stationnent sur les aires situées en dessous de la terrasse. les travaux d'amélioration s'accompagnent de grosses difficultés et ont toujours entraSné des dépenses supplémentaires considérables. Ce problème est particulièrement aigu sous les climats où l'hiver comprend des périodes de gel. Des analyses ont montré que des tensions de retrait du béton dans les terrasses des garages et des contraintes dues aux changements brusques de température sont la cause de cette fissuration. Quand les fissures d'un élément de construction en béton sont supérieures à 0,3 mm environ, l'oxyde carbonique y pénètre et cause une carbonatation qui abaisse la teneur en hydroxyde. Cet abaissement de la basicité, conjuuee avec le ruissellement consécutif à la pénétration de l'veau dans les fissures, augmente le risque de corrosion des armatures des dalles. Quand on répand du sel sur les chaussées, en hiver, pour abaisser le point de congélation de l'eau, il est possible que de l'eau chlorurée pénètre dans les fissures et détruise, en certains points, la couche passivante d'oxyde formée par l'hydroxyde de calcium sur l'armature, entraîaant, là encore, des phénomènes de corrosion. L'obturation des fissures des aires de stationnement en terrasse est extremement conteuse et ne procure aucune protection durable, puisque de nouvelles fissures peuvent se produire. Aux dépenses faites pour l'obturation des fissures s'ajoutent celles qui correspondent à l'arrêt de la circulation pendant les travaux. Pour rendre étanches les terrasses de stationnement, on a proposé de recourir à une couche de béton bitumineux, moins sensible aux chlorures. Mais le béton bitumineux est détérioré par l'huile et l'essence, sans parler d'autres inconvénients (risque de dérapage, encrassement). En outre, le risque de pénétration de l'eau est encore plus grand, puisque, dans une couche en béton bitumineux non étanche, l'eau stagne pendant un temps assez long. L'invention a donc pour but d'éliminer les difficultés mentionnées ci-dessus en supprimant la tendance à la fissuration. Les dalles de couverture selon l'invention sont soumises à une précontrainte. L'invention est caractérisée par le fait qu'on réalise une dalle de dimensions suffisantes pour servir de couverture ou d'une partie de couverture en coulant le béton de la dalle sur la face supérieure d'une ou de plusieurs poutres, de façon que celles-ci s'ancrent dans le béton, on soumet chaque poutre pendant la coulée, à des efforts de précontrainte tels qu'elle subit, selon l'axe principal de la face sur laquelle le béton effectue sa prise, une traction qui provoque à son tour une compression de cette dalle sous l'effet de chaque poutre quand les efforts de contrainte sont supprimés après la prise du béton. Une ou plusieurs-dalles ainsi constituées sont placées sur des supports disposés à leurs extrémités pour-composer une couverture étanche, précontrainte en compression. Pour créer les efforts de pré contrainte dans la ou les poutres, an les tient de préférence, selon une méthode connue et on applique des forces dans une zone située entre des butées disposées à une certaine distance l'une de l'autre au moins le long de l'axe principal de la poutre mentionné plus haut. Les forces qui créent cette contrainte doivent alors titre choisies de manière qu'une certaine fleche subsiste dans chaque poutre, ainsi que dans la construction composée de la ou des poutres et de la dalle en béton, après la suppression des forces qui créent cette contrainte. Selon l'invention, la dalle peut titre coulée directement sur place, de façon à composer par exemple une terrasse servant de parc de stationnement. L'invention est utilisable non seulement pour des constructions en béton proprement dites, mais encore pour des const actions en acier et en béton. Pour mieux faire comprendre le procédé de l'invention, on donnera maintenant, uniquement à titre d'exemple, une description d'un mode de mise en oeuvre réelle. On se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la Pig. 9 est une vue simplifiée en perspective d'emploi d'éléments de couverture conformément à l'invention, - la fig. 2 montre une poutre rectiligne montée sur des appuis en bout et tenue à ses extrémités entre ces appuis et des butées antagonistes, - la fig. 3 est une vue en bout de la poutre de la figure 1, les appuis et les butées correspondantes ayant été omis. - les fig. 4 à 9 sont des vues analogues aux figures 2 et 3 illustrant le procédé selon l'invention consistant à mettre la poutre sous contrainte à l'aide de forces dirigées de bas en haut en lui donnant une faible convexité, puis à incorporer la partie supérieure de cette poutre, pendant la coulée, au béton d'un plancher ou d'une dalle afin que, après durcissement de ce béton et suppression des forces de contrainte, toute flexion de la poutre en dessous du plan horizontal soit rendue impossible1 - les fig. 10 et Il sont des vues schématiques montrant les effets de la précontrainte avec les forces supplémentaires qui doivent entre mises en oeuvre pour obliger la poutre à reprendre sa position initiale de la fig.2. La figure 1 montre un bfltiment pourvu d'un parc de stationnement ouvert en terrasse, cette terrasse étant composée d'éléments de couverture soutenus à leurs extrémités et confectionnés, selon l'invention, de poutres 1 en béton'précontraint et de dalles 7 en béton, réunies aux poutres pendant la précon- trainte de celles-ci. 'tes dalles 7 en béton constituent la couverture proprement dite; après la suppression de l'effort de précontrainte auquel sont soumises les poutres 1, ces dernieres exercent un effort sur les dalles qui sont ainsi précontraintes en compression. Dans l'exemple de réalisation représenté, la dalle de couverture est composée de plusieurs éléments 1, 7, mais ces dalles 7 pourraient, si on le veut, titre remplacées par une dalle unique continue. Bes éléments 1, 7, sont confec tionnés selon le procédé de l'invention illustré par les figures 2 à Il; les figures 3, 5, 7, 9 Il montrent des sections droites de la poutre et de l'ensemble de la dalle à différentes étapes de l'exécution. Comme le montre la figure 2, une poutre rectiligne préfabriquée 1, gui est par exemple en béton, est tenue par ses extrémités entre des appuis 2, 3 et des butées antagonistes correspondantes 4, 5. Â l'une des extrémités, l'appui et la butée antagonistes peuvent comprendre des pièces mobiles, par exemple des galets, qui donnent à la poutre la mobilité voulue en sens longitudinal. Ainsi tenue conformément à l'invention, la poutre est ensuite mise sous contrainte comme le montre la figure 4, de telle manière qu'elle s'incurve vers le haut, en prenant une allure convexe. Les forces P1 qui créent la contrainte peuvent titre obtenues par exemple à l'aide d'engins ou d'appareils de levage. Ensuite, on coule une dalle 7 en béton, destinée à travailler en conjugaison avec la poutre, pendant que la contrainte est exercée sur celle-ci et ce de préférence de façon que la partie supérieure de la poutre se trouve incorporée à la dalle. Le cas échéant, c'est la poutre toute entière qui peut Qtre incluse dans la dalle. Pendant cette opération, la poutre est maintenue sous contrainte par les forces P comme leurs butées antagonistes sont disposés de la manière la plus appropriée. La figure 8 illustre l'opération de soulagement lorsque les forces de contrainte P1 ont été supprimées et que la dalle 7 constitue avec la poutre 1 un ensemble statique. Pendant cette opération, une partie de la convexité - ou de la flèche 8 - de la poutre doit subsister, car c'est alors que la dalle subit l'effort de compression le plus favorable. La figure 10 montre enfin que lXeffet du maintien de la poutre et de sa précontrainte est contre-balancé par des forces opposées P2 (charge utile + surcharge) qui doivent s'exercer pour contraindre la poutre à reprendre sa position initiale visible sur la fifre 1. il est évident que, grâce a la mise en place d'étais sous la poutre, on peut créer une extension élastique ou une contrainte de tension dans la partie supérieure de cette poutre. La dalle qui est coulée sur la poutre durcit sans subir de contrainte. Nais lorsqu'on enlève les étais, la liaison entre la poutre et la dalle produit une compression de cette dernière. On obtient une zone de compression notablement plus importante lorsque le béton de la dalle a atteint sa dureté définitive. Le procédé selon l'invention permet donc, dlune manière relativement simple, de confectionner un élément étanche, de construction dense, tenu sous contrainte de compression, grâce à une poutre mise sous précontraínte élastique de tension, et rendue solidaire à sa partie supérieure avec une dalle en béton qui, sous l'effet de rappel élastique de la poutre dans l'ensemble de construction terminé, subit une précontrainte de compression, ce qui permet de considérer 1' ensemble comme précontraint en compression. Le procédé de l'invention permettart une réalisation simple d'éléments en béton précontraint en compression, résistant à la pression de l'eau, a l'avantage de pouvoir être utilisé directement à la construction de parcs de stationnement en terrasse, où les dalles précomprimées présentent une étanchéité durable et élevée à l'eau (voir figure 1). Dans un cas particulier, on peut aussi exploiter l'invention non pas en faisant agir des forces pour obtenir un soulèvement incurvé de la poutre, mais en se servant simplement des étais comme supports de la poutre 1 et de la dalle 7 coulée sur cette dernière. Le procédé de l'invention permet de confectionner des éléments porteurs ayant une force portante plus élevée ou, à force égale, un poids plus faible aue les constructions classiques. il convient de souligner que l'invention peut être appliquée à toutes les constructions en béton, armé ou non, coulé sur place ainsi qu'aux éléments ou constructions préfabriqués en acier ou en béton. Bien entendu, il est possible aussi de combiner des éléments préfabrioués en béton et des éléments coulés sur place. L'invention n'est pas limitée à l'emploi décrit cidessus et représenté, mais elle peut entre mise en oeuvre dans bien d'autres cas lorsque lton veut augmenter la force portante et diminuer le poids, ou bien encore éviter un fléchissement d'éléments porteurs en dessous du plan horizontal. REYEN ICÂT I0 1. Procédé pour la confection de dalles de couverture en béton ayant une résistance élevée à la formation de fissures superficielles de tension et à la pénétration de l'eau, caractérisé en ce qu'on confectionne une dalle de dimensions suffisantes pour réaliser une couverture ou une tranche de cou serrure en coulant le béton devant constituer cette dalle sur la face supérieure d'une poutre au moins, en ancrant cette dernière dans le béton, chaque poutre étant soumise, pendent la coulée, à des efforts de précontrainte tels qu'elle subit, dans le sens de l'ase principal dé la face sur laquelle le béton effectue sa prise, une traction, si bien que cette poutre crée une compression de la dalle quand on supprime les efforts de précontrainte de ladite poutre, après la prise du béton, chaque dalle ainsi constituée reposant sur des supports disposés à ses extrémités pour composer un ensemble de couverture étanche, précontraint en compression. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque poutre est tenue, pour la création des efforts de précontrainte, d'une façon connue en soi et on y applique des forces dans une zone située entre des butées disposées à une certaine distance l'une de l'autre, au moins le long de l'axe principal mentionné. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2, caractérisé en ce que les efforts de contrainte sont figés de telle manière qu'une certaine flèche subsiste dans chaque poutre ainsi que dans chaque ensemble composé de cette poutre et de la dalle en béton, après la suppression de l'application des forces qui créent cette contrainte. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on coule la dalle en béton directement sur place, pour composer une terrasse supérieure de stationnement d'un bâtiment.