Brevet FR2272241A1 — publié le 19751219

La présente invention a pour objet un élément préfabriqué en beton, béton arme, ciment de ponce, ciment cellulaire ou autre matériel semblable, utilisable en fonction de moule perdu pour la construction de planchers, cloisons ou autre. L'invention concerne en outre un outillage, notamment un élé- ment de noyau, spécialement conçu pour la production industrielle de cet élément préfabriqué. Dans les différentstypes connus, les éléments préfabriqués pour la construction de planchers, présentent plusieurs inconve- nients, tels que le manque d'avantages pratiques, I'exigeance d'armatures provisoires de soutien, un travail excessif de coulée pour la mise en oeuvre, une insuffisante garantie de nivellement entre les éléments adjacents, et ainsi de suite. De leur côté, les éléments préfabriqués pour la construction de cloisons présentent aussi, dans les types connus, des inconve- nients, tels que le poids excessif de la construction résultante, la formation de zones insuffisamment isolées, constituant des ponts thermiques et acoustiques, et ainsi de suite. De plus, les éléments pour la construction de planchers et, respectivement, de cloisons, présentaient jusqu'ici des conformations très differen- tes et demandaient une fabrication séparée et distincte, sans pos sibilite d'unifications dans la phase de fabrication. La présente invention a pour but de perfectionner les éléments préfabriqués pour la construction de planchers, cloisons et autres semblables, en créant un nouveau genre de préfabriqué qui permet la construction de planchers sans l'emploi d'armature provisoires, tout en réduisant au minimum le travail de mise en oeuvre et garantissant l'obtention d'une structure monolythique ; et d'un nouveau genre de préfabriqué qui permet la construction de cloisons portantes d'un moindre poids compatible avec la résistance demandée, et exempt de ponts thermiques et acoust-iques; de plus, ces préfabriqués peuvent avoir des destinations différentes susceptibles de divers degrés d'unification, qui peuvent aller du minimum de l'emploi des memesmoules pour la préfabrication des pièces, jusqu'au maximum de la réalisation de pièces indifféremment utilisables pour la construction de planchers ou de cloisons. Ce but est atteint, selon l'idée de l'invention, par le fait que la pièce préfabriquée est constituée en une seule pièce, par au moins un élément essentiellement tubulaire qui s'étend dans la direction longitudinale du préfabriqué, et par une paire d'élément semi-tubulaires qui s'éloignent, divergeant de zones diamétralement opposées de l'élémeùt tubulaire, ou de ensemble des éléments tubulaires, de la pièce préfabriquée. De cette façon, en disposant deux ou plusieurs préfabriqués approchés l'un à côté de l'autre, les éléments tubulaires de deuxpréfabriqués consécutifs , situés en face l'un de l'autre, constituent un espace tubulaire, ouvert ou fermé, susceptible de recevoir la coulée d'une masse de béton, éventuellement armé, qui constitue un pilier. Si les préfabriqués sont disposés selon leur axe longitudinal vertical, ou bien une poutre, si les préfabriqués sont disposés selon leur axe longitudinal horizontal, et, si en méme temps on réalise une connexion stable et définitive entre les différents préfabriqués, on obtient une construction substantiellement monolythique. L'invention concerne aussi un élément de moule, en forme de noyau contractable, apte à rendre avantageuse la construction industrielle du préfabriqué sus-indiqué, construction qui serait difficile si l'on employait des outillages et des méthodes habi- tuelles, et cela spécialement s'il s'agit de préfabriqués de longueur considérable. Ces caractéristiques, et d'autres encore, de l'élément préfabriqué et du noyau prévu pour sa construction selon l'invention apparaitront plus clairement dans la description qui suit et d'après les différentes formes de réalisation, données à titre d'exem ple non limitatif, schématiquement représentées dans le dessin an nixe, dans lequel La Fig. I illustre la section d'un préfabriqué isolé, spécialement destiné à la construction de planchers ; La Fig. 2 illustre la mise en oeuvre, après la coulée d'une poutre, d'une paire de préfabriqués adjacents selon la Fig. I La Fig. 3 illustre la section d'un préfabriqué, isolé, semblable à celui de la Fig. I, mais plus spécialement destiné à la construction de cloisons ; La Fig. 4 illustre la mise en oeuvre, après la coulée du pilier, d'une paire de préfabriqués adjacents selon la figure 3. La Fig. 5 illùstre, en perspective, en échelle sensiblement accrue , un tronçon de noyau pour moule employable dans la construction des préfabriqués selon les figures I et 3 ou d'autres semblables, dans la condition d'emploi. La FigO 6 illustre le même noyau de la figure 5, dans la con dit ion contractée pour son extraction. En sé référant à la figure I, un élément préfabriqué selon l'invention, comprend une portion centrale I de forme annulaire, généralement allongée et aplatie, qui délimite une cavité 2 qui s'étend selon la direction longitudinale de l'élément. A cette portion centrale annulaire I sont connexes et construites en une seule pièce avec celle-ci, deux portions semi-annulaires 3 et 5 'placées divergentes l'une' par rapport à l'autre et diamétralement opposées par rapport à la portion centrale I, de façon que l'élue ment préfabriqué présente, le long de ses deux bords longitudinaux, des cavités ouvertes, respectivement 4 et 6, définies par ces portions semi-annulaires. En outre-, la partie 3 et 5 de ces portions semi-annulaires qui correspond à la face supérieure de- l'élément préfabriqué, est plus courte que la partie correspondante de la face inférieure de ltélément. La largeur, l'épaisseur et la longueur de l'élément, I'épais-- seur des parois, le matériel constituant et les armatures éventuelles (non représentées) peuvent être choisies en fonction des nécessités suivant l'application prévue, et peuvent varier d'un cas à l'autre En outre, au cas ou l'on préfère réaliser plusieurs cavités parallèles le long de l'élément, au lieu d'une cavité seulement, la portion centrale I avec sa cavité 2 peut être répétée deux ou mEme plusieurs fois le long de l'élément dans l'espace compris entre les deux portions semi-annulaires 3, 5, d'extrémité0 De plus, il est bien entendu que les surfaces courbes repre- sentées peuvent etre substituées par des surfaces à section brisée, polygonale ou mixte. Les éléments préfabriqués selon la figure I, seront destinés en principe, à la construction de planchers, fabriqués ou sciés suivant la longueur correspondant à la portée à couvrir, plus la largeur des appuis, de façon que les éléments puissent être mis en oeuvre sans aucun emploi d'armatures provisoires. Les éléments préfabriqués seront disposés l'un à caté de l'autre avec les parties inférieures les plus étendues de leurs portions semi-annulaires en contact direct, formant ainsi une succession d'éléments adjacents disposés comme les deux éléments représentés dans la figure 2. Selon cette disposition, la cavité 6 d'un élément et la cavi té 4 de 'l'élément adjacent déterminent une cavité unique, fermée inférieurement et ouverte supérieurement. Dans cette cavité peuvent être disposées des armatures, si cela est nécessaire, et ensuite on peut couler une masse de béton 7 dans laquelle la cavité formée par les portions semi-annulaires adjacentes 5 et 3 qui sert alors de moule perdu. La masse de béton 7 ainsi coulée forme une poutre, à laquelle les arinatures éventuellement incorporées donnent la portée désirée, complétant ainsi, avec portée propre aux éléments préfabriqués qui peuvent-eux aussi avoir des armatures incorporées, la résistance désirée pour le plancher, En même temps les poutres 7 soudent définitivament les préfabriqués adjacents, évitant ainsi toute formation possible de fissures par suite du déplacement relatif des éléments, comme cela arrive souvent dans les constructions connues. Quand l'élément préfabriqué est destiné à la construction d'un plancher carrelé ou autrement revêtu, il est possible de préfabriquer 14 élément déjà pourvu du revêtement 8, indiqué par des lignes interrompues dans la figure 2, et projeter l'extension de la partie la plus courte des portions semi-annulaires 3 et 5 de façon qu'en disposant les éléments préfabriqués l'un à côté'de l'autre, il en résulte un espace libre A correspondant à la lar geur d'un carreau ou d'un autre élément de revêtement.Dans ce cas, une fois que sont rapprochés les éléments préfabriqués et que la masse 7 constituant la poutre est coulée, il nty a qu'à remplir avec des éléments de revetement une bande de largeur A pour chaque paire d'éléments préfabriqués, pour avoir le plancher revêtu pour un éventuel lissage, ou déja"" -- lissage n'est pas nécessaire. I1 est clair que les éléments préfabriqués selon la figure I, disposés selon leur axe longitudinal -vertical, peuvent Qtre utilisés pour la formation de cloisons, en coulant à leur intérieur, par la partie superierrré, la masse de,béton 7 laquelle, dans ce cas, forme un pilier, tout en liant entre eux les éléments préfabriqués adjacents. Dans ce cas-l'ouverture de largeur A sera temporairement fermée par un élément de moule, ou d'une façon permanente, par un élément auxiliaire inséré entre les dieux préfabriqués, ceci constituant ainsi un élément de moule perdu. Toutefois, pour la construction de cloisons, il est préférable d'employer des éléments préfabriqués selon la figure 3 qui dif ferent de ceux selon la figure I seulement par le fait qu'ils ont les deux parties de chaque portion d'extrémité 3 - 5 de longueur égale. Dans ce cas, comme on peut voir dans la figure 4, la juxtaposition de deux éléments adjacents forme une cavité verticale à contour fermé, dans laquelle peut être coulé le pilier 7t, après y avoir inséré des armatures On doit remarquer que les memes moules de fabrication peuvent etre employés pour là fabrication, soit d'éléments selon la figure I, soit d'éléments selon la figure 3, seulement en introduisans dans les moules des éléments amovibles qui occupent les portions d'extrémité des parties 3', 5t, qui doivent résulter d'exten- sion réduite. Naturellement les éléments de cloison peuvent présenter des ouvertures destinées à former des portes eut des fenêtres, suivant la méthode connue dans la technique des éléments préfabriqués pour le bâtiment Comme il apparaît de ce qui précède, la coulée de béton éventuellement armé à mettre en oeuvre est limitée à la masse de poutresou piliers nécessaires à la structure, auxquels il est en meme temps confié la fonction de - joindre définitivement les préfabriqués adjacents, de façon que le poids de la structure soit limité au stricte nécessaire, tandis qu'on arrive ainsi à une structure substantiellement monolythique de toute confiance. Suivant les différentes applications, les -éléments préfabriqués selon l'invention peuvent être formés avec du béton, éventuellement armé, de façon à participer à la résistance des structures et, éventuellement, à en constituer la composante principale, ou bien ils peuvent être formés avec des matériaux isolants, laissant aux poutres et aux piliers coulés en oeuvre toute, ou presque toute, la fonction de résistance, avec la possibilité de passer, de la façon la plus graduelle, de l'une à l'antre des possibilités extrêmes indiquées, et généralement, sans demander pour cela une multiplication des moules de préfabrication. En vue de ltexistence des parois relativement minces des cavités 2 et, encore plus, de celles en saillie des portions semiannulaires 3, 5, les éléments préfabriqués selon l'invention ne peuvent pas être démoulés à 11 état mou, avant la prise, comme on fait pour certains types de préfabriqués connus. Leur production par des methodes et des techniques normales et connues présente des difficultés, spécialement du fait qu'il est nécessaire d'ob tenir une précision remarquable des dimensions et une longueur précise des éléments, qui, quand ils sont employés horizontalement peuvent demander par exemple une extension de l'ordre de 8 mètres. Dans ces conditions il serait très difficile d'extraire des cavités 2, après la prise et la contraction conséquente de la masse coulée, des éléments du noyau ou moule du type connu, propres à assurer les longueurs et les précisions demandées. Dans le but de résoudre ce problème, l'invention prévoit un élément de noyau spécial, contractable, représenté dans les figures 5 et 6. I1 comprend substantiellement une plaque 8 conformée de préférence en angle dièdre très obtus à laquelle les charnières 9 et 10 sont fixées de manière adéquate, par exemple clouées ou soudées. Des éléments de raccord, respectivement Il et I3 sont articulés du coté opposé aux charnières 9 et 10 et stétendent en des semiplaques I2 et I4 aptes à définir, dans leur ensemble, une surface symétrique à celle de la plaque 8. Ces parties peuvent être construites en tôle en acier d'épaisseur adéquate. La semi-plaque I4 se superpose avec son limbe I5 au bord de la semi-plaque I2, et, si l'on veut éviter sur la surface extérieure un gradin correspondant, le limbe I5 peut être conformé en redan, comme représenté0 A côté de chacune des extrémités de ltélément de noyau ainsi fait, et dans une ou plusieurs zones intermédiaires, dans le cas d'éléments longs, il est prévu un système d'expansion et contraction, comprenant un complexe cylindre-piston I8, pneumatique ou hydraulique, articulé entre un support I6 appliqué à la plaque 8 et un support I7 articule à la semi-plaque 14dnsi qu'une chaine 21 ou un autre organe flexible, interposé entre une attache I9 appliquée à la plaque-8 et une attache 20 appliquée à la semi-plaque 12. Quand les complexes piston-cylindre I8 sont sollicités en extension ils tendent à éloigner la semi-plaque I4 de la plaque 8, et la méme action se transmet à travers le limbe I5 de la semi-plaque I4 à la semi-plaque I2, dont l'éloignement 'est toutefois limité par les channes 21.Quand ces chaînes sont tendues, ltélément de noyau reste tenu dans une condition dilatée, représentée dans la figure 5, et peut être inséré dans un moule, du reste normal, pour la coulée d'un élément préfabriqué0 Une fois que le béton a fait sa prise, les complexes pistoncylindre 18 sont sollicités en contraction, et ils font rapprocher à la plaque 8 la semi-plaque I4, qui oscille autour de la- charniére IO, conjointement à llélément de raccord I3 qui lui est solidaire. En outre le limbe I5, s'engageant contre la chaîne 2I, la déforme, et entraine ainsi vers la plaque 8 aussi la semi-plaque 12, qui oscille autour de la charnière 9 conjointement à l'élément de raccord II, qui lui est solidaire. On atteint ainsi la condition contractée illustrée dans la figure 6, et dans cette condition soit la longueur soit l'épais- seur de l'élément de noyau se trouvent réduites par rapport à la position illustrée dans la figure 5. En choisissant l'ampleur des déplacements des parties décrites, d'une façon adéquate, on peut réaliser une contraction du noyau supérieure à la contraction subie par la pièce fabriquée, coulée autour du noyau méme et ce, dans sa position contractée, le noyau peut etre extrait de oeuvre, sans difficulté, et remis dans sa condition dilatée pour son réemploi, L'emploi d'éléments de noyau du type décrit permet de réaliser facilement dans des conditions industrielles avantageuses, les éléments préfabriqués présentant les cavités 2w qui constituent le premier objèt de l'invention. Naturellement les éléments de raccord II, I3 représentés en forme arquee, peuvent avoir une section polygonale, brisée ou mixte, en fonction des exigences constructives ou de la forme des préfabriqués produits. Naturellement aux éléments caractéristiques décrits, pourront être adjoint des éléments spéciaux pour la formation d'angles, de croisement, de parois ou autres particularités constructives, et ces éléments spéciaux pourront eux aussi appliquer en tout ou en partie, et avec les adaptations opportunes, les idées exposées ; ou bien ils pourront entre fondés sur des principes différents de ceux de la présente invention. REVENDICATICNS IO/ Elément préfabriqué pour la construction de planchers, cloisons et autres semblables, caractérisé par le fait qu'il comprend, en une seule pièce, au moins un élément substantiellement tubulaire, qui s'étend selon l'axe longitudinal du préfabriqué, et une paire d'éléments semi-tubulaires qui se départent, divergeant de zones diamétralement opposées, de l'élément tubulaire ou de l'ensemble des éléments tubulaires du préfabriqué, en formant des cavités ouvertes qui comme conséquence du rapprochement des éléments préfabriqués ainsi faits, déterminent des espaces aptes à constituer des moules perdus pour la coulée de poutres, piliers et autres oeuvres semblables qui > en même temps, joignent définitivement les préfabriqués, réalisant ainsi une structure substantiellement monolythique. 20/ Elément préfabriqué selon la revendication I, caractérisé par le fait, que dans la destination spécifique à la construction de cloisons, les parties des portions semi-tubulaires d'ex trématé, qui s'étendent en correspondance de l'une et de l'autre face de l'élément, ont substantiellement la méme extension. 30/ Elément préfabriqué selon la revendication I, caractérisé par le fait qu'en vue de la construction de planchers, les parties des portions semi-tubulaires d'extrémité qui s'étendent en correspondance de la face supérieure de l'élément > ont une exten- sion plus réduite que les parties analogues qui s'étendent en correspondance de la face inférieure0 4e/ Elément préfabriqué selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications I, 2 ou 3, caractérisé par le fait que dans le but de réaliser des différents degrés de résistance, il peut entre forme avec des matériaux différents, tels que béton armé, ou non armé3 ciment cellulaire ciment de ponce ou autres au moyen des mssmes moules de préfabrication. 50/ Elément préfabriqué selon l'une quelconque des revendications 2, 3 et 4, prises dans leur ensemble, caractérisé par le fait que, dans le but d'adapter les éléments aux différentes destinations, ils sont formes dans les mimes moules de préfabrica- tion, avec l'insertion d'éléments mobiles pour limiter ltexten- sion de certaines parties de certains préfabriqués. 60/ Noyau pour moule, pour la fabrication d'éléments préfabriqués selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications I, 2, 3,-4 ou 5, caractérisé par le fait qu'il comprend substan tiellement une plaque, à laquelle sont connexés, moyennant des pièces d'articulation, des éléments de raccord qui s'étendent, sur le coté opposé aux articulations, en des semi-plaques aptes à définir, dans leur ensemble, une surface substantiellement symétrique à celle de la plaque sus-mentionnée ; et entre cette plaque et les semi-plaques des moyens actionnables pour porter le noyau en une condition dilatée pour son emploi, ou, respectivement, en une condition càntractée pour son extraction du préfabriqué coulé. 70/ Noyau pour moule selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'unie des semi-plaques mentionnées se superpose par son limbe extrême, à l'intérieur du bord de l'autre semi-plaque 80/ Noyau pour moule, selon la revendication 7, caractérisé par le fait que des complexes cylindre-piston pneumatiques ou hydrauliques sont articulés entre ladite plaque et la première semiplaque opposée, pour en commander ltélolgnement et l'approche, tandis qu'entre ladite plaque et la deuxième semi-plaque, sont disposées des chaînes, ou autres éléments flexibles semblables, aptes à limiter l'éloignement de ces parties, et, aussi aptes à transmettre un déplacement correspondant aussi à la deuxième semiplaque, quand la première semi-plaque est approchée de la plaque.