Brevet FR2286254A1 — publié le 19760423

L'invention a pour objet un élément autoportant -en amiante-ciment , destiné, en particulier, à la couverture de b timents, ainsi qu'un procédé pour le fabriquer. La couverture de bâtiments à l'aide d'éléments en amiante-ciment est une technique connue depuis longtemps. Les éléments de couverture les plus utilisés sont des plaques ondulées qui ont une longueur limitée et qui nécessitent de donner aux bâtiments une structure complexe et coûteuse. Afin de réduire le coft de cette structure et de parvenir aussi à une économie de temps et à une réduction du personnel spécialisé nécessaire à l'exécution de ces couvertures, notamment quand il s'agit de bâtiments de grandes dimensions et de constructions analogues, on a proposé récemment l'usage de plaques en amiante-ciment autoportantes de grande longueur et appropriées à de larges travées. Ces plaques ont une section trapézodale ouverte en forme de canal et d'épais- seur sensiblement constante dans toutes les zones.Elles semblent autre en état de satisfaire la tendance moderne de réaliser des couvertures presque horizontales d'aspect esthétique optimal et rendant possible une meilleure exploitation de l'espace sous-jacent. Gracie à la longueur des éléments, les structures de soutien pourraient autre espacées davantage, ce qui permettrait d' exécuter avec rapidité et économie la couverture d'édifices de grandes dimensions. Néanmoins, les plaques en amiante-ciment de ce type présentent plusieurs inconvénients et défauts qui en limitent fortement les possibilités d'application et d'utilisation. LSun des problèmes les plus importants non résolu actuellement par ces plaques longues en amiante-cimezit est celui de la sécurité. Il est facile de comprendre qu'une couverture réalisée au moyen de telles plaques autoportantes longues doit offrir une garantie maximale en ce qui concerne leur capaclté à ne pas se rompre sous l'action des charges et surcharges permanentes, et surtout, aussi, sous l'action des charges et surcharges accidentelles pouvant apparattre pendant l'exécution ou quand celle-ci est achevée. plan effet, la rupture d'une plaque sous l'action du poids des hommes chargés de la réalisation ou du contrôle de la couverture, ou sous l'effet d'une surcharge de neige ou d'une autre éventuelle, peut avoir des conséquences désastreuses, souvent mortelles. Le caractère variable de la charge de rupture de 11 amiante-ciment, entre des limites même très larges, ainsi que le fait que des détériorations meme minimes et difficilement visibles, comme celles qui peuvent se produire pendant le transport ou pendant le maniement sur le chantier et la mise en oeuvre, diminuent considérablement cette charge de rupture et rendent très problématique, sinon meme impossible, une garantie de sécurité effective. De plus, meme la résistance mécanique et au gel des plaques en amiante-ciment de grande longueur laisse à désirer et ne présente pas les valeurs élevées qui seraient hautement souhaitables. Un autre inconvénient des plaQues connues réside dans la difficulté de les empiler en raison de leur profil trapézoSdal ouvert et de leur épaisseur constante. En effet, lorsqu'on empile ces plaques pour les transporter ou encore pendant leur séchage, il faut prendre des précautions particulières afin de garder le matériau intact étant donné que les plaques s'appuient les unes sur les autres seulement par leurs flancs évasés et non par leur fond, ce qui entrasse le risque de formation de fissures et de détériorations.On a cherché à remédier à cet inconvénient au moyen de profils spéciaux, par exemple en prévoyant une nervure longitudinale dans la partie inférieure de la plaque, mais malgré cela le problème de l'empilement est resté assez critique et délicat et, si l'on n'exé- cute pas l'opération avec le maximum de soin et d'attention, il se produit facilement des fléchissements et des ruptures des plaques. L'invention a pour but d'apporter une plaque longue autoportante en amiante-ciment qui conserve les qualités et les avantages des plaques connues de ce type, sans présenter leurs défauts ni leurs inconvénients. En particulier, l'invention vise à réaliser une plaque pour couverture en amiante-ciment de grandes dimensions, offrant la plus grande garantie de sécurité, m8me danse cas de surcharges élevées, ayant des caractéristiQues de résistance mécanique et au gel améliorées, et facile à empiler sans risQue de fléchissements ou d'affaissements ni de ruptures. On atteint ce but, selon l'invention, au moyen d'une plaque en amiante-ciment ayant une section transversale tra pézoVdale ouverte, simple ou multiple, et un fond plan, caractérisée en ce que le fond a une épaisseur accrue par rapport à l'épaisseur constante des parois latérales inclinées d'une quantité qui est fonction de cette épaisseur constante et de l'angle d'inclinaison des parois latérales, et en ce que, à ce fond à épaisseur accrue est incorporée intimement une armature métallique constituée par plusieurs fils longitudinaux parallèles, tenus écartés par des fils de liaison transversaux. Grâce à 1 armature incorporée au fond de la plaque, on obtient une sécurité très élevée vis-à-vis des ruptures accidentelles, et surtout, on constate que mme une surcharge localisée très élevée provoque tout au plus la rupture de 1 'amiante-ciment tandis que 1 'armature métallique tient touaour , ce qui élimine en pratique la possibilité d'incidents. Non seulement 1' épaisseur accrue du fond permet d'y incorporer facilement l'armature nétallique, mais elle confère également aux plaques de l'invention la caractéristique de pouvoir être empilées sans précautions particulières, tout en ayant un fond plan: en effet, les plaques ainsi réalisées viennent s'appuyer les unes sur les autres, non seulement par leurs parois latérales inclinées, mais également par leur fond plan, ce qui élimine tout risque d'affaissement et de fornation de fêlures. On calcule l'épaisseur du fond en fonction de l'épaisseur constante des parois latérales et de l'angle d'inclinaison de ces parois par rapport au plan du fond; plus précisé- ment, cette épaisseur du fond doit titre sensiblement égale à l'épaisseur des parois latérales divisée par le cosinus de l'angle d'inclinaison. Avec un angle de 600, l'épaisseur du fond devient le double de l'épaisseur des parois latérales. On incorpore l'armature métallique au fond de la plaque entre deux couches d'amiante-ciment comprimées ensemble à une pression élastique très élevée, en fait d'au moins 80 atmosphères. On obtient ainsi, de façon surprenante, un ancrage optimum de l'armature à la masse d'amiante-ciment, sans qu'il y ait lieu de procéder à des prétraitements particuliers de l'acier. Le moulage de la plaque sous forte pression lui confère non seulement une résistance mécanique très élevée mais également une résistance au gel très élevée, de sorte que les plaques de l'invention peuvent être utilisées en toute tranquillité dans des zones géographiques à hivers très rigoureux. Le procédé selon l'invention pour fabriquer des plaques consiste à confectionner une feuille en amiante-ciment selon des techniques bien connues (machines à cylindre de façonnage) ayant des dimensions qui correspondent à celles de la plaque à produire, puis à mettre en forme cette feuille encore humide de façon à lui faire prendre le profil voulu de la plaque, à appliquer sur le fond de la feuille mise en forme une armature en acier doux constituée par des fils parallèles tenus écartés par des fils de liaison transversaux, à déposer sur cette armature une bande en amiante-ciment ayant une épaisseur appropriée pour donner quand elle est ajoutée à celle du fond de la feuille mise en forme, ltépaisseur que l'on désire conférer au fond de la plaque, ensuite on comprime élastiquement l'article obtenu dans une presse dont la matrice reproduit le profil de la plaque à une pression uniforme d'au moins 80 atmosphères, et enfin on laisse sécher la plaque terminée. Il est important d'effectuer le moulage élastiquement et à la pression indiquée pour obtenir une compression uniforme de l'amiante-ciment en tous les points de la plaque, et pour avoir la garantie de l'incorporation parfaite de 1 'armature métallique au fond à double couche. La seconde couche d1 amiante-ciment déposée au fond de la plaque sur 1 'armature métallique peut etre obtenue de diverses façons. Telle peut & re constituée par une feuille analogue à celle qui est utilisée pour former la plaque ellemême; on peut l'obtenir selon la technique connue de stratification sous vide, on peut la réaliser par injection ou, encore, la confectionner directement sur l'armature. De toute façon, cette seconde couche se présentant comme une bande longitudinale doit recouvrir complètement l'armature métallique déposée sur le fond de la plaque et son épaisseur doit être calculée de façon que, lorsqu'on l'ajoute à l'épaisseur constante de la feuille à partir de laguelle on a confectionné la plaque, on obtienne 1' épaisseur désirée du fond en fonction de l'inclinaison des parois latérales de la plaque et de leur épaisseur. On réalise l'armature à l'aide de fils de fer ayant un diamètre d'environ 2 à 5 mni. On relie entre eux ces fils disposés parallèlement à des distances convenables au moyen de fils de fer plus minces placés transvercnlement. On donne, de préférence, à la longueur des fils longitudinaux une valeur légèrement inférieure à la longueur de laplaque, de façon que les fils de fer ne dépassent pas de la plaque aux extrémités de celle-ci mais soient complètement incorporés à l'amiante- ciment et protégés contre l'oxydation. On donnera maintenant, uniquement à titre d'exemple, une description d'un mode de réalisation de l'invention et de mise en oeuvre du procédé de l'invention. On se reportera aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 montre en perspective et en coupe transversale une plague en amiante-ciment conforme à 1 'inven- tion, - la figure 2 est une vue en coupe transversale de la meme plaque pendant la phase de moulage du procédé de l'invention. Dans l'exemple de réalisation représenté, la plaque 10 a une section transversale trapézoTdale ouverte double et elle présente donc un fond plan double 11, 12, des parois latérales inclinées 13, 14 à bords libres incurvés 15,16, ainsi qu'une partie semi-sinusordale centrale 17 située entre les deux parties des fond il et 12. Ces deux parties de fond il et 12 de la plaque 10 ont une épaisseur d supérieure à 1' épaisseur constante s des parois 13 et 14 et de la partie centrale 17. Si on appelle oe l'angle d'inclinaison des parois 13 et 14 par rapport au plan du fond de la plague (les parois latérales de la partie centrale 17 étant inclinées du m8me angle), l'épaisseur d des parties de fond se calcule par la formule: d = s/cos 6 Une armature métallique est incorporée aux parties de fond 11, 12; dans le cas représenté, elle - est constituée dans chaque partie par quatre fils de fer longitudinaux 18 reliés entre eux et tenus à distance appropriée par des fils de fer transversaux 19 de plus faible section. Ces fils transvèr- saux sont placés le long des fils longitudinaux à des distances régulières appropriées pour donner une rigidité convenable à l'armature. Les fils longitudinaux 18 ont une longueur un peu inférieure à la longueur prévue de la plague 10, de façon que leurs extrémités ne dépassent pas -aux bouts de cette plaque. On'obtient les parties de Bond Il et 12 à épaisseur accrue en superposant à la feuille d1amiante-cimént a' épaisseur constante composant la plaque elle-m8me, après plissage de la feuille et mise en place de l'armature métallique, des couches ou des bandes d'amiante-ciment 11a, 12a. La figure 2 montre la plaque de la figure 1 pendant la phase de moulage. Au cours de cette phase, on dépose la plaque déjà formée avec l'armature mise en place et avec les couches supplémentaires lita, 12a superposées, dans une matrice 20 pourvue de trous de drainage 21, après interposition d'un grillage métallique de drainage 22. Sur la plague ainsi déposée dans la matrice complémentaire, on fait descendre un piston 23 constitué par un corps massif 24 ayant sur sa face tournée vers la cavité de la matrice, un revêtement 25 en caoutchouc qui est appliqué de façon étanche sur le corps 24 le long de toute sa périphérie. L'intervalle 26 entre la surface du corps 24 et le revêtement en caoutchouc 25 est relié, par plusieurs canaux 27, à un collecteur 28 pouvant Qtre réuni, à son tour, à une source d'eau sous pression -(non représentée). Si l'on fait pénétrer l'eau sous pression dans l'intervalle 26, il est clair gue le revêtement de caoutchouc 26 exerce une pression élastique et uniforme correspondante sur toute la plaque enfermée entre le piston 23 et la matrice complémentaire 20, ce qui fait sortir l'eau en excès de la masse d'amiante-ciment à travers le grillage 22 et les trous de drainage 21. Des essais ont montré que, pour obtenir une valeur optimale de la résistance des plaques et une incorporation parfaite de l'armature métallique aux parties de fond, il faut effectuer le moulage à une pression de 80 atmosphères au moins. Uniquement à titre indicatif, on donnera dans ce qui suit les données numériques relatives à une plaque réalisée conformément aux figures 5 et 2 et les résultats d'essais de rupture effectués sur cette plaque. Une telle plague a une longueur de 9 n, une hauteur de 200 mn et un pas (distance entre les sommets des deux parois latérales ) de 800 mm, L'épaisseur s de la plaque est de 8 mm, l'inclinaison des parois latérales est de 600 et l'épaisseur d des parois de fond est donc de 16 =n. L'armature de chaque partie de fond est constituée par cing fils de fer parallèles d'un diamètre de 4 mm, placés à des distances égales d'environ 20 mm. Les fils de liaison transversaux ont un diamètre de 0,8 nn, et ils sont placés à des intervalles de 200 mm. On fait supporter cette plaque sur deux appuis séparés l'un de l'autre par une distance de 8,50 m et on la sonnet à une charge croissante concentrée au centre. Â 600 ka, on obtient la rupture de la partie en amiante-ciment (avec une flèche au centre d'environ Il cn). Juste après la rupture, sept personnes montent sur la plaque, sans qu'elle cède complètenent. En fait, l'armature métallique supporte cette surcharge, malgré la rupture de 1 'amiante-ciment. Cet essai montre clairement le degré de sécurité esLtrêmement élevé que permet d'atteindre l'invention. Il est clair que les chiffres précités, ainsi que l'exemple de réalisation décrit, ne sont nullement limitatifs. En particulier, on observera que le profil trapézo- dal double n'est pas obligatoire et qu'il peut titre modifié à volonté, par exemple remplacé par un profil simple. L'inclinaison des parois latérales peut varier entre certaines limites, du moment que l'on choisit ensuite de façon correspondante l'épais seur du fond de la plaque. On peut également modifier le procédé de fabrication à condition de conserver la phase de moulage élastique uniforme à une pression d'au moins 80 atmospSres, en se rappelant qu'avec des pressions inférieures, les rési1tats obtenus diminuent de façon asymptotique. REV13NDICgIONS 1. Elément autoportant en amiante-ciment destiné en particulier à la couverture de bâtiments, constitué par une plaque ayant une section transversale sensiblement trapézodale ouverte, et au moins un fond plan, caractérisé en ce que le fond a une épaisseur accrue par rapport à ltépaisseur constante des parois latérales inclinées d'une quantité qui est fonction de cette épaisseur constante et de l'angle d'inclinaison des parois latérales, ce fond d'épaisseur accrue contenant une armature métallique qui y est incorporée intimement ,constituée par plusieurs fils longitudinaux parallèles tenus espacés par des fils de liaison transversaux. 2. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur du fond est égale à l'épaisseur constante des parois latérales divisée par le cosinus de l'angle d'inclinaison de celles-ci par rapport au plan du fond. 3. Elément selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le fond est constitué par une couche double d'amiante-ciment renfermant l'armature métallique. 4. Elément selon les revendications 1 à 3 réunies caractérisé en ce que l'armature métallique a une longueur inférieure à la longueur totale dudit élément, de façon que ses extrémités soient également complètement noyées dans l'amianteciment. 5. Procédé de fabrication d'éléments en amianteciment selon la revendication 1, à partir d'une plague constituée par une feuille d'épaisseur constante en amiante-ciment mise en forme selon le profil désiré, caractérisé en ce que l'on dépose sur le fond de cette feuille mise en forme encore à l'état humide une armature métallique constituée par des fils parallèles espacés reliés par des fils transversaux, on place sur cette armature une seconde couche d'amiante-ciment frais,. on introduit l'article obtenu dans une matrice ayant une paroi perforée pour le drainage et une paroi opposée expansible élastiquement puis on soumet l'article à une pression uniforme d'au moins 80 atmosphères, et, enfin, on laisse sécher l'article terminé. 6. Procédé. selon la revendication 5, caractérisé en ce que la seconde couche placée en correspondance avec le fond de l'élément sur 1' armature métallique est constituée par une feuille d'amiante-ciment préformée. 7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on confectionne directement la seconde couche avec de 1 'amiante-ciment frais sur l'armature métallique en correspondance avec le fond de l'élément.