Brevet FR2321018A1 — publié le 19770311

Pour permettre la construction rapide et aussi peu onéreuse que possible de bâtiments en diminuant les travaux-à exécuter sur le chantier, on a proposé depuis longtemps d'appliquer le principe de la préfabrication lourde en fabriquant en usine des éléments lourds de murs, de poteaux ou de planchers ou même de caissons délimitant des pièces dthabitation, mais cette préfabrication lourde se heurte à de sérieux problèmes de manutention, de gabarits, de transport et de levage.C'est ainsi que le transport par convois exceptionnels ne peut se faire pratiquement que sur de courtes distances et la mise en oeuvre d'éléments préfabriqués lourds impose l'utilisation d'appareils de levage de grande puissance et très coûteux, de sorte que ces difficultés limitent beaucoup les possibilités d'application du procédé de construction par éléments préfabriqués lourds. On a proposé aussi de construire des structures en béton en utilisant le principe de coffrages perdus, c'est-à-dire de panneaux préfabriqués destinés à eAtre posés et fixés sur place pour former les parements de murs ou de structures comparables dont l'intérieur était coulé entre ces deux parements en éléments préfabriqués mis en place séparément.Cependant, si ce procédé peut éviter les difficultés de transport et de levage d'éléments lourds, il présente le très grave inconvénient d'imposer sur place un travail long et délicat d'assemblage et de pose des coffrages nécessitant l'emploi d'une main-d'oeuvre spécialisée importante travaillant sur le båtiment ou la structure à construire dans des conditions souvent difficiles et la mise en place de ces coffrages perdus est finalement très conteuse, de sorte que le prix de la construction reste très élevé. La présente invention a pour but essentiel d'éviter à la fois les inconvénients des deux procédés typiques rappelés cidessus en utilisant des coffrages préfabriqués relativement légers qui évitent non seulement la nécessité de prévoir des moyens de transport spéciaux et d'avoir recours à des appareils de levage de grande puissance, mais qui sont en outre conçus pour réduire au minimum les travaux d'assemblage et de pose à effectuer sur place, ce qui permet de se dispenser sur le chantier tune main-d'oeuvre de pose hautement qualifiée tout en réalisant la construction dans des temps très courts et de façon très économique. Pour l'obtention des résultats ci-dessus, le procédé selon l'invention, qu'on exposera en se référant à la construction de murs mais qui est applicable à la construction d'autres ouvrages de bâtiments ou de travaux publics, se caractérise essentiellement par le fait qu'en usine on moule en série des dalles minces de parement présentant des feuillures ou évidements appropriés sur leurs bords, qu'on prépare ensuite des panneaux de coffrage composés de plusieurs dalles juxtaposées et destinés à constituer les parements des structures à construire et qu'enfin on assemble à un écartement variable selon la structure à construire deux panneaux de parement parallèles écartés dont les dalles adjacentes sont solidarisées entre elles par des branches de croix s'étendant le long des lignes de jonction des dalles sur les faces internes en regard des deux parements, de façon a réaliser un ensemble de double coffrage assez léger pour etre mis en place par des moyens de levage de moyenne puissance et permettre rapidement la coulée entre les parements du béton intérieur sans de longues et 'délicates opérations préalables de montage sur place de deux parois de coti= frage séparées. bes croix solidarisant les dalles adjacentes d'un panneau de parement peuvent ventre en ciment ou en métal et peuvent présenter des nervures cimentées ou collées dans les feuillures des dalles. On peut prévoir des croix séparées pour les faces internes des deux parements et relier ces croix par- des tirants transversaux accrochés et liés à deux croix en regard appartenant aux deux panneaux de parement associés, notamment dans le cas de la construction de murs dtépaisseur relativement grande, Cependant, dans le cas de murs de faible épaisseur, on peut utiliser des croix communes aux deux parements auxquels elles sont liées. Au lieu de présenter des nervures s'encastrant dans les feuillures le long des onctions de dalles, on peut prévoir des aciers verticaux et horizontaux liés aux dalles adjacentes dans ces feuillurefi et coller ou cimenter les croix le long des lignes de jonction. Les dalles minces préfabriquées sont de préférence en béton fortement dosé renforcé par un grillage d'armature. On comprendra que le béton coulé entre les parements exposés ci-dessus pourra entre, suivant les besoins, du béton courant ou du béton cellulaire, selon les caractéristiques dsiso- lation thermiques désirées et on pourra associer aux parements ou au béton intérieur des moyens particuliers dtisolation thermique. in outre, les ensembles préfabriqués de double coffrage pourront comprendre intérieurement entre les deux parements tous systèmes dtarmature désirés. Dans tous les cas, les panneaux dont l'assemblage doit constituer les doubles coffrages-auront avantageusement le caractère définitif d'un parement extérieur ou intérieur selon le cas. Les feuillures marginales des dalles ou certaines dtentre elles pourront présenter un profil tel que le parement que constituent ces dalles présente sur sa face interne, le long des jonctions des dalles, des évidements à section en queue d'aronde dans lesquels le liant utilisé pour la fixation des aciers des croix ou pour la coulée du béton intérieur entre les parements réalisera un ancrage résistant. Bien que les ensembles de double coffrage, même avec des armatures incorporées, restent d1un poids relativement faible et peuvent titre transportés de l'usine au chantier par des moyens de transport courants, on comprend quton pourra aussi fabriquer et stocker les dalles en grande série en usine et les assembler en éléments de coffrage sur le lieu d'utilisation, mais au sol, à l'aide d'une installation foraine amenée sur place tandis que les ensembles de double coffrage prêts à l'emploi seront posés sur l'ouvrage en construction par des moyens de levage de moyenne puissance. On comprend, dtaprès les caractéristiques générales du procédé exposées ci-dessus, que l'invention permet de réaliser des ensembles comprenant deux parements finis s'étendant sur une surface variable, en principe d'une largeur variable et d'une hauteur cor- respondant à celle dsun étage pour un mur de btiment et que ces ensembles composésrde dalles solidatisdes et bloquées entre elles ont des dimensions et poids assez réduits pour permettre facilement leur manutention, leur transport et leur pose dans la structure à construire par des-moyens courants. Pour bien faire comprendre l'invention, on en décrira ci-après plus en détails quelques exemples d'exécution en référence au dessin schématique annexé, dans lequel la figure 1 montre en perspective un premier panneau de parement qui est composé de six dalles et sur la face interne duquel on a représenté schématiquement deux exemples de branches de croix pour ltassemblage d'un second panneau de parement de m8me dimension la figure 2 montre le second panneau de parement associé, vu par sa face interne la figure 3 est une coupe horizontale fragmentaire montrant un exemple de jonction de deux dalles juxtaposées la figure 4 est une coupe verticale montrant un exemple analogue de jonction pour deux dalles superposées la figure 5 est une vue en perspective d1un élément en croix à fixer aux faces internes de deux panneaux de parement associés la figure 6 est une vue en perspective d'un élément en croix à fixer à une face interne d'un panneau de; pareent la figure 7 est une vue fragmentaire à plus grande echelle d'une branche d'un élément en croix à fixer sur la face interne d'un panneau de parement et présentant sur sa face opposée au panneau une douille d'encastrement pour un tirant transversal entre les deux parements la figure 8 montre un tirant s'encastrant par ses extrémités dans des douilles d'éléments en croix selon la figure-7 fixés a deux panneaux de parement opposés la figure 9 est une vue d'une dalle isolée sur laquelle on a représenté plusieurs moyens de fixation selon l'invention la figure 10 est une vue en perspective d'un pilier porteur isolé constitué suivant le même principe que celui appliqué à un mur ; et la figure il est une vue en perspective d'un pilier porteur incorporé dans un mur selon l'invention. Sur la figure 1, on a représenté un panneau de coffrage pour former un parement fini de mur intérieur ou extérieur. Ce panneau, indiqué de façon générale en 1, est composé dans l'exemple représet de six dalles rectangulaires 2 identiques en béton présentant des feuillures sur leurs côtés. Aux angles de jonction des dalles, des éléments de fixation sont liés aux dalles adjacentes et ces éléments, en métal ou en ciment, peuvent à la jonction de deux dalles comprendre des éléments 3 ayant une forme générale en 1 composée de trois branches de croix et, à- la jonction de quatre dalles, des éléments 4 ayant une forme en croix complète.On comprend qu'on n'a représenté schématiquement sur la figure 1 qutun-seul élément de fixation de chacun de ces deux types mais qu'en réalité il y aurait un élément de fixation à chaque angle de dalle adjacent à un angle d'une dalle voisine, Un panneau de mur tel que 1 est destiné a être assemblé à un panneau analogue 5 de meme dimension représenté schématiquement sur la figure 2 et formant le coffrage ou parement fini opposé de la portion de mur à couler entre les deux panneaux 1 et 5 quand ensemble assemblé 1-5, après avoir été complété éventuellement par des armatures intérieures d'acier,est mis en place dans la structure en cours de construction0 Sur la figure 2 on a représenté schématiquement en 6 d'autres moyens de liaison des deux panneaux 1-5 constitués par des pièces d'ancrage destinées à autre réunies à des pièces similaires d'un panneau opposé par des tirants horizontaux transversaux accrochés par leurs deux extrémités aux pièces d'ancrage 6 comme on l'expliquera ci-après plus en détails On pourra -prévoir notamment ces pièces d'ancrage 6 sur les bords des panneaux de parement pour compléter la liaison entre les deux panneaux de parement assurée par les croix.En dtautres termes, l'assemblage entre deux panneaux dtun bloc de coffrage double peut se faire soit par les éléments 3-4 liés aux deux panneaux, soit par les tirants dont il est question ci-dessus prévus entre deux croix ou entre deux dalles opposées, soit par ces deux moyens simultanément, les liaisons par les organes de fixation étant complétées par collage ou cinientage de ces organes comme on ltexpli- quera dans la suite de l'exposé. Pour faciliter la compréhension de l'invention on expliquera dès maintenant en se référant aux seules figures 1 et 2 le principe de construction selon l1invention qui consiste à fabriquer en usine des dalles en béton 2 moulées en série, à constituer par juxtaposition de dalles identiques des panneaux de parement tels que i ou 5, à assembler parallèlement deux panneaux correspondants à 11 écartement désiré en assurant leur liaison rigide par les organes de fixation de -façon a constituer un bloc rigide (en principe de la hauteur d'un étage) qui peut etre manutentionné et transporté sans difficultés exceptionnelles, à insérer stil y a lieu entre les deux panneaux de parement des armatures appropriées pour la constitution de blocs de coffrage double équipés dlarmatures et enfin à mettre en place les blocs un par un dans la structure en cours de construction pour y couler sur place le béton intérieur qui forme le noyau du mur construit. L'assemblage des dalles en panneaux suivi de l'asseablage de deux panneaux en un bloc de coffrage peut se faire en usine pour le transport ultérieur des blocs mais, dans le cas de grandes distances ou de constructions importantes, on peut aussi prévoir lé tU > nsport séparé des dalles individuelles et des moyens d'assem blage de l'usine au chantier de construction et procéder à 1' assemblage au chantier mais sur le sol dans une installation foraine pour mettre finalement en place, par des moyens de levage de force portante moyenne, les blocs de coffrage déjà assemblés au sol. On expliquera maintenant quelques exemples d'application du principe de construction exposé ci-dessus en référence aux figures 3 & Il du dessin annexé qui n'ont évidemment aucun caractère limitatif. Bes figures 3 et 4 montrent un moyen d'assemblage entre elles des dalles dtun panneau0 Sur la figure 3 on a représenté en 7 les bords verticaux de deux dalles juxtaposées 2 coulées en béton avec une armature de grillage 8 et on voit que ces bords présentent duté intérieur dtun parement de coffrage une feuillure 9 profilée de façon que les feuillures verticales adjacentes des deux dalles ménagent entre elles une cavité de retenue en.queue d'aronde 10 dans le fond de laquelle on loge une barre d'acier verticale Il s'étendant sur toute la hauteur dtun panneau0 Sur la figure 4, on a représenté en 12 les bords horizontaux de deux dalles superposées 2 présentant du côté intérieur une feuillure 13 a profil rectangulaire de façon que les deux feuillures 13 de dalles superposées ménagent par leur association une cavité horizontale 14 dans laquelle se loge une barre d'acier horizontale 15. Les dalles 2 ont par exemple une épaisseur de 20 mm et, dans l'exemple de blocage mutuel des-dalles 2 par les barres 13-15- selon les figures 3 et 4 ces barres sont avantageusement posées dans les feuillures des dalles en un bain d'une colle de résine époxydique sous forme d'une ptte thyrotropique à deux composante sans solvant. On remarquera qu'une partie de la cavité en queue d'aronde 10 reste vide pour l'ancrage du béton destiné a titre coulé entre les parements pour la construction du mur. 't'invention n'est cependant pas liftée à 11 utilisation des barres d'acier 11-15 ou au mode préféré ci-dessus d'obtention de leur adhérence aux dalles. Sur la figure 7, les bords verticaux des faces extérieures des dalles 2 sont presque jointifs tandis que sur la figure 4 on a représenté extérieurement des feuillures 16 ménageant des joints d'un enduit. approprié, éventuellement coloré dans un but décoratif0 On comprendra qu'on peut prévoir exclusivement des joints extérieurs selon la figure 3 ou la figure 4 ou combiner les deux types de joints d'une façon désirée quelconque en utilisant des dalles a & o feuillures appropriées.Le choix des joints dépendra évidemment de la position de la face extérieure de parement dans le bttiment, notamment du fait que cette face est exposée en façade à ltextérieur ou constitue au contraire la face apparente dtun mur-intérieur. La figure 5 montre un élément métallique de fixation en croix indiqué de façon générale en 4, destiné à entre collé ou cimenté aux deux faces en regard des deux panneaux 1-5 d'un bloc de coffrage double en déterminant par son épaisseur l'épaisseur de la coulée de béton qui constituera le noyau du mur à construire0 Cet élément se Compose des membrures de deux croix parallèles 17-18 entretoisées par une t81e transversale verticale 19 et des tales transversales horizontales 20, ces tales 19 et 2O pouvant autre percées de trous ancrage de béton tels que 21 pour l'accrochage du béton a couler à l'intérieur du coffrage et pouvant présenter en outre de plus larges trous d'allègement 22. Pour l1assemblage, on fera d'abord adhérer les croix de fixation 4 contre un des deux panneaux du bloc de coffrage par une colle époxydique ou une couche de ciment, puis on fera adhérer ensuite le second panneau 5 aux faces opposées des croix en exerçant un serrage approprié des deux panneaux l'un vers l'autre. Les éléments de fixation 3 en T pour des jonctions de deux dalles seulement sur chaque panneau peuvent entre établis de façon tout à fait analogue avec cette seule différence que l'une des quatre branches de la croix est supprimée. 't'utilisation d'éléments de fixation tels que celui représenté sur la figure 5, destinés à entre liés directement aux deux faces en regard des deux panneaux 1-5 d'un bloc, convient particulièrement pour des murs d'épaisseur relativement faible. Dans le cas de murs de plus grande épaisseur, on peut relier entre eux par des tirants horizontaux transversaux des éléments de fixation liés respectivement aux faces en regard des deux panneaux et on a repre- senté les éléments en croix sous une forme un peu différente sur les figures 6 et 7.Chacun de ces éléments est constitué par une croix 23 présentant sur une face une nervure 24 prévue pour stenga- ger dans des cavités verticales et horizontales des feuillures marginales de dalles profilées à cet effet tandis que l'autre face porte des pièces d'ancrage creuses 25 formant douilles, par exemple an métal, dans les cavités 26 desquelles.peuvent s'accrocher les extrémités coudées 27 de tirants 28 (figure 8) reliant deux pièces d'ancrage 25. en regard solidaires de deux panneaux associés. Les pièces d'ancrage 6 dont il a déjà été question peuvent 8tre constituées comme les pièces 25. Bes croix 23 peuvent être collées ou cimentées aux panneaux comme on l'a déjà indiqué et les pièces d'ancrage 25 peuvent de même etre collées ou cimentées aux croix tandis que les extrémités 27 des tirants 28 peuvent être cimentées dans les cavités 26 des pièces ancrage 25. La figure 9 résume schématiquement les possibilités de fixation précédemment mentionnées et on a indiqué sur une face interne d'une dalle d'un panneau les divers moyens de fixation utilisables (séparément ou enmbinaison) par les mimes chiffres de référence qu'aux figures précédentes. La figure 10 montre en perspective avec arrachement la constitution delon les mimes principes d'un coffrage de pilier porteur isolé à section rectangulaire dont chacun des quatre cotés est formé par superposition de dalles 29 réunies intérieurement aux angles par des organes de fixation en corniéres 30 aux extrémités haut et bas du coffrage et par des éléments en croix 31 entre dalles superposées, ces éléments 31 comprenant une membrure verticale en cornière 32 avec deux branches horizontales 33 formant avec la membrure 30 un trièdre trirectangle.Â l'intérieur de ce coffrage est attachée l'armature convenable 34 du pilier à couler. La figure Il montre en perspective avec arrachement la construction d'un pilier porteur incorporé dans un mur, par exemple en béton cellulaire0 On a indiqué en 35-56 les panneaux d1un bloc de coffrage et en 37-38 ceux d'un bloc de coffrage écarté du précédent pour la construction du pilier incorporé0 Des coulées de béton, par exemple de béton cellulaire, dans les deux blocs écartés sont limitées par des parois verticales transversales 59-44 et le double coffrage du pilier incorporé comprend deux panneaux de parement 41-42, la face interne du parement extérieur étant revote d'un garnissage d'isolation thermique 43 en résine synthétique tandis que le système d'armatures du pilier a été indiqué en 44. Le principe de construction exposé ci-dessus pour les murs intérieurs ou extérieurs est applicable à la construction des poutres et linteaux dont la base et les deux côtés seront constitués par des dans préfabriquees en série et liées entre elles par des moyens analogues à beux indiqués pour les murs de façon à former des sortes d'auges horizontales, de longueurs variables selon lesbsoins, dans lesquelles seront fixées le. armatures de la poutre ou du linteau dont le noyau intérieur sera coulé sur le baAtiment après mise en place du coffrage à trois côtés constitué lar l'assemblage des dalles complété par les armatures intérieures Comme dans le cas des ensembles de panneaux de murs, on utilise ainsi un coffrage armé préfabriqué qu'il est possible de manutentionner, de transporter et de mettre en place par des moyens simples sans aucun risque de déformation ainsi on voit que l'invention permet de préparer pour toutes les parties principales d'un bâtiment des coffrages complets équipés des armatures et éventuellement d moyens d'isolation therique et composés de dalles qui sont assemblées et bloquées les ne s par rapport aux autres en permettant la manutention et le transport ou la mise en place de ces coffrages sans aucun risque de dêformftion pendant ces opérations ni au cours de la coulée du béton effectuée sur la construction. On remarquera qu'après cette coulée de béton,qui pénètre dans les cavités en queue d'aronde ménagées le long des jonctions de dalles, le béton coulé comrrlte la retenue des dalles par les parties en queue d'aronde et permet d'aboutir à une construction monolithique d'une très grande résistance. Bien qu'on ait décrit l'invention, à titre d'exemple, en se référant plus particulièrement à la construction d'un bâtiment, on comprendra quelle n'est nullement limitée à la construction de bâtiments d'habitation et qu'elle peut s'appliquer à de nombreux ouvrages de génie civil en présentant les mimes avantages de rapidité de mise en oeuvre des coffrages préfabriqués. R E V E N D I Z A 2 I O N SO 1. Procédé de construction de bâtiments ou autres structures en béton à l'aide de parements préfabriqués et assemblés, caracterisé par la fabrication en usine de dalles minces de parement ovules en série et présentant des feuillures ou évidements appropriés sur leurs bords, par l'assemblage de panneaux de coffrage qui sont composés de plusieurs de ces dalles juxtaposées et qui sont destinés à constituer les parements de structures à construire et enfin par l'assemblage, à un écartement variable selon la structure à construire, de deux panneaux de parement parallèles écartés dont les dalles sont solidarises entre elles notamment le long de leurs jonctions de façon à réaliser un ensemble de double coffrage assez léger pour etre mis en place sans déformation par des moyens' de levage de puissance modérée et pour permettre rapidement la coulée entre les parements du béton intérieur sans de longues et délicates opérations préalables de montage sur place de deux parois de coffrage séparées. 2. Procédé de construction selon la revendication 1, dans lequel les deux panneaux de chaque double coffrage sont composés de dalles identiques qui sont solidarisées entre elles dans chaque panneau par la pose dans leurs lignes de joints de barres d'acier verticales et norizontales liées aux dalles. -. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la liaison des barres d'acier aux dalles s'effectue par un bain de colle constitués par une résine époxydique à deux composants sans solvant utilisable sous forme de pâte thixotropique. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les deux panneaux d'un ensemble de coffrage sont liés entre eux par des éléments de fixation en forme de branches de croix prévus particulièrement aux angles des dalles des deux panneaux en s'étendant le long des joints entre les dalles. 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel chaque élément de fixation sous forme de croix complète ou partielle, en béton ou en métal, est lié à l'un des deux panneaux par cimentage ou adhérence par colle époxydique puis au second panneau. 6. Procédé selon la revendication 4, dans lequel des éléments de fixation en croix complète ou partielle sont liés en regard les uns des autres aux faces internes des panneaux et sont reliés entre eux par des tirants accrochés à des pièces d'ancrage solidaires d'c-léments de fixation opposés sur les deux faces internes des panneaux associés, 7. Application du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes à la construction de poutres ou linteaux, dans laquelle le double coffrage des parois latérales est complété par un troisième panneau formant le fond de la poutre ou du linteau à couiner, 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel les dalles sont expédiées de l'usine au lieu d'utilisation ou elles seront assemblées au sol à l'aide d'une installation foraine amenée sur place, tandis que les ensembles de double coffrage ?rts à l'emploi sont alors mis en place sur l'ouvrageeL construction par des moyens de puissance modérée.