Brevet FR2343865A1 — publié le 19771007

La présente invention se rapporte à des éléments de structure préfabriqués tels que des poteaux, pieux, mats, piliers etc... et plus particulièrement à de tels éléments destinés à être accouplés bout à bout pour réaliser de grandes longueurs. Ces éléments peuvent être en béton armé ou en résine synthétique d'une manière générale en toute matière coulable ou moulable. I1 existe de tels éléments, notamment des pieux en béton armé, formés d'une succession de sections préfabriquées qui sont lors de la mise en place du pieu ou mat, soit soudées les unes aux autres soit reliées entre elles à l'aide d'organes mécaniques tels des boulons ou des clavettes. Get assemblage ne peut se faire que sur le chantier et lorsqu'on bat des pieux en terre, il faut interrompre l'opé- ration de battage pendant le temps nécessaire à la liaison des éléments juxtaposés chaque fois qu'une longueur de pieu a été battue en terre. Cette opération de liaison est longue, d'une durée comparable au temps nécessaire pour battre en terre une longueur de pieu, et nécessite une main d'oeuvre qualifiée. Ceci représente des temps morts importants tant au point de vue du matériel de battage utilisé que du personnel nécessaire. I1 existe également des mats comportant à l'une de leurs extrémités un cône femelle destiné à recevoir un cône male d'une extrémité d'un autre mat. Cette disposition facilite la mise en place des sections de mats mais ne permet pas de supprimer un assemblage mécanique par soudage ou collage de ces sections. En effet les cônes ne permettent qu'un positionnement grossier des sections l'une par rapport à l'autre mais ne permettent pas la transmission d'efforts de flexion. Ces cônes ne sont pas autobloaants. La présente invention a pour objet un élément de structure préfabriqué tendant à obvier aux inconvénients précités et qui se distingue par le fait qu'il présente une forme générale cylindrique ou prismatique allongée; par le fait que l'une de ses extrémités est munie d'un cône tronqué femelle tandis que son autre extrémité est munie d'un cône tronqué mâle de dimensions correspondantes et par le fait que l'angle au sommet de ces cônes tronqués est tel que lorsqu'un cône mâle est introduit dans un cône femelle d'un élément adjacent, l'assemblage obtenu soit autobloquant. La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication de l'élément préfabriqué décrit selon lequel on muni les extrémités d'un élément de structure cylindrique ou prismatique d'une surface tronçonique mâle respectivement femelle de dimensions correspondantes de telle sorte que l'accouplement de deux éléments réalisés par l'installation d'un cône mâle dans le cône femelle de l'élément adjacent soit autobloqant. Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple trois formes d'exécution de l'élément de structure préfabriqué selon l'invention. Les figures 1 et 2 illustrent en coupe longitudinale une première forme d'exécution de l'élément en position désaccouplée, respectivement accouplée. La figure 3 est une vue semblable à celle de la figure 1 d'une seconde forme d'exécution de ltélément. La figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3. La figure 5 est une coupe semblable à celle de la figure 1 d'une troisième forme d'exécution. Dans les formes d'exécution illustrées, l'élément de structure préfabriqué peut être une section d'un mat ou d'un pieu en béton armé. La longueur de chaque élément peut être par exemple de l'ordre de 2 à 10 mètres et sa section être circulaire, ovale, elliptique ou polygonale. Pour diminuer le poids de ces éléments ils sont généralement creux. Ainsi le corps d'un élément se présente sous la forme d'un tube prismatique ou cylindrique 1 en béton munis d'armatures longitudinales 2 et d'armatures transversales, fermées sur elles-mêmes 3. L'une des extrémités du corps présente une surface terminale annulaire 4 cerclée par une frette métallique 5 et un tronc de cône mâle 6 dont la surface externe est réalisée en tôle roulée 7. Les armatures 8, soudées à la tôle 7 sont noyées dans le corps 1 pour assurer une bonne liaison du cône 6 avec ce corps 1. L'autre extrémité du corps est munie d'un tronc de cône femelle 9 dont la surface externe est également formée par une tôle roulée 10. Cette extrémité comporte également une surface annulaire 11 cerclée par une frette métallique 12. Les angles au sommet des troncs de cônes 6 et 9 sont les mêmes et ils sont calculés compte tenu du coefficient de frottement des surfaces en contact, de telle sorte que lorsque les cônes 6, 9 sont emboîtés (figure 2) ils constituent un accouplement autobloquant. La dimension des cônes 6, 9 est telle qu'ils s'emboîtent librement l'un dans l'autre et que leurs surfaces externes entrent en contact intime alors que les surfaces annulaires 4, 11 sont encore séparées par une distance dépendant de la valeur de l'angle du cône, par exemple comprise entre quelques dixième de millimètres et quelques centimètres. Deux éléments adjacents sont alors amenés, soit sous l'effet de leur propre poids, soit lors du battage s'il s'agit de pieux, dans la position de service illustrée à la figure 2 pour laquelle les surfaces annulaires 4 et 11 entrent en contact et permettent la transmission des efforts axiaux d'un élément sur l'autre. L'accouplement autobloquant réalisé par les cônes ne permet pas la séparation des éléments sauf si ceux-ci sont séparés avec une violente traction. Les frettes métalliques 5, 12 permettent d'éviter une détérioration des surfaces annulaires 4, 11 lors d'une opération de battage ou simplement lors du transport des éléments. Des essais ont montré que re moment que peut transmettre l'accouplement à cône d'un élément sur l'autre est aussi grand que celui que peut supporter chaque élément. Cet accouplement ne constitue donc pas un affaiblissement local d'un pieu ou d'un mat obtenu par la juxtaposition de plusieurs éléments. Ces éléments sont généralement réalisés par la technique dite de béton centrifugé en une seule pièce, les parois métalliques 7, 10 constituent des moules pour les parties côniques des éléments. Dans un autre mode de fabrication les éléments sont simplement vibrés. Dans ce cas on peut utiliser soit des cônes préfabriqués (avec ou sans cônes métalliques) soit des moules de précision disposés dans le moule vibrant des éléments. En variante, ces éléments peuvent être réalisés en plusieurs étapes. Dans un premier temps on moule, dans des moules de précision, les extrémités comportant les parties côniques; les armatures 8, respectivement 2, émergeant hors des pièces terminales finies. Puis dans un second temps, ces extrémités préfabriquées sont placées au bout du moule rotatif dans lequel est réalisé le corps central, centrifugé, de l'é- lément. La liaison entre les extrémités préfabriquées et le corps étant assurée par les armatures noyées partiellement dans les extrémités et partiellement dans le corps. Dans le cas où l'on utilise ce mode de fabrication il est possible de supprimer les tôles 7 et 10 entourant les parties côniques des extrémités des éléments. En effet, ces extrémités étant réalisées à part dans des moules précis, les surfaces côniques brutes de démoulage sont d'une précision suffisante, et d'une résistance également suffisante, pour assurer la fonction d'accouplement entre deux éléments. Ceci est particulièrement possible avec la seconde forme d'exécution illustrée aux figures 3 et 4, les armatures 8 n'étant pas en contact avec la tôle et une série d'armatures transversales 14 étant prévue dans le cône mâle. Pour renforcer la tenue des éléments accouplés à une flexion on prévoit une frette métallique 15 cerclant l'élément au voisinage de l'extrémité interne de la partie cônique femelle 9. Dans une variante ces frettes métalliques peuvent être noyées dans le béton formant les éléments et constituer un élément de leur armature. Ces nouveaux éléments suppriment toute opération d'accouplement, il suffit en effet de les placer l'un sur l'autre pour les fixer ensemble. Ceci permet une économie de temps et de main d'oeuvre. La figure 5 illustre une forme d'exécution dans laquelle les connes 6 et 9 ne sont pas munis d'un recouvrement métallique. Ces pièces d'extrémités sont réalisées uniquement en béton armé et ce sont directement des surfaces en béton qui sont en contact l'une avec l'autre. Les chiffres de référence utilisés dans cette figure désignent les mêmes éléments que les chiffres correspondants figurant aux figures 1 à 4. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Elément de structure préfabriqué caractérisé par le fait qu'il présente une forme générale cylindrique ou prismatique allongée; par le fait que l'une de ses extrémités est munie d'un cône tronqué femelle tandis que son autre extrémité est munie d'un cône tronqué mâle de dimensions correspondantes; et par le fait que l'angle au sommet de ces cônes tronqués est tel que lorsqu'un cône mâle est introduit dans un cône femelle d'un élément adjascent, l'assemblage obtenu soit autobloquant. 2. Elément selon la revendication 1, caractérisé par le fait queles extrémités du corps de l'élément sont cerclées d'une frette métallique. 3. Elément selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'extrémité de l'élément présentant le cône femelle est muni d'une seconde frette métallique située approximativement vers l'extrémité intérieure de ce cône femelle. 4. Elément selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est réalisé en béton armé ou précontraint. 5. Elément selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les surfaces libres des troncs de cônes mâle et femelle sont formées d'une tôle. 6. Procédé de fabrication d'un élément de structure préfabriqué caractérisé par le fait qu'on muni les extrémités d'un élément de structure cylindrique ou prismatique d'une surface tronçonique mâle respectivement femelle de dimensions correspondantes de telle sorte que l'accouplement de deux éléments réalisés par l'installation d'un cône mâle dans le cône femelle de l'élément adjascent soit autobloquant. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'on fabrique au préalable des extrémités de I'élément, dans des moules de précision, puis qu'on place ces extrémités préfabriqué dans un moule rotatif ou vibrant pour la fabri cation du corps, la liaison des extrémités au corps étant assurée par des armatures noyées dans les extrémités et disposées dans le moule formant le corps de l'élément. 8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'on place dans un moule rotatif ou vibrant des noyaux ou moules de précisions d'extrémités permettant de donner aux extrémités de l'élément les formes tronçoniques mâle et femelle requises.