Brevet FR2410110A1 — publié le 19790622

La présente invention concerne la construction en béton d'une enceinte quelconque délimitée par un mur périmétrique s 'étendant au moins partiellement sur tous les côtés d'une telle enceinte qui peut affecter, en section, la forme d'un polygone régulier ou irrégulier possédant des côtés en nombre pair ou impair. La présente invention est plus particulièrement relative à la construction d'enceintes telles que les tours, les cheminées ou encore les alvéoles ou cellules de locaux ou bStiments à usage industriel ou domestique, Pour réaliser les murs périmétriques de telles enceintes, on met généralement en oeuvre des coffrages plans constitués sur place au moyen de panneaux élémentaires ou érigés par l'intermédiaire de panneaux pré-réalisés et généralement dénommés banches Ces moyens permettent de délimiter convenablement un mur périmétrique mais présente l'inconvénient majeur d'exiger un temps de montage et de démontage excessivement long et de requérir en plus un personnel important. Pour remédier à ces inconvénients majeurs, on a proposé de mettre en oeuvre des coffrages du type tunnel permettant de réaliser la coulée simultanée de deux murs parallèles et de la partie de dalle de niveau ou de plafond les réunissant. Un tel matériel devrait permettre de diminuer le temps de montage ou de constitution préalable à l'opération de coulpe, mais en réalité, il s 'avère que la mise en place soulève des problèmes délicats de mise de niveau étant donné qu'il importe de régler relativement chacun des éléments constitutifs du coffrage tunnel qui est le plus souvent formé par deux demienveloppes articulées. Un autre inconvénient de ce matériel réside dans le fait qu'il ne peut etre mis en oeuvre pour l'exécution de cellules contigus étant donné qutil importe de laisser subsister deux accès au droit des extrémités du tunnel de manière à permettre sa mise en place et son retrait. Par ailleurs, avec un matériel du genre ci-dessus, il est nécessaire de faire intervenir un appareillage de retrait pour provoquer le glissement lors du décoffrage -dans un sens ou dans l'autre pour dégager les éléments constitutifs du coffrage tunnel par rapport à la partie de construction réalisée. Un tel appareillage de traction doit obligatoirement trouver place directement sur le plan de déplacement considéré, ce qui pose un problème totalement insoluble lorsque le coffrage tunnel est amené, par progressions horizontales successives, à proximité d'une façade et en étage, c'est-à-dire dans une situation où n'existe plus de pan d'appui pour l'appareillage de traction et de déplacement. Si un tel matériel peut trouver une certaine application, par exemple dans la construction de bâtiments de caractéristiques particulières, tels que des fours, des entrepôts, des tunnels, etc, il est exclu qu'il puisse etre mis en oeuvre pour l'exécution des différentes cellules ou alvéoles d'un batiment à usage domestique ou non, ainsi que pour la réalisation de maisons d'habitation. La présente invention résoud le problème ci-dessus en proposant un nouveau procédé et matériel pour la construction en une seule opération du mur périmétrique ou de la ceinture d'une enceinte ou alvéole délimitée au moins en partie sur ses quatre côtés et réalisée en béton coulé armé ou non. L'objet de l'invention est particulièrement conçu pour réduire et faciliter les opérations de montage et de démontage, c'est-à-dire de coffrage et de décoffrage qui peuvent etre exécutées rapidement et par un personnel non spécialement qualifié. L'objet de l'invention permet ainsi d'effectuer un gain La conception de l'objet de l'invention est, en outre, choisie de manière qu'il soit possible d'assurer une adaptation facile du matériel de mise en oeuvre en fonction des caractéristiques dimensionnelles d'une enceinte ou d'une alvéole à réaliser. Selon le procédé de l'invention, on délimite la face intérieure du mur périmétrique d'une enceinte en béton par une cage reliée au coffrage extérieur avec lequel elle ménage un intervalle correspondant au mur périmétrique à réaliser, on coule le béton dans ledit intervalle puis, après séchage, on réduit la section globale de ladite cage pour permettre > par déplacement vertical ascendant, son extraction et le décoffrage interne du mur périmétrique réalisé. Le matériel pour la mise en oeuvre du procédé est caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe extérieure constituée de panneaux coffrants indépendants assemblés et une cage intérieure possédant une section, perpendiculaire à son axe, réglable et constituée par des segments coffrants reliés entre eux par des ensembles d'assemblage comprenant chacun des moyens de réglage de l'écartement relatif de deux segments coffrants contigus et des moyens élastiques de i7approcheme!lt desdits segments. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description ci-dessous faite en référence aux dessins annexas qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La fig 1 est une vue en plan du matériel pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention. les fig. 2 et 3 sont des vues latérales prises selon les lignes Il-Il et 111-111 de la fig. 1. Les fig. 4 et 5 sont des coupes prises respectivement selon les lignes IV-IV et V-V de la fig. 3. La fig. 6 est une vue schématique montrant une caractéristique supplémentaire du matériel. La fig. 7 est une vue partielle analogue à la fig. l mais représentant un des avantages de l'objet de l'invention. La fig. 1 montre à la fois le procédé et le matériel de l'objet de l'invention prévus pour réaliser, en une seule opération, en béton coulé, le mur périmétrique ou la ceinture 1 d'une enceinte représentée, à titre d'exemple, de section carrée. Selon l'invention, le procédé consiste tout d'abord à délimiter le périmètre intérieur définitif du mur ou de la ceinture 1 au moyen d'une cage 2 d'axe vertical qui est exécutée ou construite pour correspondre exactement aux dimensions requises.Une autre opération consiste ensuite à délimiter le périmètre extérieur du mur périmétrique 1 après avoir, si besoin est, réaliser, en appui contre la cage 2, les coffrages de réserve éventuellement nécessaires pour réserver les ouvertures devant etre prévues dans les panneaux constitutifs du mur l. La délimitation du périmètre extérieur s'effectue au moyen d'une enveloppe 3 qui est convenablement solidarisée à la cage 2 de manière à présenter une résistance convenable à la poussée du béton qui peut etre coulé en une seule opération dans l'intervalle deilimité par la cage 2 et l'enveloppe 3. Il est à noter que dans certaines applications, et notamment en fonction des caractéristiques dimensionnelles, c'est-à-dire de la largeur et de la longueur plus particulièrement séparant les panneaux du mur périniétrique 1, il peut etre prévu d'inverser les phases ci-dessus et de constituer tout d'abord l'enveloppe 3 à l'intérieur de laquelle est ensuite placée la cage 2. Dans un tel cas, la mise en place de la cage 2 steffectue par mouvement vertical descendant au moyen de tout appareil convenable habituellement disponible sur tout chantier de construction, c'est-à-dire une grue ou autre moyen de levage analogue. La phase subséquente du procédé après coulage et temps de prise ou de séchage du béton, qui peut etre armé ou non, consiste alors à soumettre la cage 2 à une réduction de ses dimensions dans le plan horizontal, de façon à réaliser un retrait des différentes faces extérieures la délimitant par rapport à la face périphérique intérieure du mur périmétrique 1 pour faciliter l'opé- ration de décoffrage proprement dit qui est terminée en assurant l'extraction de la cage 2 par déplacement vertical ascendant à l'aide des mêmes moyens que ceux mis en oeuvre dans la variante d'exécution ci-dessus consistant à placer la cage 2 après exécution ou construction de l'enveloppe 3. La phase subséquente consiste ensuite à procéder au décoffrage de lten- veloppe 3 exécutée de façon classique, de manière à pouvoir ensuite réutiliser l'ensemble des éléments constitutifs du matériel pour l'exécution d'une autre enceinte ou cellule. Dans le cas où cette nouvelle cellule est contigus à la première réalisée, la constitution de l'enveloppe 3 ne fait alors intervenir, sur la base de l'exemple illustré à la fig. 1, que trois des éléments constitutifs initialement mis en oeuvre pour la constitution de la cellule à base carrée, le quatrième élément de délimitation étant alors constitué directement par l'un des panneaux du mur périmétrique 1. Dans un tel exemple d'application, la cage 2 est reconstituée dans sa forme originelle, c'est-à-dire que les caractéristiques dimensionnelles initiales lui sont de nouveau conférées avant sa mise en place selon l'une ou l'autre des variantes décrites ci-dessus pour permettre ensuite le déroulement d'une seconde phase de coulée. Il est certain qu'il est possible également d'utiliser simultanément EiU- sieurs cages 2 lorsqu'il est souhaité réaliser en une seule opération la coulée des murs périmétriques de plusieurs alvéoles contiguës qui possèdent entre elles des panneaux communs et définissent par leurs faces extérieures le contour périmétrique de la construction à réaliser, laquelle est alors délimitée extérieurement par une enveloppe 3 globale pour l'ensemble des cages 2. Le matériel pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus comprend une cage 2 qui est constituée de manière à former le coffrage interne décrit cidessus et à permettre le déroulement des phases opératoires du procédé. A cet effet, la cage 2 est constituée par des segmentes, en l'occurrence par des éléments d'angle 4 qui sont reliés entre eux par des ensembles d'assemblage 5. Dans l'exemple illustré, les éléments d'angle 4 sont au nombre de quatre et définissent chacun un angle d'une valeur angulaire à un droit. Il est évident qu'ils pourraient etre prévus en un nombre différent et délimiter chacun un angle d'une valeur également différente. De meme, les segments 4 pourraient etre courbes en forme de secteurs de couronne1 ou également de toute autre forme simple ou complexe. Chaque élément d'angle 4 comprend une structure porteuse qui est constituée par des raidisseurs verticaux 6 reliés entre eux par des raidisseurs horizontaux 7. La structure porteuse est destinée à assurer le maintien et l'indéformabilité d'une face coffrante 8 qui, dans l'exemple représenté, est constituéepar deux panneaux fixés sur la structure et raccordée entre eux par un profilé d'angle 9. Dans le cas de réalisation sous la forme d'éléments d'angle tels qu'illus- trés, il est prévu de renforcer les deux partiestplanes le constituant par l'intermédiaire d'entretoises 10 qui sont, de préférence, disposées et rapportées sur les membrures horizontales 7. Chaque élément d'angle 4 est muni sur ses deux rives de deux membrures de liaison 11 qui peuvent etre totalement intégrées ou, de préférence, constituées sous la forme de caissons 12 adaptables sur les deux rives de l'élément d'angle 4 au moyen d'organes d'assemblage démontables 13 tels que des boulons réunissant les raidisseurs horizontaux, ainsi que les raidisseurs verticaux selon une disposition équidistante telle qu'illustrée par la figure 2. Dans tous les cas, la membrure de liaison 11 forme une face transversale 14 qui est disposée pour présenter, par rapport à la partie de la face coffrante à laquelle elle se raccorde, une inclinaison dirigée depuis cette face vers l'intérieur de l'élément d'angle. En d'autres termes, pour un élément d'angle du type de celui représenté à la fig. 1 et comportant des faces 8 planes, chaque face 14 n'est pas disposée perpendiculairement au plan de la face 8 correspondante du segment ou tronçon et pour un élément au moins partiellement courbe, la face 14 n'est pas non plus située parallèlement au rayon définissant ladite courbure. Chaque ensemble d'assemblage 5 est constitué par deux profiles 15 qui sont prévus pour s'étendre, comme cela ressort de la fig. 3, sur toute'la hauteur des membrures de liaison 11 en étant chacun fixé de façon parallèle au bord intérieur de la face 14 correspondante. Ainsi que cela ressort des dessins, chaque profilé 15 peut donc etre considéré comme faisant partie de la membrure de liaison correspondante 11, tout en constituant avec le profilé 15 de la membrure lui faisant face des éléments constitutifs de l'ensemble d'assemblage 5 interposé entre ces deus éléments d'angle. Les profilés 15 faisant partie de deux éléments d'angle contigus forment deux ailes parallèles 16 qui supportent au moins un et, de préférence, deux dispositifs 17 de support et de réglage d'une poutre verticale 18.Ainsi que cela apparat à la fig. 4, chaque dispositif 17 comprend une noix taraudée 19 qui est montée par des tourillons 20 dans des paliers complémentaires offerts par les ailes 16 des deux profilés 15 correspondants. La noix 19 reçoit une tige filetée 21 qui porte, par sa partie terminale dirigée à l'opposé des faces coffrantes 8, une manivelle 22 munie d'une poignée de commande 23. La partie terminale de la tige 21 opposée à la manivelle 22 est montée libre de tourner par un tourillon dans un palier de réception présenté par la face arrière de la poutre 18 qui est réalisée sous la forme d'un caisson de section trapézoidale comportant deux faces 24 présentant une meme inclinaison que les faces 14 en regard.La poutre 18 est ainsi portée par les tiges 21 pour etre disposée dans un couloir 25 délimité par les faces 14 et dans lequel la position relative de la poutre 18 est réglée par l'intermédiaire de la tige filetée 21. A cet effet, cette dernière comporte) de préférence, une butée 26 déterminant une position extrême d'engagement de la poutre 18 dans le couloir 25 et dans laquelle la petite base 27 de ladite poutre est alors située exactement dans l'alignement des faces coffrantes 8 des deux éléments d'angle contigus. Dans l'exemple illustré par la fig. 3, chaque ensemble d'assemblage 5 comp rend deux dispositifs 17 à commande indépendante. Il est certain que selon la hauteur conférée à chacun des éléments d'angle, il peut etre prévu de faire comporter à chaque ensemble d'assemblage plus de deux organes 17 et qu'il peut aussi etre envisagé de relier lesdits organes par l'intermédiaire de poulies 28 et d'une chaste sans fin 29,de manière à pouvoir commander, à partir de l'un des dispositifs, le fonctionnement simultané de tous les dispositifs faisant partie d'un meme ensemble d'assemblage 5. Les fig. 1, 3 et 5 montrent que chaque ensemble d'assemblage comprend, par ailleurs, au moins un organe de rappel 30 et, de préférence, autant d'organes de rappel 30 qu'il existe de dispositifs 17. Chaque organe de rappel 30 comprenant une troche 31 qu est montée libre de coulisser dans deux four reaux ou douilles 32 portés par les ailes 16 des profilés 15 des membrures Il des éléments d'angle côte-à-cOte. Les douilles ou fourreaux 32 sont, par ailleurs supportés par deux plats 33 qui sont, à cet effet, fixés sur les mem brures 11.La broche 31 présente une longueur nettement supérieure à l'écar tement extreme des douilles ou fourreaux 32, de façon à laisser subsistez, extérieurement à ces derniers deux parties terminales 34 sur lesquelles sont enfilés deux ressorts hélicoïdaux concentriques 35 qui sont montés en compression entre les rebords des douilles ou fourreaux 32 et des rondelles d'appui extrêmes 36. L'action des ressorts 35 est prévue pour solliciter toujours les membrures 11 des deux éléments d'angle côte-à-cte en rappro chement dans le sens pour lequel la section du couloir 25 que leurs faces 14 définissent se réduit. La mise en oeuvre du matériel décrit ci-dessus fait intervenir comme dit précédemment, une enveloppe 3 qui est constituée par des panneaux élémen taires de coffrage 37 de construction classique, tels que des demi-banches, comprenant une ossature porteuse formée de raidisseurs verticaux 38 et de raidisseurs horizontaux 39 reliés entre eux pour assurer le support et l'in déformabilité d'une face coffrante 40. Chaque panneau 37 peut etre associé à un panneau contigu par l'intermédiaire d'un profilé de raccordement 41 dont la conformation dépend de la forme des dits panneaux, ainsi que de leur position angulaire relative. -En supposant l'exemple de mise en oeuvre donné précédemment et con sistant à assurer tout d'abord la mise en place de l'enveloppe 3 par l'asserm- blage des panneaux 37, la mise en place de la cage 2 à l'intérieur de lrenve- loppe 3 ainsi formée s'effectue au moyen d'un organe de levage qui comprend, comme illustré en vue schématique à la fig. 6, une structure 42 en forme de cadre réuniepar des câbles ou des chaines 43 à des crochets de levage 45 rendus solidaires des éléments d'angle. Les câbles 43 sont fixés aux crochets 45 après constitution de la cage 2 qui est réalisée par la réunion des diffé rents éléments 4 nécessaires au moyen des ensembles d'assemblage.Cette liaison permet de constituer un ensemble unitaire susceptible de présenter en section, selon un plan perpendiculaire à son axe longitudinal, une valeur minimale lorsque, par l'intermédiaire des organes 17, les poutres 18 ont été solllcitées en refilait par rapport aux couloirs 25 qui ont alors subi une réduction de leur section par l'action permanente des organes élastiques 35. Les dispositifs de rappel 30 agissent ainsi de manière à rapprocher les membrures de rive des éléments d'angle associés, de manière à conférer à la cage 2 la plus petite section possible autorisée par la valeur de retrait des poutres 18 par rapport aux couloirs 25. L'opération de levage, en vue de la mise en place de la cage 2, fait in des tervenir,de préference,ll'élévation, la manoeuvre des organes de réglage 17 de façon à commander l'introduction des différentes poutres 18 à l'intérieur des couloirs 25 jusque dans la position de butée pour laquelle elles sont alignées par leur petite base 27 avec les faces coffrantes 8. Cette opération confère ainsi à la cage 2 sa section maximale pour laquelle elle correspond au périmètre intérieur de la construction à réaliser.La cage 2 est ainsi mise en place à l'intérieur de l'enveloppe 3 par rapport à laquelle elle est solidarisée d'une façon classique au moyen de tubes-entretoises d'écartement, non représentés, associés à des boulons traversants, L'opération de solidarisation destinée à définir la position relative de la cage 2 par rapport à l'enve- loppe 3 est aussi complétée par un réglage d'aplomb qui est effectué par l'intermédiaire de vérins à vis 46 (fig. 1 et 2). Pour permettre le dé coffrage après la prise du béton coulé dans l'intervalle ménagé entre la cage 2 et l'enveloppe 3, les organes de réglage 17 sont manoeuvrés dans le sens inverse de manière à commander le retrait des poutres 18 à l'intérieur des couloirs 25. La structure 42 est de nouveau adaptée par les cibles 43 aux crochets 45 de manière à soumettre la cage 2 à un effort de traction de direction verticale ascendante.Comme cela apparat à la fig. 6, la structure 2 est avantageusement prévue de manière à comporter différents points d'accrochage des cables 43 qui sont, au moins pour cette opération, montés, comme représenté à la fig. 6, de matière à présenter entre eux une convergence en direction du câble de traction principal, Cette disposition applique, lors de l'effort de traction et sur chaque crochet 45, une composante dans le sens de la flèche fl qui aide, si besoin est, l'act on des ressorts 35 destinés à provoquer le rapprochement relatif des éléments d'angle après le retrait des poutres 18 qui constituent ainsi des clés de décoffrage.La cage 2 est ainsi automatiquement ramenée dans son état de plus faible section qui permet d'obtenir un éloigonement des faces coffrantes 8 par rapport à la paroi fratchement coulée du mur périmétrique ou de la ceinture 1 réalisée Cet éloignement permet l'élévation aisée et rapide de la cage 2 et facilite ainsi l'opération de décoffrage qui peut etre exécutée sans provoquer de détérioration de la face coffrée du mur périmétrique 1, étant domlé l'absence de frottement dà la valeur de retrait suffisamment importante de chacune des faces coffrantes par rapport à la surface intérieure correspondante du mur 1. Une opération de mise en place en vue d'une coulée ultérieure fait intervenir préalablement, comme décrit ci-dessus, la manoeuvre des organes 17 chargés de repousser les clés 18 à l'intérieur des couloirs 25 pour provoquer l'écartement relatif des membrures de liaison des éléments d'angle 4 contigus contre l'action des organes de rappel 30. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, le procédé et le matériel conformes à l'invention permettent donc de réaliser, de manière pratique et rapide et sans faire intervenir un personnel important, la construction d'un mur périmétrique ou d'une ceinture fermée d'une enceinte en béton coulé en une seule phase sur tout le périmètre de la construction qui reste ouverte uniquement à sa partie supérieure pour permettre l'extraction et le dégagement du coffrage interne formé par la cage 2.Il devient ainsi possible de réaliser simultanément etpar l'association de plusieurs cages 2 et d'enveloppes 3 complémentaires, des alvéoles contigus communicantes ou non faisant partie d'une même structure et représentant, par exemple, les différentes pièces ou cellules d'un local d'habitation de type individuel nu non. Lu est également possible d'utiliser le procédé et le matériel de l'invention pour la réalisation d'une cellule d'extension verticale5 telle qu'une cheminée et, dans un tel cas, la cage 2 représente en plus un élément de coffrage grimpant qui peut etre immobilisé en position verticale requise par les moyens connus dans la technique en association avec l'enveloppe extérieure 3. La disposition constructive préférée consistant à munir chaque rive des segments 4 d'une membrure de liaison 11 permet, comme cela ressort de la fig. 7, d'ajouter,lorsque cela est nécessaire, un ou plusieurs panneaux élémentaires 47-de type modulaire entre un segment de base et l'une de ses rives sans supprimer les avantages d'écartement et de rapprochement relative, de façon à adapter exactement la mesure correspondante à la longueur consi dérée de l'enceinte à réaliser. Il faut noter que la cage 2 présente une bonne tenue à la déformation malgré le caractère réglable de sa section. Cette tenue est surtout conférée par les broches 31 qui assument ainsi en plus un rôle de guidage relatif et de liaison entre deux segments côte -à-côte. L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation représentés et décrits en détail car diverses modifications peuvent y etre apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Procédé de réalisatiowl du mur péririéùrique d'une enceinte en béton, caractérisé en ce que la face extérieure dudit mur étant délimitée par un coffrage classique on délimite la face intérieure dudit mur par une cage reliée au coffrage extérieure avec lequel elle ménage un intervalle correspondant au mur périmétrique à réaliser, en ce qu'on coule le béton dans ledit intervalle puis, après séchage, en ce qu'on réduit la section globale de ladite cage pour permettre, par déplacement vertical ascendant, son extraction et le décoffrage interne du mur périmétrique réalisé. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on met en oeuvre l'opération delevage par déplacement vertical ascendant pour provoquer, de façon complémentaire, la réduction de section de la cage. 3 - Matériel pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe extérieure constituée de panneaux coffrants indépendants assemblés et une cage intérieure possédant une section, perpendiculaire à sonate, réglable et constituée par des segments coffrants reliés entre eux par des ensembles d'assemblage comprenant chacun des moyens de réglage de l'écartement relatif de deux segments coffrants contigus et des moyens élastiques de rapprochement desdits segments. 4 - Matériel selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de réglage d'écartement de deux segments coffrants contigus sont constitués par au moins un organe de commande porté par les membrures de rive se faisant face des deux segments et agissant sur une poutre à section en forme de coin engagée dans un couloir à bords convergents délimités par les faces en regard des deux membrures de rive. 5 - Matériel selon la revendication 4 > caractérisé en ce que les moyens de réglage d'écartement comprennent pour chaque partie au moins deux organes de commande qui sont conjugués. 6 - Matériel selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens élastiques de rapprochement sont constitués, pour deux segments coffrants contigus, par au moins un dispositif de rappel comprenant une broche montée libre de coulisser dans deux douilles co-axiales de support fixées sur les membrures de rive des deux segments et associée à au moins un organe élastique, placé sous contrainte et sollicitant en rapprochement les rives des deux segments. 7 - Matériel selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens élastiques de rapprochement sont complétés par une structure de traction et drélévation reliée à la cage par des cables de traction inclinés introduisant entre deux segments coffrants contigus deux composantes de rapprochement. 8 - Matériel selon la revendication 3, caractérisé en ce que certains au moins des segments sont munis de vérins de réglable d'aplomb. 9 - Matériel selon la revendication 3, caractérisé en ce que la cage est constituee de segments coffrants de base dont certains au moins sont associés à deux membrures de rives rapportées et démontables. 10 - Matériel selon la revendication 9, caractérisé en ce que la cage est constituée de segments coffrants de base et d'au moins un segment intercalaire interposé entre un segment de base et l'une de ses membrures.