Brevet FR2410101A1 — publié le 19790622

L'invention concerne un panneau de béton préfabriqué et son procédé de mise en oeuvre pour la construction d'abris hémicylindriques, tels que des abris à section semi circulaire pour aéronefs. On connait divers types de tels panneaux permettant de réaliser une paroi continue en béton armé. Un type connu comporte des canaux intérieurs pour le passage d'armatures dans le corps de panneaux en béton. Chaque armature est introduite dans ces canaux après mise en place des panneaux. Elle s'étend sur un nombre de panneaux aussi grand que possible de manière à assurer très simplement la continuité des armatures au passage des intervalles entre panneaux adjacents. Ces intervalles et ces canaux sont ensuite emplis de béton pour constituer une structure monolithique.Ce panneau et ce procédé, appelé "Silotrè "Silotrèfle" sont décrits dans le brevet français nO 2 161 298 (OLLE) De tels panneaux de béton armé sont bien adaptés à la construction d'ouvrages supportant de fortes sollicitations internes ou externes mais ne le sont pas pour la construction d'ouvrages susceptibles de recevoir des impacts des projectiles qui peuvent créer des désordres susceptibles de fissurer le béton. En particulier, dans le cas de la construction d'abris pour aéronefs militaires recevant des obus, des morceaux de béton risquent de se détacher de la voute et de détériorer l'aéronef dans leur chute. Il est connu par ailleurs de réaliser des voûtes ou des ouvrages dans des coffrages métalliques perdus ; cette technique fait appel à des supports en tale plate ou ondulée. Elle est appliquée notamment à la construction de voûtes pour abris militaires à aéronefs, à munitions, etc... Dans le cas particulier d'abris à aéronefs, les tôles sont embouties en usine selon une forme spéciale. Elles sont montées au sol sur le chantier pour former des arches, puis érigées et assemblées entre elles pour établir une voûte métallique. Celle-ci constituera l'intrados de l'ouvrage et c'est sur elle que l'on coulera un béton en place en plusieurs phases après avoir positionné les armatures de façon traditionnelle. Ces arches sont généralement galvanisées pour éviter la corrosion et présentent de ce fait l'inconvénient de ne pouvoir participer totalement à la résistance de la voûte, la collaboration béton-acier galvanisé n'étant pas intime. L'inertie demandée aux arches métalliques ondulées pour permettre le coulage du béton in situ renchérit très sensiblement l'ouvrage.Par ailleurs, la superposition de quatre épaisseurs de tôle au droit des recouvrements est préjudiciable à l'étanchéité de l'ouvrage. Il est donc nécessaire de recourir à des systèmes complémentaires empêchant la pénétration des eaux pluviales par infiltration Ces systèmes provoquent la formation d'un film d'eau sous pression qui s'écoule entre les épaisseurs des tôles formant les recouvrements des jonctions des portions d'arches. La présente invention a pour but la réalisation d'un panneau de béton préfabriqué permettant avec un faible prix de revient de construire rapidement des abris capables de supporter des impacts importants tout en évitant toute chute de matériau dans l'abri. Elle a pour objet un panneau de béton préfabriqué pour la construction d'abris comportant des canaux intérieurs pour le passage d'armatures dans un corps en béton caractérisé par le fait qu'il comporte en outre un revetement métallique sur une face de ce corps et des connecteurs constitués de fers solidarisés de ce revêtement et s'étendant dans le béton sur au moins la moitié de l'épaisseur du panneau en passant entre les canaux intérieurs. L'introduction de l'acier a lieu en deux étapes successives, qui sont : a) la mise en place de la tôle munie de ces connecteurs et formant le fond de moule pour la préfabrication du panneau en usine ou sur chantier, b) l'introduction des armatures dans les canaux sur le chantier une fois les panneaux mis en place.Cette introduction en deux étapes distinctes peut apparaitre comme une complication de la mise en oeuvre, et comme une cause d'augmentation du prix de revient total En réalité, compte tenu de la nécessité de'la présence d'un revêtement métallique protecteur continu, ce prix est diminué car la mise en oeuvre reste simple tandis que la coopération des connecteurs, introduits à la préfabrication du panneau, avec les armatures introduites sur le chantier, permet, selon l'invention,de faire collaborer le revêtement métallique à la résistance de l'ensemble, et de réduire ainsi la quantité totale d'acier nécessaire. La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication d'abris à l'aide de panneaux de béton préfabriqués procédé selon lequel on crée des canaux intérieurs dans le corps de béton de ces panneaux, on met ces panneaux en place sur le chantier en laissant un certain intervalle entre eux, on enfile dans les canaux des armatures s'étendant sur au moins deux panneaux, et on coule du béton dans les intervalles existant entre panneaux adjacents de façon que le béton emplisse les canaux qui débouchent dans ces intervalles en enrobant les armatures qui y sont placées, caractérisé par le fait que l'on munit en outre ces panneaux à leur fabrication d'un revêtement métallique sur une face, et de connecteurs constitués de fers solidarisés de ce revêtement et s'étendant dans le corps de béton sur au moins la moitié de l'épaisseur du panneau en passant entre les canaux. A l'aide des figures schématiques ci-jointes, on va décrire ci-après, à titre non lmitatif, ccmment I inventior peut etre mise en oeuvre. Les éléments qui se correspondent sur plus eurs de ces ligures y sont désignés par les memes signes de régerence La figure 1 représente une vue en perspective d1un panneau selon l'invention, ce panneau ayant la forme d'une portion de surface cylindrique de révs- lution étendant entre deux arcs de cercles et deux génératrices. La figure 2 représente une sue du meme panneau en coupe par un plan perpendiculaire aux génératrices de la surface cylindrique. La figure 3 représente une vue du meme panneau en coupe par un plan passant par l'axe de la surface cylindrique. La figure 4 représente une vue d'un abri hemi-cylindrique construit avec des panneaux du type représenté sur des figures précédente, cet abri étant vu en coupe par un plan perpendiculaire à l'axe de la surface cylindrique. La figure 5 représente une vue de côté de l'abri de la figure 4. Les figures 6 et 7 représentent des vues d'une partie de l'abri de la figure 4, coupé respectivement par un plan passant par l'axe de la surface cylindrique et par un plan perpendiculaire à cet axe. Sur les figures 4, 5, 6 et 7 certains seulement des intervalles entre panneaux et certains seulement des canaux intérieurs sont représenté dans leur état final remplis de béton, les autres étant représentés après mise en place des armatures mais avant le coulage du béton. Conformément aux figures 1, 2 et 3 un panneau préfabriqué selon l'invention présente la forme d'une portion de surface cylindrique de révolution de manière à permettre, par l'assemblage bords à bords d'un ensemble de panneaux identiques, la construction simple d'un abri hemicylindrique tel que représenté sur les figures 4 et 5. Ce panneau est constitue par un corps en béton 2 d'une épaisseur choisie selon les sollicitations que devra supporter la voûte et dans lequel sont ménagés quatre groupes de canaux intérieurs 3, 5, 7 et 9 d'une section permettant l'introduction facile des aciers. Les canaux de chaque groupe sont parallèles entre eux, équidistants, et situés à une même distance des faces du corps 2. Les canaux 3 et 9 sont circonférentiels, c'est-à-dire disposés selon des arcs de cercle coupant à angle droit les génératrices de la surface cylindriques. Les canaux 5 et 7 sont disposés entre les canaux 3 et 9 et sont longitudinaux c'est-à-dire parallèles aux génératrices. Au voisinage de chaque face du corps 2 subsiste une épaisseur de béton sans canaux. Des armatures auxiliaires circonférentielles 12 et longitudinales 14 disposés au voisinage de la face externe et à mi-épaisseur contribuent à donner au panneau une résistance mécanique suffisante pour permettre sa manipulation mais très insuffisante vis-à-vis des efforts que devra supporter l'abri à construire. La face intérieure du corps 2 porte un revêtement métallique adhérent 16, constituée par une tôle d'acier oxydable superficiellement seulement tel que l'acier "Corten". Cette tôle déborde au delà de chacun des quatre côtés du corps de béton 2 pour permettre de former par justaposition de panneaux des zones de chaînages tout en laissant le libre accès pour effectuer les opérations ultérieures d'assemblage. A cette tôle sont soudés des connecteurs 18 disposés tous les 20 cm dans le sens longitudinal et tous les 30 cm dans le sens circonférentiel, et constitués de fers à béton. Ces connecteurs passent entre les canaux intérieurs 3, 5, 7, 9 et forment des étriers coopérant avec des armatures auxiliaires et, plus tard avec les armatures principales qui seront passées dans les canaux intérieurs. Ce panneau est obtenu par moulage sur'la tôle 16 formant coffrage et munie des connecteurs 18. D'autres éléments de coffrage classiques sont utilisés et les armatures auxiliaires sont mises en place avant le moulage. Les canaux 3, 5, 7 et 9 peuvent être obtenus en plaçant dans le coffrage des tuyaux en caoutchouc à l'intérieur desquels ont été disposés des mandrins de formes convenables. Le béton est coulé autour de ces tuyaux. Après la prise les mandrins sont retirés. On tire les tuyaux de caoutchouc qui diminuent alors de diamètre, ce qui rend le démoulage facile et rapide. La construction d'un abri pour aéronefs militaires à l'aide des panneaux préfabriqués comporte la réalisation de blocs de fondation 30 (figures 4 et 5), et la mise en place de cintres de support 31 sur lesquels des panneaux tels que 32 sont disposés de manière à mettre bords à bords leurs revêtements métalliques en laissant des intervalles tels que 34 entre les corps de béton tels que 2. Lorsque les panneaux tels que 32 ont été mis en place on les assemble par soudure en ligne des bords adjacentes des revêtements métalliques tels que 16. Cette soudure peut se faire aisément.à partir de l'extérieur, dans les intervalles 34 qui subsistent entre les corps de béton tels que 2 en raison du débordement de ces revêtements par rapport à ces corps. Ces intervalles ne sont en effet occupés à ce moment par aucune armature. Cette soudure est beaucoup plus facile que s'il fallait la faire à partir de l'intérieur de l'abri, tout au moins dans les parties médianes de la section semi-circulaire de celui-ci. Lorsque les revêtements métalliques ont pété soudés, on passe des armatures principales 33, 35, 37 et 39 dans chacun des canaux intérieurs 3, 5, 7, 9, respectivement. Les armatures 33 et 39 s'étendent sur toute la section semi-circulaire de l'abri, et les armatures 35 et 37 sur toute sa longueur. Les canaux 3 et 5 les plus - éloignés du revêtement 16 reçoivent deux armatures chacun, et les plus rapprochés une seulement. Ces armatures sont constituées par des fers à béton ronds. On dispose ensuite des armatures auxiliaires telles que 40 dans les intervalles tels que 34, et de petits coffrages sur la face externe de l'abri pour recouvrir ces intervalles, aussi bien ceux qui s'étendent longitudinale- ment que ceux qui s'étendent circonférentiellement. On coule du béton dans l'un de ces intervalles, choisi à la partie supérieure de l'abri (clef de voûte) et correspondant à une zone de chainage verticale 34a. Ce béton est vibré. Il descend par gravité jusqu'au bas de cet intervalle, puis passe dans les canaux internes tels 3 et 9 ou tels que 5 et 7 qui s'ouvrent sur cet intervalle, en enrobant les armatures principales telles que 33 et 39 ou telles que 35 et 37 qui sont disposées dans ces canaux. Il s'écoule alors dans les intervalles verticaux situés plus loin. On continue à couler du béton à la clef de voûte toujours au meme endroit jusqu'à ce que tous les intervalles et tous les canaux soient remplis de béton. On obtient ainsi facilement une structure de béton armé à armatures continues et apparemment monolithique en n'utilisant que très peu de surface de coffrage.Il semble cependant, notamment dans le cas d'un abri pour aéronefs militaires susceptible de recevoir des projectiles, qu'il y ait intérêt à ce que cette structure ne soit pas parfaitement monolithique, notamment en ce qui concerne la liaison entre le béton des corps préfabriqués tels que 2 et celui qui est coulé ensuite, sur le chantier, dans les canaux 3, 5, 7, 9, et les intervalles 34, et en ce qui concerne les caractéristiques physiques de ces deux types de béton, qui peuvent par exemple avoir des densités et des résistances différentes. Il semble en effet qu'unie structure hétérogène et anisotrope résiste mieux aux impacts violents car l'anisotropie interne et les surfaces de discontinuité peuvent provoquer des pertes d'énergie supplémentaires favorisant la déviation des projectiles, et aboutir à une moindre propagation des fissures créées par les impacts. REVENDICATIONS 1/ Panneau de béton préfabriqué pour la construction d'abris comportant des canaux intérieurs (3, 5, 7, 9) pour le passage d'armatures dans un corps en béton (2), caractérisé par le fait qu'il comporte en outre un revêtement métallique (16) sur une face de ce corps et des connecteurs (18) constitués de fers solidarisés de ce revêtement et s'étendant dans le béton sur au moins la moitié de l'épaisseur du panneau en passant entre les canaux intérieurs (3, 5, 7, 9). 2/ Panneau selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits canaux (3, 5, 7, 9) sont disposés dans au moins deux plans parallèles aux faces du panneau, les canaux d'un plan étant parallèles entre eux et perpendiculaires à ceux d'un autre plan, lesdits connecteurs (18) traversant les mailles du réseau croisé ainsi formé. 3/ Panneau selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit revêtement (16) déborde du corps en béton (2). 4/ Procédé de fabrication d'abris à l'aide de panneaux de béton préfabriqués (32) procédé selon lequel on crée des canaux intérieurs (3, 5, 7, 9) dans le corps de béton (2) de ces panneaux, on met ces panneaux en place sur le chantier en laissant un certain intervalle (34) entre eux, on enfile dans les canaux des armatures (33, 35, 37, 39) s'étendant sur au moins deux panneaux, et on coule du béton dans les intervalles (34) existant entre panneaux adjacents de façon que le béton emplisse les canaux qui débouchent dans ces intervalles en enrobant les armatures qui y sont placées, caractérisé par le fait que l'on munit en outre ces panneaux à leur fabrication d'un revêtement métallique (16) sur une face et de connecteurs (18) constitués de fers solidarisés de ce revêtement et s'étendant dans le corps de béton sur au moins la moitié de l'épaisseur du panneau en passant entre les canaux intérieurs (3, 5, 7, 9). 5/ Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit revêtement tel6) déborde du corps en béton (2), les revetements de panneaux adjacents étant solidarisés par leurs bords après la mise en place des panneaux (34). 6/ Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que lesdits revêtements (16) sont disposés sur la face interne desdits panneaux, les revêtements de panneaux adjacents étant soudés par leurs bords avant que l'on ait enfilé les armatures (33, 35, 37, 39) dans les canaux (3, 5, 7, 9), de manière à ne pas être géné par les armatures pendant le soudage, et à constituer ensuite un coffrage lorsque l'on coule du béton dans les intervalles (34) entre panneaux. 7/ Procédé selon la revendication 4, oaractériF par le fait que loin coure dans lesdits intervalles (34) et dans lesdits canaux intérieurs (33, 35, 37, 39) un béton propre à présenter des caractéristiques physiques finales suffisamment différentes de celles du béton dudit corps pour permettre à l'abri fabriqué de réagir a l'impact d'un projectile à la manière d'un matérau hétérogène. 8/ Abri comportant une couche extérieure de béton et un revêtement intérieur métallique continu (16), caractérisé par le fait que ladite couche extérieure de béton est constituée de corps (2) d'un premier type de béton comportant un réseau de canaux intérieurs (33, 35, 37, 39) et/ou d'intervalles linéaires (34) remplis d'un deuxième type de béton présentant des caractéristiques physiques différentes de celles du premier type. 9/ Abri selon la revendication 8, caractérisé par le fait que les canaux intérieurs (3, 5, 7, 9) dudit réseau comportent des armatures principales, (33, 35, 37, 39), ledit revetement métallique (16) intérieur étant solidarisé de ladite couche extérieure de béton par des connecteurs métalliques (18) s'étendant selon l'épaisseur de cette couche à travers les mailles de ce réseau.