Brevet FR2393900A1 — publié le 19790105

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de réduction, à la mise en tension, du frottement des câbles en acier à haute résistance servant à assurer la précontrainte du béton dans les canaux d'une structure destinés à recevoir ces câbles Lorsque le câble est rectiligne, sa mise en tension ne développe qu'un frottement négligeable au contact de la gaine qui le contient. Par contre, lorsque le tracé du câble est curviligne, la contrainte de traction dans l'acier de te câble diminue au fur et à mesure que l'on s'éloigne de l'extrémité du câble sur laquelle la tension est exercées On sait que cette perte de tension dépend de la courbure du câble, de son angle de changement de direction et du coefficient de frottement du câble contre la paroi de la gaine.Plus ce dernier coefficient est élevé, plus il faut d'acier pour réaliser une précontrainte déterminée avec un tracé curviligne imposé au câble0 La réduction du coefficient de frottement du câble conduit donc à une économie sur la quantité d'acier de précontrainte à mettre en oeuvre, Un moyen classique de diminuer le frottement est d'huiler ou de graisser le câble Une mince couche d'huile peut être insuffisante, en raison des pressions de contact développées par les très grands efforts mis en jeu, pour réduire le frottement de façon appréciable0 Il en est de même pour la graisse, avec l'inconvénient complémentaire d'altérer la qualité de la liaison du câble avec la structureOEn effet, un des facteurs importants de résistance du béton précontraint à la rupture est la solidarisation du câble avec la structure précontrainte par la liaison qu'assure, grâce à l'adhérence, tant avec la gaine qu'avec le câble, le coulis durcissable injecté, après tension et ancrage du câble, dans cette gaine. Or, les câbles sont le plus souvent constitués d'une pluralité de torons dont la surface externe présente un profil en hélice très favorable à l'adhérence0 Une graisse épaisse rendant lisse et uniforme la surface extérieure des torons empêche leur adhérence au mortier d'injections0 Un autre moyen de réduire le frottement décrit dans le brevet français nO 1 479 523 consiste à introduire par soufflage à l'intérieur de la gaine un lubrifiant solide et pulvérulent, en particulier du graphite ou du sulfure de molybdène. Ces lubrifiants solides résistent mieux aux pressions d6 veloppées par le câble contre la gaine lors de la mise en tensinon L'inconvénient de la méthode qui consiste à insuffler une poudre à l'intérieur des gaines est que cette poudre se dépose d'une façon irrégulière et imprévisible le long de la gaine, sans qu'il soit possible de contrôler et d'améliorer cette répartition. En particulier, lorsqu'il s'agit de câbles longs présentant une courbure constante sur toute leur longueur, tels que les câbles de frettage de réservoirs ou d'enceintes de réacteurs nucléaires, une répartition régulière par soufflage d'un produit pulvérulent est pratiquement impossible å obtenir. L'incorporation déjà proposée d'une poudre, comme le graphi te, à une graisse ou une huile fournissant une pâte épaisse lu brifiante pour enduire les fils ou torons constituant le câble accroît les défauts déjà mentionnés des graisses. De plus, la consommation de telles graisses graphitées est importante et conduit à une opération onéreuse. L'obJet de la présente invention est un perfectionnement à l'utilisation de lubrifiants solides en poudre pour réduire le coefficient de frottement des câbles de précontrainte. Selon l'invention, les torons destinés à être introduits dans la gaine sont recouverts, avant leur mise en oeuvre, d'une mince pellicule liquide, puis ces torons mouillés sont mis en contact avec le lubrifiant pulvérulent qui adhère à la couche liquide recouvrant l'acier de sorte que ce lubrifiant est, à l'introduction du câble dans la gaine, véhiculé en même temps que les fils ou les torons constituant le câble. Il convient que le liquide soit peu volatil, adhère à l'acier et mouille le lubrifiant pulvérulent pour reten-r les grains de celui-ci. On peut à cette fin utiliser une huile légère, végétale, animale, minérale ou synthétique ou, éventuellement, des solutions ou émulsions de mouillants et d'un savon ou d'huile soluble telle qu'utilisée dans la technologie des machinesoutils. On sait que, pour les protéger de la corrosion, les câbles, ou torons, sont pratiquement toujours huilés avant arrivée sur le chantier. Cette huile deotction sert alors de liquide adhésif. Un liquide auxiliaire notamment de l'huile soluble n'est alors nécessaire que si l'huile de protection a séché et ne peut plus servir à fixer le lubrifiant solide. Une méthode pratique actuellement utilisée pour constituer des câbles, en particulier des unités de grande puissance, consiste à pousser les torons constitutifs un à un à l'intérieur de la gaine à l'aide d'une machine dans laquelle le toron est entraîné entre des galets, comme cela est décrit par -la demande de brevet français N0 76 10 822 Or, cette méthode ne peut pas être utilisée avec des torons fortement graissés ou graphités préalablement.En effet, dans ce cas, les galets d'entraînement glisseraient sur le toron qui 'avancerait pas, Par contre, dans le procédé selon l'invention, l'application de liquide sur les torons, qui ne gêne pratiquement pas l'action des galets d'entraînement, peut être effectuée avant (ou après) ce passage, tandis que l'enduction avec la poudre de graphite par exemple est réalisée après ce passage0 Lorsque le liquide utilisé est une émulsion ou solution aqueuse ou une huile soluble, si l'on veut, notamment lorsque le cable est constitué de fils lisses, améliorer particulibre- ment l'adhérence avec le mortier d'injection, le liquide et le graphite peuvent être lavds-par un courant d'eau traversant le canal de logement du câble avant de procéder à l'injection du mortier dans ce canalO Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, un mode de mise en oeuvre de l'invention, qui est celui où le câble est formé par poussage l'un après l'autre, à l'intérieur de la gaine, des brins qui le-constituent0 L'acier 1, par exemple sous forme de toron, constituant le câble est enroulé sur une bobine 2 Une machine 3 connue, dans laquelle le toron est entraîné par passage entre des galets moteurs 4, pousse le toron à l'intérieur d'une gaine 5, destinée à loger le câble à l'intérieur d'une structure en béton 6 qui doit être précontrainte0 A l'entrée de la gaine une plaque 7 servira d'appui à l'organe d'ancrage du câble après sa mise en tension. Si l'huile d'enduction normale de l'acier a séché ou pour une raison quelconque ne peut servir d'adhésif, cet acier est conduit dans un dispositif Il assurant son mouillage par le li- quine approprié (par aspersion par exemple) L'acier induit de liquide passe à travers un récipient 8 rempli de produit antîfrictiori en poudre 9, en y pénétrant par l'ouvérture 10a et en sortant par l'ouverture lOb0 Ces ouvertures peuvent être munies de livres souples, par exemple en cuir ou en matière plastique pour éviter une consommation excessive de poudre. Dans le récipient 8 la poudre peut être maintenue en suspension dans l'air par soufflage ou agitation mécanique. Quand le brin (fil ou toron) a atteint l'extrémité opposée de la gaine, il est coupé entre l'entrée de la gaine et le récipient 8, et l'opération se poursuit par l'introduction du toron suivant. Un toron coupé est représenté en la, son extrémité dépasse la face de la structure 6 pour permettre la fixation du vérin de mise en tension sur le câble. L'opération est répétée autant de fois que le câble contient de brins. Une telle opéra- tion est conne en soi mais, dans l'application de l'intention elle permet de revêtir chaque brin du câble final sur toute sa périphérie avec le lubrifiant solide. Blinvention s'applique à la précontrainte de structures en béton comportant des câbles à tracés curvilignes, tels que poutres, arcs, réservoirs, enceintes de réacteurs, etc. REVENDI CÂIONS 1.- Procédé de réduction, à B mise en tension, du frottement d'un câble de précontrainte dans son canal de logement intérieur à une structure, procédé mettant enoeuvre un lubrifiant pulvérulent interposé entre le câble et la paroi du canal, caractérise en ce que le câble préalablement enduit d'un liquide peu volatil mouillant ledit lubrifiant et le cable, est mis en contact avec ledit lubrifiant pulvérulent. 20- Procédé selon la revendication 1, selon lequel la mise en contact du câble avec le lubrifiant pulvérulent a lieu juste avant l'enfilage du câble, 30- Procédé selon l'une des revendications 9 et 2, selon lequel le câble étant constitué d'une pluralité de brins, ceus-ci sont introduits un par un dans la gaine après passage dans le lubrifiant pulvérulent. 4o Procédé selon l'une des revendicabions 1 à 3, selon lequel après mise en tension et ancrage du câble, l'intérieur du canal est lavé pour entraîner et évacuer au moins le lubrifiant pulvérulent. 50- Procédé selon la revendication 4, selon lequel les constituants du liquide sont solubles dans 1Peau, 60- Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, selon lequel le câble étant poussé à l'intérieur du canal, la mise en contact avec le lubrifiant pulvérulent au moins est assurée audelà des moyens de poussée 7.- Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon la revendication q, caractérisé par le fait qu'il comprend un récipient contenant le lubrifiant pulvérulent, récipient pourvu d'ouvertures en regard dans ses parois latérales pour le passage d'un câble de précontrainte déjà enduit de liquide mouillant 80- Dispositif selon la revendication 7, selon lequel les ouvertures comportent des lèvres souples de fermeture capables d'être écartées pour le passage du câble0 90- Dispositif selon la revendication 7, applicable à la mise en place d'un câble par poussée dans un canal de logement, selon lequel il comporte entre l'entrée du canal et le dispositif de poussée à galets au moins le récipient de lubrifiant pul vérulent O