Brevet FR2510642A1 — publié le 19830204

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'ondes métalliques autoporteuses et une couverture de bâtiment réalisée à partir de ces ondes. On a déjà réalisé divers bâtiments industriels, tels que magasins de stockage de pièces ,grandes surfaces, ateliers, à partir d'une charpente métallique supportant une couverture réalisée par un ensemble d'ondes métalliques autoporteuses adjacentes les unes aux autres. Dans une telle technique, chacune de ces ondes métalliques est constituée par un tronçon de tle qui est cambré transversalement, lors de sa mise en place, de manière à présenter une section droite arquée. La présente invention a pour but de fournir un procédé de fabrication de ces ondes autoporteuses constituant la couverture permettant de faciliter les diverses opérations et de réduire considérablement le prix de revient de chaque onde. A cet effet, ce procédé de fabrication d'ondes métalliques autoporteuses destinées à constituer la couverture d'un bâtiment est caractérisé en ce que lton déroule, à partir d'une bobine de tôle, un tronçon de tôle rectangulaire de longueur prédéterminée, on forme sur les deux bords de cette tôle, à intervalles réguliers, des bossages en saillie par rapport au plan de la tôle, on enfile ensuite cette tôle dont les bords présentent les bossages régulièrement répartis3 dans deux paires de profilés longitudinaux disposés de part et d'autre de la tôle,et dont la section droite est conformée de manière à empêcher tout dégagement transversal des bossages hors des profilés et à assurer ainsi l'ancrage transversal de la tôle sur ces profilés, les deux paires de profilés étant distantes entre elles d'un intervalle entre les extrémités internes des profilés, on bloque ensuite les quatre profilés sur la tôle àleurs extrémités externes situées aux quatre coins du tronçon de tôle rectangulaire dévidé, on place dans chacun des intervalles entre les extrémités internes des profilés longitudinaux un vérin longitudinal prennant appui sur les deux extrémités internes en regard des profilés, on alimente ensuite les deux vérins de manière à provoquer leur extension et par conséquent d'une part une mise en tension longitudinale de l'ensemble du tronçon de tôle rectangulaire et d'autre part une compression des quatre profilés, on bloque ensuite, après avoir obtenu le degré de tension désiré pour le tronçon de tôle, les quatre profilés sur la tôle à leurs extrémités internes, on enlève les vérins et on coupe transversalement le tron çon de tôle à l'endroit des extrémités internes des profilés de manière à obtenir deux tronçons élémentaires de tôle précontrainte , la bande de tôle de chaque tronçon élémentaire étant maintenue en tension entre les quatre extrémités de la paire de profilés longitudinaux et latéraux à laquelle elle est accrochée. Le procédé selon l'invention offre l'avantage qu'il permet d'obtenir, à la fin d'un seul et même cycycle d'opérations deux tronçons élémentaires de tôle précontrainte destinés à constituer deux ondes métalliques autoporteuses de même longueur. Le procédé peut être mis en oeuvre très aisément par une équipe réduite à quatre ouvriers. Le procédé permet de fabriquer très aisément des ondes métalliques autoporteuses de longueurs variables adaptées à la largeur du bâtiment devant être construit. L'invention a également pour objet une couverture de bâtiment réalisée à partir des ondes métalliques autoporteuses fabriquées suivant le procédé précité.Cette couverture, constituée par une succession d'ondes métalliques autoporteuses adjacentes reposant sur une charpente constituée de deux poutres longitudinales portées par des poteaux et auxquelles sont suspendus des berceaux longittidinaux est caractérisée en ce que les ondes métalliques autoporteuses à section droite arquée sont fixées par l'intermédiaire de baïonnettes verticales fixées aux poutres et aux berceaux longitudinaux et se terminant, à leur extrémité supérieure, par des fers plats cintrés, boulonnés entre eux et constituant des attaches entre lesquelles sont bloqués les profilés longitudinaux solidaires des bords des ondes. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention en référence au dessin annexé sur lequel La figure 1 est une vue en plan schématique d'une installation permettant de fabriquer deux ondes métalliques autoporteuses à partir d'un seul tronçon de tôle dévidé à partir d'une bobine, en mettant en oeuvre le procédé suivant l'invention. La figure 2 est vue en coupe transversale partielle, à plus grande échelle,de la partie marginale de la tôle où est formé un bossage assurant l'ancrage dans un profilé longitudinal. La figure 3 est une en plan d'un bossage latéral de la tôle. La figure 4 est une vue en coupe verticale et transversale partielle, à plus grande échelle, d'un profilé longitudinal et de la partie marginale de la tôle retenue par ce profilé. La figure 5 est une vue schématique en plan de l'installation à la fin du tirage du tronçon de tôle destiné à constituer les deux ondes. La figure 6 est une vue en coupe transversale, à plus grande échelle, d'un profilé de la partie marginale d'une extrémité du tronçon de tôle, montrant la liaison entre le profilé et la tôle. La figure 7 est une vue en plan partielle, à plus grande échelle, illustrant la phase d'extension de la tôle et de compression des profilés longitudinaux. La figure 8 est une vue en élévation schématique partielle d'un vérin au cours de sa phase d'extension. La figure 9 est une vue en plan schématique de l'installation à la fin du cyle, c'est-à-dire lors de la fixation des extrémités internes des profilés sur la tôle et de la coupe transversale pour la formation des deux tronçons élémentaires. La figure 10 est une vue en élévation schématique d'un bâtiment dont la couverture est réalisée au moyen d'ondes métalliques autoporteuses fabriquée par le procédé suivant l'invention. La figure 11 est une vue en plan du bâtiment. La figure 12 est vue en coupe verticale schématique , à plus grande échelle, d'une partie de la couverture. La figure 13 est une vue en coupe verticale et transversale,à plus grande échelle,du dispositif d'attache des profilés, avec une couvertine en place. La couverture 14 est une vue en coupe verticale et transversale similaire à la figure 13, la couvertine étant supposée enlevée. Sur la figure 1 est représenté schématiquement, en plan, l'ensemble du banc sur lequel est mis en oeuvre le procédé suivant l'invention. Les ondes métalliques autoporteuses de I'ensemble de couverture sont réalisées à partir d'une bande de tôle 1 dévidée à plat à partir d'une bobine montée sur un dérouleur fixe 2. La bande est tirée horizontalement sur un banc 3, au moyen d'une pince 4 tenant fermement le bord antérieur lb de la tôle 1 et qui est entraînée longitudinalement par une chaîne 5 déplacée par un moteur 6 disposé au bout du banc 3. Un poste de poinçonnage 7Sest prévu pour former, dans chaque partie marginale de la tôle 1, des bossages 8 répartis le long des bords de la tôle à intervalles réguliers .' Ces bossages 8 peuvent présenter par exemple une section droite en forme de triangle rectangle comme il est représenté sur la figure 2. L'hypoténuse 8a de ce triangle rectangle se raccorde au bord longitudinal la de la tôle 1 et est inclinée vers le bas et vers l'in trieur, par exemple sur une distance de 13 mm, tandis que le petit côté 8b du triangle rectangle s 'étend verti- calement à partir de l'hypoténuse 8a, par exemple sur une hauteur de 5 mm, pour se raccorder au plan de la tôle 1. Chacun des bossages 8 a une longueur 1 (figure 3) de 50 mm par exemple et les bossages 8 sont formés sur les deux bords de la tôle par exemple tous les mètres. Après la formation des bossages 8, les deux bords de la tôle sont engagés dans des profilés 9,10,11 et 12 s'étendant longitudinalement sur le banc 2. Ces profilés sont répartis par paire,à savoir une première paire de profilés 9,10 proche du dérouleur 2 , et une seconde paire de profilés 11,12,éloignée de ce dérouleur et distante de la précédente d'un intervalle longitudinal A qui peut être par exemple de l'ordre de 50cm. Les profilés de chacune de ces deux paires, à savoir les profilés 9 et 11 situés d'un côté de la tôle et 10 et 12 situés de l'autre côté de la tôle sont alignés longitudinalement entre eux. Les longueurs des divers profilés 9-12 sont les mêmes et correspondent à la longueur d'une onde métallique autoporteuse à tôle précontrainte pouvant être fabriquée. Les profilés 9-12 ont tous la même section droite qui est, par exemple, celle du profilé 9 représenté à plus grande échelle sur la figure 4. Ce profilé 9 a une section droite sensiblement en forme de U couché délimitée par une aile supérieure horizontale 9a dirigée vers l'axe longitudinal de la tôle, une âme verticale 9b et une aile horizontale 9c laquelle est prolongée par une aile d'extrémité 9 qui est repliée vers l'intérieur du U, en formant un angle aigu, de telle façon que son extrémité 9e soit située à une certaine distance de l'aile horizontale supérieure 9a. Cette distance est supérieure à l'épaisseur de la tôle 1 mais toutefois inférieure à la hauteur de la dent que constitue le petit côté 8b d'un bossage 8 formé dans la tôle 1.De ce fait, une fois les divers bossages 8 glissés à l'intérieur du profilé 9, ils ne peuvent s'en échapper sous l'effet d'une traction transversale du fait que la dent 8b vient en appui contre et est immobilisée par ltextrémité 9e de l'aile extrême inclinée 9d. Lorsque le bord antérieur la de la tôle 1 atteint les extrémités externes des profilés Il et 12, c'est-à-dire celles proches du moteur 6 , on interrompt le tirage de la tôle si bien que cette dernière se trouve déroulée à plat sur toute la longueur du banc 3. Si les profilés 9-12 ont chacun une longueur de 16 mètres, correspondant à celle de l'onde métallique autoporteuse devant être fabriquée, on a alors une longueur totale dévidée de 32 mètres et 50 cm, si l'intervalle A entre les deux profilés 9,10 et 11,12 est égal à 0,50 m. On coupe ensuite transversalement la tôle 1 aux endroits des extrémités externes de la première paire de profilés 9,10 , c'est-à-dire celles proches du dérouleur 2 (figure 5). La phase suivante du procédé suivant l'invention consiste à fixer les profilés 9-12 à la tôle 1 uniquement aux endroits des extrémités externes de ces profilés. Cette fixation est réalisée de préférence au moyen de vis 13 autoperceuses et autotaraudeuses engagées à la fois dans les ailes horizontales supérieures telle que l'aile 9a du profilé 9 et dans la partie marginale sous-jacente de la tôle 1 (figure 6). Une fois les quatre extrémités des profilés 9-12 fixées à la tôle 1, de la manière indiquée cidessus, on procède , au cours de la phase suivante du procédé, à la mise en précontrainte de cette tôle par extension longitudinale. A cet effet, on place dans l'intervalle A entre les extrémités internes en regard des profilés 9-12 deux vérins à double effet 14 et 15orien- tés longitudinalement et prenant appui sur des plats 16 fixés transversalement à la partie inférieure des faces frontales des profilés 9-12. On alimente ensuite ces vérins 14,15 dans le sens de leur extension si bien que le vérin 14 écarte l'un de l'autre les deux profilés 10 et 12 tandis que le vérin 15 écarte l'un de l'autre les profilés 9 et 11.Comme les profilés 9-12 sont fixés chacun à la tôle 1 à leurs extrémités externes, il en résulte que la tôle est tirée longitudinalement en sens opposé à ses deux extrémités et qu'elle est de ce fait soumise à une traction longitudinale provoquant son allongement. Simultanément,les quatre profilés 9-12 sont soumis à une contrainte de compression sous l'action des vérins 14,15. Lorsque l'on a atteint un degré de tension suffisant pour la tôle 1, c'est-à-dire un intervalle A' entre les paires de profilés 9,10 et 11,12 supérieur à l'intervalle A au repos (figure 9), on cesse d'alimenter les vérins 14,15 et on les bloque en position d'extension. Ensuite, on rend solidaires les profilés 9-12 de la tôle 1 dans la zone de leurs extrémités internes, c'est-à-dire celles qui sont proches des vérins 14,15. Cette liaison peut être assurée comme dans le cas des extrémités externes, c'est-à-dire au moyen de vis 17 autoperceuses et autotaraudeuses. Une fois ce blocage effectué, on alimente les vérins 14,15 en sens inverse de manière à provoquer leur rétraction. De ce fait, les profilés 9-12 précédemment en compression se détendent, en contribuant ainsi à maintenir une précontrainte de tension importante dans les deux tronçons de tôle qu'ils maintiennent entre eux. Il suffit alors de couper transversalement la tôle le long de deux lignes de coupe transversales 18 et 19 passant par les extrémités internes des deux paires de profilés 9,10 et 11,12.On obtient alors deux tronçons de tôle précontrainte 20 et 21 destinés à constituer chacun une onde métallique autoporteuse, chacun de ces tronçons comprenant deux profilés 9,10 et 11,12 le long de ses bords longitudinaux, ces profilés maintenant chaque tronçon de tôle en précontrainte Les figures 10 et 11 illustrent une forme d'exécution d'un bâtiment utilisant comme couverture des ondes métalliques autoporteuses fabriquées suivant l'in- vention. Les bâtiments standard étant de forme carrée ou rectangulaire, la charpente de support est réalisée par des poutres longitudinales 22 en fer IPE ou similaires, reposant sur des poteaux 23 du type IPE ou HEA. La stabilité longitudinale du bâtiment est obtenue par des poutres au-vent 24 situées aux extrémités, lesquelles transmettent les efforts sur les poutres longitudinales 22 stabilisées par des palées verticales 25. La stabilité transversale est assurée par les ondes de couverture 26. Le procédé de construction suivant l'invention n'utilise qu'une onde supérieure posée à 2% de pente et d'une seule longueur sur toute la largeur du bâtiment, ce qui donne une étanchéité maximale du fait de l'absence de recouvrement. La figure 12 montre d'une manière détaillée comment est fixée une onde métallique autoporteuse 26 qui est réalisée en déformant en forme d'arc de cercle l'un des tronçons de tôle précontrainte 20,21 obtenus par le procédé illustré sur les figures 1 à 9. Entre les poutres longitudinales 22, les ondes métalliques autoporteuses 26 sont soutenues par des berceaux longitudinaux 27 qui transmettent les efforts d'entraînement qui sont exercés par le vent sur la couvèr- ture, aux poutres au vent d'extrémités 24. Les berceaux 27 permettent également de suspendre un plafond horizontal 28 d'ou une diminution du volume à chauffer. Ce plafond peut assurer, suivant l'usage demandé, une isolation thermiqueetphonique et dans tous les cas il est prévu pour assurer une protection importante contre le feu. Les plafonds peuvent être réalisés en des matériaux différents ayant des épaisseurs différentes, les panneaux constituant le plafond 28 étant emboîtés dans des profilés spéciaux 29 eux-mêmes agrafés sur les berceaux 27. La fixation des ondes métalliques autoporteuses 26 sur les poutres longitudinales 22 et les berceaux 27 est réalisée par des baïonnettes verticales 30, soudées à leur base aux poutres 22 et aux berceaux 27 et terminées,à leurs extrémités supérieures, par des fers plats 31 cintrés en forme de U légèrement ouvert vers le haut. Avec ce fer plat inférieur 31 coopère un autre fer plat supérieur 32 cintré en forme de U largement ouvert vers le bas. Les profilés tels que 9 et 10 bordant une onde 26 sont pincés et immobilisés entre les deux fers plats 31 et 32. Le blocage est assuré par un boulon vertical 33 traversant les âmes horizontales des deux fers plats cintrés 31 et 32. Les agrafes 31,32 assurant le blocage des profilés 9,10 des ondes 26 permettent également de maintenir des couvertines de liaison 34 réalisées en tôle pliée et présentant en section droite un angle aigu plus petit que celui formé par les deux ailes du fer plat cintré supérieur 32. De cette façon, les deux ailes de chaque couvertine 34 sont maintenues écartées et elles exercent toujours une compression sur le fer plat cintré supérieur 32 de l'attache. Le dispositif d'attache qui vient d'être décrit permet également de vérifier le serrage des boulons 33 , par-dessous, sans avoir à enlever la couvertine 34. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'ondes métalliques autoporteu ses destinées à constituer la couverture d'un bâtiment caractérisé en ce que l'on déroule, à partir d'une bobine de tôle, un tronçon de tôle rectangulaire (1) de longueur prédéterminée, on forme sur les deux bords de cette tôle, à intervalles réguliers, des bos sages (8) en saillie par rapport au plan de la tôle (1), on enfile ensuite cette tôle dont les bords présentent les bossages (g) régulièrement répartis, dans deux paires de profilés longitudinaux (9,10::11, 12) disposés de part et d'autre de la tôle (1), et dont la section droite est conformée de manière à em pêcher tout dégagement transversal des bossages (8) hors des profilés et à assurer ainsi l'ancrage trans versal de la tôle (1) sur ces profilés, les deux paires de profilés (9,10;11,12) étant distantes entre elles d'un intervalle (A) entre les extrémités internes des profilés, on bloque ensuite les quatre profilés (9,10;; 11,12) sur la tôle à leurs extrémités externes situées aux quatre coins du tronçon de tôle rectangulaire dé vidé, on place dans chacun des intervalles entre les extrémités internes des profilés longitudinaux un vé rin longitudinal (14,15) prennant qppui sur les deux extrémités internes en regard des profilés, on alimen te ensuite les deux vérins (14,15) de maniere à pro voquer leur extension et par conséquent d'une part une mise en tension longitudinale de l'ensemble du tronçon de tôle rec-tangulaire (1) et d'autre part une compression des quatre profilés (9,10;;11,12), on blo que ensuite, après avoir obtenu le degré de tension désiré pour le tronçon de tôle, les quatre profilés sur la tôle à leurs extrémités internes, on enlève les vérins (14,15) et on coupe transversalement le tron çon de tôle à l'endroit des extrémités internes des profilés de manière à obtenir deux tronçons élémentai res de tôle précontrainte, la bande de tôle de cha que tronçon élémentaire étant maintenue en tension entre les quatre extrémités de la paire de profilés longitudinaux et latéraux à laquelle elle est accro chée. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on forme par poinçonnage, sur les deux bords de la tôle (1),des bossages (8) ayant sensiblement la forme dlun triangle rectangle avec une hypoténuse (8a) se raccordant au bord de la tôle et inclinée vers le bas et vers l'intérieur et un petit côté(8b) s'étendant verticalement à partir de l'hypoténuse(Sa) pour se raccorder au plan de la tôle (1), ce petit côté (8b) constituant une dent d'ancrage dans les profilés (9,10;11,-12). 3. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on utilise, pour le maintien de la tôle précontrainte, des profilés(9) ayant une section droite sensiblement en forme de U couché délimité par une aile supérieure horizontale (9a) dirigée vers l'axe longitudinal de la tôle,une âme verticale (9b) et une aile horizontale (9c)la quelle est prolongée par une aile d'extrémité (9d) qui est repliée vers l'intérieur du U,en formant un angle aigu, de telle façon que son extrémité (9e) soit située à une distance de l'aile horizontale su périeure (9a), supérieure à l'épaisseur de la tôle mais toutefois inférieure à la hauteur des bossages (8). 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on bloque les pro filés (9,10;11,12) sur la tôle, à leurs extrémités externes avant la mise en précontrainte e-t à leurs extrémités internes après cette précontrainte, au moyens de vis( 13,17) autoperceuses et autotaraudeuses engagées à la fois dans les ailes horizontales supé rieures(9a) des profilés et dans la partie marginale sous-jacente de la tôle (1). 5. Couverture de bâtiment realisée à partir d'ondes métalliques autoporteuses fabriquées par le procé dé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, ces ondes métalliques autoporteuses adjacentes reposant sur une charpente constituée de poutres longitudinales portées par des poteaux et auxquelles sont suspendus des berceaux longitudinaux,-------------------- ------------------, caractérisée en ce que les ondes métalliques autoporteuses (26) à section droite arquée sont fixées par l'intermédiaire de balonnet tes verticales (30) fixées aux poutres longitudina les (22) et aux berceaux longitudinaux (27) et se terminant, à leur extrémité supérieure, par des fers plats cintrés (31,32), serrés au moyens de boulons (33) et constituant des attaches entre les quelles sont bloqués les profilés longitudinaux (9,10)solidaires des bords des ondes. 6. Couverture de bâtiment suivant la revendication 5, caractérisée en ce que chaque balonnette(30)porte, à son extrémité supérieure, un fer plat inférieur (31) cintré en forme de U légèrement ouvert vers le haut et au-dessus duquel s'étend un autre fer plat supérieur (32) cintré en forme de U largement ouvert vers le bas, les deux fers plats cintrés (31,32) étant assemblés par un boulon vertical (33). 7. Couverture de bâtiment suivant la revendication 6, caractérisée en ce que le fer plat cintré supérieur (32) sert de support à une couvertine de liaison (34) réalisée en tôle pliée et présentant en sec tion droite un angle aigu plus petit que celui formé par les deux ailes du fer plat (32).