Brevet FR2515713A1 — publié le 19830506

Ensemble de fixation étanche, notamment pour éléments de couverture ou de bardage. La présente invention a pour objet un ensemble pour la fixation étanche d'éléments présentant une surface mouillée sur un support, à l'aide de moyens de fixation traversant des trous desdits éléments. Elle est applicable notamment à la fixation d'éléments de couverture ou de'bardage, tels que des plaques planes ou ondulées en fibrociment, en métal, en matière plastique ou autre sur des supports tels que des pannes de couverture, des lisses de bardage ou d'autres éléments de charpente. L'invention sera décrite ci-après plus spécialement dans son application à cette fixation étanche d'éléments de couverture ou de bardage, mais on comprendra qu'elle est applicable, comme indiqué précédemment, à la fixation de tous éléments présentant une surface mouillée et même à la fixation de bacs, cuves ou réceptacles analogues sur un support, par des moyens traversant des trous prévus dans le fond ou les parois de ces cuves, bacs ou analogues. Un but de l'invention est de résoudre le problème de l'étanchéité des fixations réalisées de la manière indiquée ci-avant. De façon plus particulière, elle-vise à résoudre le problème de l'étanchéité des fixations placées en creux d'ondes (on dit également en plage) dans le cas d'éléments de couverture ou de bardage. Pour des raisons de rapidité de pose et de résistance des matériaux, ce mode de fixation en creux d'ondes est maintenant préféré à la fixation en sommet d'ondes précédemment utilisée. Cette fixation en sommet d'ondes était généralement employée jusqu'ici malgré une plus grande difficulté de pose, du fait de l'absence de problèmes d'étanchéité. En effet, l'eau de ruissellement s'écoule du sommet de l'onde vers le creux, de sorte qu'il n'y a pratiquement aucune accumulation ou stagnation de l'eau, donc aucune pression due à une hauteur d'eau et aucune pression dynamique due à la vitesse d'écoulement de l'eau. En raison de cette absence de cause d'infiltrations, on utilise simplement, pour ces fixations en sommet d'ondes, une rondelle en matière souple (élastomère, plomb, etc..) en contact avec la plaque de couverture, surmontée d'une coupelle métallique d'appui ou d'un cavalier recevant lteffort axial de serrage de la vis ou de l'écrou. En revanche, de tels moyens se sont révélés insuffisants, lorsqu'ils sont utilisés en creux d'ondes, pour assurer une bonne étanchéité, en particulier lorsque la fixation se fait par vis. En effet, il subsiste nécessairement un jeu meme minime entre le bord du trou de la coupelle et la tête de vis. Même un serrage puissant n'empêche pas alors les infiltrations. Ce jeu est aggravé lorsque les vis sont posées avec un certain biais, ce qui présente dans de nombreux cas, du fait de la difficulté de pré-percer convenablement les supports sur le chantier. Un problème analogue se pose dans le cas de surfaces mouillées constituées notamment par le fond ou les parois de cuves, de bacs ou de réceptacles analogues. L'emploi d'une rondelle souple supplémentaire sous la tête de vis, qu'elle soit indépendante ou surmoulée, ne représente pas une solution satisfaisante. En effet, il se produit alors au niveau de cette rondelle souple un poinçonnement ou écrasement jus qu'à une épaisseur presque nulle, qui supprime toute réaction élastique de la rondelle et qui en conséquence peut être ultérieurement à l'origine de fuites. Cet écrasement des rondelles placées sous la tete de vis s'explique par la différence entre les pressions de serrage qui agissent au niveau de la base d'une coupelle conique du type généralement utilisé et au niveau du bord supérieur délimitant le trou de passage de la vis de cette coupelle. I1 est usuel en effet d'utiliser pour les fixations du type considéré des coupelles de forme générale conique en métal, qui sont combinées à une garniture de nature élastique, par exemple en matière plastique suffisamment souple ou en caoutchouc, qui généralement est solidaire de la coupelle métallique. Celle-ci est obtenue alors par découpage d'un élément composite métallo-plastique par exemple. Une rondelle (4) de ce type est montrée en coupe sur la figure 1 du dessin annexé avec la coupelle métallique (4a) et la rondelle en matière souple (4b). Lors du serrage de la coupelle contre une plaque formant l'élément à fixer, il se produit au niveau de la base de cette coupelle un écrasement de la garniture élastique, qui permet à une certaine surface de la matière formant cette garniture de venir en contact avec la plaque. L'écrasement de cette matière de nature élastique est limité par la venue en contact du bord inférieur de la partie métallique de la coupelle avec la plaque. Ainsi, l'étanchéité à ce niveau est parfaitement assurée. La pression d'étanchéité est fournie par un serrage normal et la matière formant la garniture d'étanchéité conserve une certaine élasticité, du fait que son écrasement n'est que partiel. La condition obtenue à la partie supérieure de la coupelle, autour du trou de passage de la vis, est totalement différente. En effet, à cet endroit, étant donné que le bord de la partie métallique de la coupelle prend appui contre la face inférieure de la rondelle d'étanchéité placée sous la tête de vis, il se produit lors du serrage un poinçonnement et une pénétration de ce bord métallique de la coupelle dans la matière élastique formant cette rondelle d'étanchéité.La zone de contact étant sensiblement linéaire, la pression spécifique alors atteinte lors du serrage est très élevée et la partie métallique de la coupelle pénètre dans la matière de la rondelle en provoquant son écrasement jusqu'à une épaisseur presque nulle, avec une déformation permanente qui s'oppose à toute réaction élastique et qui en conséquence n'assure plus l'étanchéité requise dans les conditions de travail rencontrées. La différence de diamètre entre la base de la coupelle et le trou de passage de la vis ménagé dans la partie supérieure de celle-ci augmente encore cette pression spécifique. La condition obtenue quand la vis traverse de biais la coupelle sous-jacente est encore plus critique, étant donné que dans ce cas la pression devient sensiblement ponctuelle et prend en conséquence une valeur presque infinie. Or, outre la charge de serrage, les ensembles de fixation de ce type reçoivent des charges intermittentes qui sont dues aux dépressions du vent et qui peuvent être supérieures à la charge de serrage. Compte tenu des conditions énumérées, la rondelle détanchéité prévue sous la vis n'est plus en mesure de réagir à ces charges intermittentes et des fuites peuvent en conséquence se produire à ce niveau. Un autre but de l'invention est de créer un ensemble de fixation remédiant à ces inconvénients. L'invention concerne en conséquence un ensemble pour la fixation étanche d'éléments présentant une surface mouillée sur un support, à l'aide d'un moyen de serrage traversant un trou desdits éléments,- notamment pour la fixation d'éléments de couverture ou de bardage, comportant un moyen de serrage associé à une coupelle d'appui étanche sur l'élément à fixer tel que la plaque ou analogup1acée entre ce moyen de serrage et cet élément, caractérisé en ce qu'il comprend une bague de nature élastique interposée entre ce moyen de serrage et cette coupelle, associée à des moyens de butée pour limiter l'écrasement de cette bague après serrage de l'ensem- ble.On évite de cette manière un écrasement de la bague de nature élastique à un degré provoquant une déformation permanente ou un poinçonnement ne permettant plus d'obtenir l'étan- chéité requise. Selon une caractéristique préférentielle, les moyens de butée s'opposant à l'écrasement complet de la bague de nature élastique sont tels qu'apres serrage cette bague conserve encore une épaisseur suffisante pour maintenir l'étanchéité par déformation élastique, par exemple une épaisseur égale à la moitié environ de son épaisseur initiale. Suivant un premier mode de réalisation, on peut prévoir vers la partie supérieure de la coupelle d'appui étanche sur l'élément ou la plaque à fixer une collerette constituant un moyen de butée par coopération avec la tête du moyen de serrage, par exemple de la vis ou analogue, en limitant ainsi l'écrasement de la bague de nature élastique destinée à assurer l'étanchéité. Cette collerette peut venir directement de fabrication avec la coupelle d'appui étanche, notamment par emboutissage. Dans ce cas, la bague de nature élastique est disposée normalement autour de cette collerette, entre le moyen de serrage, notamment la tête de la vis ou analogue, et la surface supérieure de la coupelle d'appui. Selon un second mode de réalisation de l'invention, il est prévu dans le mo-yen de serrage, notamment dans la tête de la vis ou analogue, un chambrage destiné à la réception de la bague de nature élastique, le bord inférieur de la jupe constituée par ce chambrage venant, lors du serrage, buter contre la face supérieure de la coupelle d'appui. Suivant une autre réalisation encore, les deux dispositions ci-dessus peuvent être combinées. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'exemples de réalisation de cette invention. Pour éclairer la description, on se reportera au dessin annexé, dans lequel La Fig. 1 est une vue en coupe d'une coupelle conique métili- que avec rondelle souple adhérisée du type habituellement utilisé. La Fig. 2 est une vue en coupe d'un ensemble de fixation dans lequel la coupelle d'appui est munie d'une collerrette, avant serrage. La Fig. 3 est une vue en coupe de l'ensemble de fixation de la Fig. 2, après serrage. La Fig. 4 est une vue en coupe d'un ensemble de fixation avec chambrage ménagé dans la tête du moyen de fixation, avant serrage. La Fig. 5 est une vue en coupe de l'ensemble de la Fig. 4, après serrage. La Fig. 6 est une vue en coupe d'un ensemble de fixation résultant de la combinaison des deux dispositions précédentes, dans la condition de serrage. En se reportant aux Fig. 1 et 2, on voit que l'ensemble de fixation comporte un moyen de serrage 1 tel qu'une vis ou un boulon comportant une tige 2 et une tête élargie 3. Autour de la tige 2 est enfilée une coupelle conique 4. Cette coupelle comporte une face supérieure métallique 4a et une face inférieure ou garniture en matière élastique 4b. En général, ces coupelles sont obtenues par découpe e t misse en forme d'un stratifié comportant une feuille de caoutchouc ou de matière plastique collée sur une feuille de métal. Selon une variante, on peut utiliser deux coupelles distinctes, l'une en métal et l'autre en caoutchouc ou en matière plastique. Le bord du trou central de la face métallique de la coupelle est pourvu, dans le cas présent, d'une collerette 5 repliée vers le haut, formée par emboutissage. Une bague en matière élastique 6 entourant la collerette est interposée entre la face supérieure de la coupelle 4 et la tête 3 de la vis ou du moyen de serrage équivalent 1. Suivant le mode de réalisation considéré, la hauteur de la bague 6 à l'état non comprimé est d'environ le double de la hauteur de la collerette 5. I1 va de soi toutefois que cette relation peut être modifiée dans la mesure où il ne se produit pas, lors du serrage, un écrasement de la bague en matière élastique 6 à un degré correspondant à une déformation permanente et supprimant toute élasticité, tout en obtenant une déformation de cette bague suffisante pour assurer son application étanche contre la face supérieure de la coupelle 4, d'une part, et la face inférieure de la tête de vis ou du moyen de serrage équivalent 1, d'autre part. Comme on le voit sur la Fig. 2, la collerette 5 fait fonction de butée axiale lors du serrage. Elle maintient ainsi un écart constant entre la tête 3 et la face supérieure 4a de la coupelle, ce qui comme indiqué s'oppose à un écrasement trop prononcé de la bague 6. Celle-ci conserve donc une élasticité suffisante pour assurer une étanchéité parfaite. Dans l'exemple de réalisation selon les Fig. 3 et 4, la collerette 5 de la coupelle 4 a été supprimée. En revanche, dans la tête 3 du moyen de serrage de la vis 1 est ménagée une chambre 7 destinée à recevoir la bague 6. La chambre 7 est limitée par une jupe 7a, dont le bord inférieur constitue la butée axiale empêchant l'écrasement excessif de la bague 6. Par rapport. au précédent mode de-réalisation, l'utilisation d'une tête munie d'une chambre procure en outre l'avantage d'enfermer complètement la bague 6 après serrage. Celle-ci est donc à l'abri de la lumière, ce qui évite la dégradation de la matière élastique telle qu'élastomère, caoutchouc, matière plastique etc ... sous l'effet du rayonnement ultra-violet. Elle est également à l'abri des chocs, lors de l'entretien des toitures par exemple, et de l'érosion due au ruissellement. En outre, il ne se produit pas de déformation par évasement de la bague de matière élastique 6, qui dans ce cas est retenue de tous côtés par le chambrage du moyen de serrage et par la face supérieure de la coupelle d'appui 4. Suivant le troisième mode de réalisation représenté sur la Fig. 5, la coupelle 4 est ici encore munie d'une collerette 5 et le moyen de serrage tel que la vis 1 est muni d'une jupe 7a qui ménage ici encore un chambrage 7. La bague de nature élastique 6 est dans ce cas placée entre la collerette 5 et la jupe 7a du moyen de serrage, à l'intérieur du chambrage 7. La collerette 5 et la jupe 7a de ce moyen de serrage servent toutes deux de moyens de butée pour limiter le degré d'écrasement de la bague élastique 6. Selon un quatrième mode de réalisation, non représenté, au lieu d'une collerette et d'une tête avec chambrage, on peut utiliser une bague en matière souple munie sur une partie de sa hauteur d'une fourrure rigide coopérant avec la tête du moyen de serrage et la coupelle pour former une butée axiale lors du serrage. Selon encore un autre mode de réalisation, non représenté, au lieu d'être disposée au bord du trou de la coupelle, la collerette peut être prévue sur cette coupelle à une distance suffisante du bord du trou pour recevoir la bague et coopérer avec la tête du moyen de serrage. Les éléments de serrage peuvent etre constitués par des crochets dont l'extrémité filetée reçoit un écrou, un tire-fonds, une vis, une vis auto-taraudeuse, un clou à percussion, un rivet, un rivet à rupture de tige ou un autre dispositif équivalent. Dans le cas de vis auto-taraudeuses, l'invention permet l'utilisation de vis à double filet à tête rapportée du type faisant l'objet du brevet français n" 77-28 432. L'application de l'ensemble de serrage selon l'invention concerne principalement la fixation de toitures, mais comme indiqué précédemment, elle est également appropriée à tous les cas de fixation où une bonne étanchéité est requise. REVENDICATIONS 1.- Ensemble pour la fixation étanche d'éléments présentant une surface mouillée sur un support par un moyen de serrage traversant un trou desdits éléments, notamment pour la fixation d'éléments de couverture ou de bardage, comportant un moyen de serrage associé à une coupelle réalisant un appui étanche sur l'élément à fixer tel que la plaque ou analogue, placée entre ce moyen de serrage et cet élément, caractérisé en ce qu'il comprend une bague (6) de nature élastique interposée entre ce moyen de serrage (1) et cette coupelle (4), associée à des moyens de butée (5, 7a) pour limiter l'écrasement de cette bague (6) après serrage de 1 'ensemble. 2.- Ensemble de fixation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen pour empêcher l'écrasement de la bague de nature élastique est constitué par une collerette (5) prévue à la partie supérieure de la coupelle (4) et coopérant par butée avec la tête (3) du moyen de serrage (1). 3.- Ensemble de fixation suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la collerette (5) est adjacente au bord du trou de la coupelle (4). 4.- Ensemble de fixation suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la collerette (5) est disposée sur la coupelle (4) à une certaine distance du bord du trou de ladite coupelle. 5.- Ensemble de fixation suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la collerette (5) vient directement de fabrication, notamment d'emboutissage, avec la coupelle (4). 6.- Ensemble de fixation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la bague (6) de nature élastique est munie sur une partie de sa hauteur d'une fourrure rigide. 7.- Ensemble de fixation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen s'opposant à l'écrasement-de la bague (6) de nature élastique est constitué par une chambre (7) ménagée dans la face inférieure de la tête (3) du moyen de serrage (1). 8.- Ensemble de fixation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen s'opposant à l'écrasement de la bague (6) de nature élastique est constitué par une collerette (5) disposée sur la coupelle (4) associée à une chambre (7) ménagée dans la face inférieure du moyen de serrage. 9.- Ensemble de fixation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le moyen de serrage est constitué par une vis auto-taraudeuse à double filet et à tête rapportée, un clou à percussion, un rivet, un rivet à rupture de tige ou un moyen analogue. 10.- Ensemble de fixation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la coupelle (4) est formée de deux parties séparées comprenant une partie supérieure métallique (4a) et une garniture inférieure (4b) en matière souple.