Brevet FR2564875A1 — publié le 19851129

La présente invention a pour objet un nouveau procédé rapide de construction d'ouvrages en matériaux pompés, au moyen d'armatures multidimensionnelles permanentes, auto-cof'rantes et d'un ensemble échafaudant à différents usages. Ce procédé est caractérisé en ce qu'on dispose parallèlement deux éléments de maintien rigides reliés entre eux par un élément plié en zig zag, en ce qu'on assemble les tronçons obtenus en hexagones3 de façon à former une structure, en ce qu'on dispose de part et dsautrexie la structure un grillage liaisonné aux éléments et liaisonné entre chaque face à l'aide d'entretoises, de manière à former un panneau pratiquement indéformable, en ce qu'on maintient les panneaux verticalement à l'aide, de part et d'autre, d'éléments échafaudants à usages multiples, en ce qu'on coule un matériau de remplissage à prise rapide entre les grillages, en ce qu'on revit d'un enduit les faces extérieures, en ce qu'on dresse les enduits en prenant appui sur les règles de maintien des éléments échafaudants, en ce qu'on utilise la partie supérieure des éléments échafaudants intérieurs pour supporter le coffrage du plancher, en ce qu'ton incorpore dans la coulée de béton du plancher les panneaux de structure hexagonaux placés hori zontalement, renforcés dans leur partie inférieure d'un treillis soudé, et enfin en ce qu'on répète les mêmes opérations en emboîtant les élé ment s de maintien de structure échafandants extérieurs pour élever les parois des étages. Ce procédé a l'avantage, par préfabrication de l'armature dans le béton sous forme de panneaux de structure légers, transportables et par l'utilisation de matériaux même mauvais porteurs, pompés et projetés pratiquement sans discontinuité, d'ériger un ouvrage très rapidement, avec une main d'oeuvre non qualifiée, l'ensemble des éléments échafandants restant en place pendant la réalisation, assurant le maintien en place des structures, la reprise des charges et l'accès constant en tout lieu, à tous niveaux, en toute sécurité, aux opérations de construction. Les éléments de structure verticaux assurant l'armature dans le béton peuvent avoir une largeur, une section et une dimension des hexago nes constantes. Ils peuvent également avoir une largeur, une section, une dimension des hexagones variables en fonction des charges, de la portance du béton, des épaisseurs de murs requises, de la hauteur de l'ouvrage, les éléments échafaudants traversant la structure étant ajustables. Les éléments de structure horizontaux, dans le cas des planchers peuvent avoir une épaisseur, une section, une dimension des hexagones constantes. Ils peuvent également avoir une épaisseur, une section, une dimension des hexagones variables et être complétés ou non d'un treillis soudé. Ils peuvent être simplement remplacés par un treillis soudé suivant l'état des charges et la résistance des bétons utilisés. Les grillages recouvrant les panneaux de structure peuvent avoir des mailles plus ou moins grandes. Ils peuvent être complétés d'une trame en tissus, fils ou élé ment s végétaux. Ils peuvent également étre remplacés par un bardage constitué de métal et carton, métal et argile ou autres. Une partie large correspondant à la semelle de fondation est assurée par le renforcement des fers inférieurs de la structure et l'adaptabilité d'une planche de coffrage fixée de manière réglable au pied des élé ment s échafaudants. Cette même planche réglable est utilisée dans les étages pour assurer l'appui des éléments échafaudants sur l'ouvrage et le coffrage d'un carnage éventuel à chaque niveau, les éléments inférieurs de structure étant alors renforcés Dans le cas où le matériau de remplissage n'est pas porteur, en plus des ceintures de fondation et des chaînages, la structure peut recevoir des renforcements locaux, de manière à former des poteaux. Dans ce cas, le grillage recouvrant les renforts peut être doublé ou bien à mailles fines. Le béton utilisé aura les caractéristiques de résistance correspondant aux charges requises par la hauteur de l'ouvrage. Les éléments de structure fabriqués en atelier peuvent être ou non complétés des huisseries de portes et fenêtres, de réseaux de canalisations; ils sont ensuite assemblés entre eux sur place par soudures, en ménageant des joints de dilatation selon les méthodes habituelles appliquées en construction béton armé. Le remplissage entre les grillages peut être ou non effectué par pompage du béton par voie sèche ou semi-humide, le mouillage se fait en bout de lance. La quantité d'eau utilisé doit permettre au béton de faire masse et rester ainsi prisonnier entre les grillages l'emploi du ciment à prise rapide permet alors de charger sur une hauteur raisonnable, avancer la coulée rapidement et revenir ensuite à la même place. Dans le cas de pompage, la lance est introduite entre les grillages par le haut à l'aide d'une prolongation, ou bien en pratiquant des trous dans le grillage. Les matériaux utilisés dans l'opération de remplissage peuvent avoir une granulométrie maximum correspondant aux possibilités des machines de pompage. Ils peuvent avoir une qualité de résistance mécanique minimum dans le cas d'adjonction de particules légères au béton, ou l'emploi de matériaux isolants permettant l'isolation totale de l'ouvrage. Ils peuvent avoir une qualité de résistance mécanique maximum obtenue par l'adjonction au béton d'aiguilles en acier. Ces extrêmes permettent donc une grande souplesse dans le choix des matériaux de réalisation et assurent ainsi une adaptation non limitative à la construction depuis le logement social, la construction individuelle, touristique, solaire, anti-séismique, ouvrages militaires et aboutir aux abris anti-nucléaires par l'emploi des structures sur-dimensionnées et des bétons lours aiguilletés, le principe de construction restant identique grâce au réglage et à l'adaptabilité des éléments échafaudants à usages multiples. Les enduits extérieurs peuvent être réalisés à partir des mêmes machines qui permettent aussi la projection de béton à faible granulométrie, aiguilleté ou non, isolant ou non, ou bien de mortier. L'épaisseur des règles appartenant aux éléments échafaudants sur lesquelles est appliquée la structure définit l'épaisseur finale des parois et permet le dressage intérieur et extérieur des enduits à tous les niveaux. Des planches tendues entre chaque élément échafaudant en donne l'accès ; des garde-corps servent à la fois de raidisseurs d'échafaudages et assurent la sécurité. On décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation du procédé selon l'invention avec référence aux dessins an nexes dans lesquels la Fig. 1 est une vue en perspective montrant le principe de construction d'un ouvrage selon l'invention au niveau du rez-dechaussée. La Fig. 2 est une vue en perspective montrant la suite des opérations de construction de l'étage selon l'invention. La Fig. 3 est une vue en perspective cavalière montrant le détail des éléments de structure et leur assemblage en hexagones, pour former un panneau transportable. La Fig. 4 est une vue de détail du grillage employé usuellement. La Fig. 5 est une vue montrant des panneaux de structure plans verticaux équipés des huisseries de portes, fenêtres renforts de linteaux, semelles et poteaux, de façon non limitative. La Fig 6 est une vue montrant une variante possible d'assemblage de la structure donnant une forme hémisphérique, selon l'invention. La Fig. 7 est une vue en perspective de détail d'assemblage du grillage sur un élément de la structure ainsi que des entretoises de liaison entre les faces grillagées. La Fig. 8 est une vue en coupe d'une structure de paroi de rezde-chaussée et sa semelle de fondation maintenue par les éléments échafaudants à usages multiples. La Fig. 9 est une vue en coupe de la suite des opérations concernant la paroi de rez-de-chaussée bétonnée, une partie du plancher struc turé, la structure de la paroi de l'étage avec son carnage, l'ensemble étant maintenu par les éléments échafaudants à usages multiples. La Fig. 10 est une vue en perspective représentant l'ensemble des accessoires constituant un élément échafaudant permettant le maintien des structures en place et la sécurité, selon l'invention. Les Figures 1 et 2 montrent comment, d'une façon générale, on réalise un ouvrage d'habitation selon l'invention. On commence par -couler un béton de propreté en pleine terre comme indiqué en Bs ainsi que les plots au même niveau comme indiqué en 1 a, placés de manière à recevoir les éléments échafaudants et supporter la charge due au coulage des planchers ; puis on dispose verticalement les éléments échafaudants intérieurs à l'ouvrage comme indiqué en 22 munis de leurs garde-corps de sécurité, comme indiqué en 2 a, maintenus les uns aux autres en réglant la planche de coffrage de semelle intérieure appuyée sur le béton de propreté, comme indiqué en 3. On place verticalement contre les règles des éléments échafaudants} comme indiqué en 2 b, les panneaux de structure préfabriqués, comme indiqué en 4, constitués de deux éléments de maintien rigides comme indiqué en 4 a et b > reliés entre eux par un élément zig zag, comme indiqué en 4 c, Ces éléments formant des tronçons de base, comme indiqué en 4 d, sont assemblés entre eux en polygones et les panneaux sont couverts sur chaque face d'un grillage comme indiqué en 5. Ils sont ensuite assemblés entre eux par soudures ou agrafes, comme indiqué en 6.On poursuit le maintien en place des panneaux de structure par la fixation des éléments échafaudants extérieurs à l'ouvrage, comme indiqué en 2, la planche de coffrage de semelle étant en appui sur le béton de propreté et réglée de façon identique à celle placée à l'intérieur de l'ouvrage, comme indiqué en 3 a. Les planches et garde-corps de sécurité permettant l'accès aux parties supérieures des panneaux de structure sont placés comme indiqué en 7. L'ensemble des panneaux de structure verticaux du rez-de-chaussée, comme indiqué en 6, étant maintenu solidement, on commence le remplissage interne de ces panneaux par coulage entre les grillages de béton à prise rapide, à l'aide d'une pompe de transport par voie sèche, comme indiqué en 8. On projète ensuite les enduits, comme indiqué en 9, que l'on dresse à la règle en prenant appui de part et d'autre sur les règles appartenant aux éléments échafaudants, comme indiqué en 10. Tous les enduits du rez-de-chaussée étant réalisés, on remplace les garde-corps des éléments échafaudants intérieurs à l'ouvrage par les étais, comme indiqué en 2 cs supportant les bastings, comme indiqué en 11, assurant le coffrage du plancher. La fiche des bastings est reprise en son centre par plusieurs étais réglables utilisés dans la construction habituellement, comme indiqué en 12. Des planches de coffrage sont alors posées sur les bastings, comme indiqué en 13. Les éléments de structure horizontaux sont mis en place et soudés entre eux comme indiqué en 14. Une variante est possible par l'emploi d'éléments de structure coffrants horizontaux revêtus de grillage à mailles fines dans leur partie inférieure permettant ainsi d'éviter la pose de planches de coffrage. Dans ce cas, les enduits de plafonds seront projetés par dessous. Les éléments échafaudants extérieurs de l'étage sont placés comme indiqué en 2, contreventés partiellement comme indiqué en 2 g, équipés de leurs garde-corps, comme indiqué en 2 a et 2 h. La planche de coffrage du chatnage est posée sur les parois bétonnées et la partie supérieure des règles appartenant aux éléments échafaudants, comme indiqué en 3 b. Les éléments de structure de l'étage, comme indiqué en 6 a, sont maintenus contre les règles des éléments échafaudants de l'étage, liés par soudures aux structures du rez-de-chaussée et du plancher. Le bétonnage du plancher est alors effectué. Le surfaçage est assuré en posant des règles calibrées, comme indiqué en 15, directement sur la structure et déterminant ainsi la planéité et une épaisseur constante du plancher. Le remplissage des structures de l'étage peut alors s'effectuer comme indiqué en 8 a, mais il est préférable de maintenir totalement toutes les structures de ltétage à l'aide des éléments échafaudants intérieurs. L'ordre des opérations reprend alors comme au rez-de-chaussée. L'ouvrage totalement bétonnée, on procède au retrait des éléments échafaudants, on rebouche à l'enduit les tranchées laissées sur les parois par les règles d'appuis ( 2 b ) des éléments échafaudants et lton coule la chape du rez-de-chausséeO La hauteur de l'édifice est principalement déterminée par les caractéristiques du béton utilisé. la Fig. 3 montre comment on doit constituer en atelier les élé-- ments de base de structure t deux raidisseurs parallèles, comme indiqué en 4 a et b, en acier rond noir de section et de résistance mécanique adaptée au projet de construction, sont réunis par un élément comme indiqué en 4 c, de matière et section identiques, plié en zig zag sur un gabarit et soudé sous atmosphère neutre. La fabrication en grande série ne présente aucun inconvénient, les dimensions et poids étant très faibles. Ensuite, chacun de ces éléments de base, représentant chaque c8té d'un hexagone, comme indiqué en 4 ds sont assemblés entre eux aussi par soudures pour former un panneau de structure comme indiqué en 4, transportable, rigide et léger. La dimension des hexagones est définie selon la résistance mécanique complémentaisre à apporter en armature au béton dans l'ouvrage. Dans le cas de construction anti-séismitues les hexagones, de dimensions appropriées, seront plus nombreux dans la structure, de façon à éviter la fissuration et la séparation des blocs~l'emploi d'aiguilles acier dans le béton augmentera encore ce fait de manière très sensible. La Fig. 4 montre le grillage tendu usuellement comme indiqué en 5, et recouvrant chaque face des structures ; c'est un grillage à mailles de 13 mm. triple tension, en fil d'acier ordinaire qui peut être complété d'une trame tissu, végétale ou bien remplacé de manière non limitative par toute catégorie de grillage métal déployé, bardage ..., à mailles de forme et dimension plus ou moins différentes. La Fig. 5 montre trois panneaux plans verticaux transportables comme indiqué en 4, formés de structures hexagonales (comme décrite ciavant), selon l'invention et complétés de grillages comme indiqué en 5, des cadres d'huisseries de portes, comme indiqué en 4 e, de fenêtres comme indiqué en 4 f de fers de renforcement de semelle, comme indiqué en 4 g, de linteaux, comme indiqué en 4 h, de chaînage comme indiqué en , de poteaux comme indiqué en k, de faisceaux de canalisations, boites de dérivations électriques, ceci dans le cas d'un ren plissage des structures par un matériau non porteur, isolant, par exemple.La structure hexagonale peut être simplifiée au maximum, c'est-à-dire sans renfort si le matériau de remplissage des structures a des caractéristiques porteuses suffisantes. La Fig. 6 montre une variante d'assemblage d'hexagones et penta gonzes comme indiqué en 4 d, permettant d'ériger un édifice de forme hémisphérique. Ces assemblages d'éléments de structures de base en polygones permettent, d'une manière non limitative, d'obtenir des constructions de forme cylindrique, sphérique, libre ou portée. La Fig. 7 montre la fixation, en atelier, du grillage comme indiqué en 5, effectuée par points sur la structure comme indiqué en 4, soit à l'aide d'un fil de fer torsadé comme indiqué en 5 a, d'une agrafe ou bien d'une soudure. Entre les éléments d'une structure, il est nécessaire de relier les faces grillagées par les entretoises formées de fil de fer torsadé comme indiqué en 5 b, pour éviter, lors du coulage du béton, l'écartement des faces entre elles. La Fig. 8 montre comment, selon l'invention, on maintient en place verticalement un panneau de structure, comme indiqué en 6, inséré entre les règles de dressage, comme indiqué en 2 b, traversées de deux tubes réglables et leurs fourreaux, comme indiqué en 2 p, reposant sur deux pieds réglables, comme indiqué en 2 k, et appuyés sur les planches de coffrage de semelle réglables, comme indiqué en 3 et 3 a. Cette même figure montre avantageusement le renforcement, comme indiqué en 4 g, des fers ronds perpendiculaires et parallèles à la structure permettant de former l'armature de la semelle. L'ensemble reposant sur un béton de propreté, comme indiqué en 1 et 1 a, réglé à la verticale de façon parfaite est inrenversable et peut soutenir des charges importantes. Les parties horizontales des éléments échafaudants reçoivent des planches d'échafaudage, comme indiqué en 7, donnant accès aux opérations sur l'ensemble des parois. Les garde-corps démontables, comme indiqué en 2 a et 2 h, assurent la sécurité des personnels. La paroi est alors bEtonnee, La Fig. 9 représente les mêmes éléments échafaudants fixés à l'aide d'accessoires, comme indiqué en 2 d, montés sur ceux déjà en place permettant le maintien de la structure des étages, comme indiqué en 6 a.Ils ont de plus l'avantage, en remplaçant le garde-corps par un accessoire support, comne indiqué en 2 c, d'assurer l'appui de bastings de coffrage du plancher, comme indiqué en 11, sans modifier en aucune manière l'emplacement des éléments échafaudants installés. La planche de coffrage, comme indiqué en 3 b, est appuyée sur la construction en cours et, grecs à son réglage, permet le coffrage d'une ceinture, comme indiqué en 4 js et le surfaçage du plancher au niveau désiré. Un nouvel élément échafaudant, comme indiqué en 2, assure le maintien à l'étage des structures gr ce à un accessoire réglable, comme indiqué en 2 n. Les garde-corps et les planches d'échafaudage sont alors fixés, comme indiqué en 2 h et 7. La structure horizontale de plancher, comme indiqué en 14, est posée et le plancher peut alors être bétonné. En répétant ces mêmes opérations, selon l'invention, on obtient, dans des conditions de facilité, l'édification d'un ouvrage à plusieurs étages en béton armé sans coffrage lourd, grue, moyen de transport important, ni main d'oeuvre qualifiée. La Fig. 10 montre, selon l'invention, un élément échafaudant à usages multiples complet ; le corps, comme indiqué en 2 est constitué de tubes acier soudés, renforc-és en équerres, pour assurer la rigidité et le support des planches d'échafaudage. Des trous ont pour objet, à l'aide de goupilles, comme indiqué en 2 r, de maintenir et de régler les accessoires sur le corps. Les pieds réglables, comme indiqué en 2 k et 2 m, prennent appui aussi bien sur le terrain que sur un plancher. Les planches de coffrage, comme indiqué en 3 et 3 a, s'adaptent aux semelles et chaînages simplement par appui et réglage au moyen du coulisseau, comme indiqué en 2 j. Les garde-corps supérieurs adaptables, comme indiqué en 2 a, sont emboités et goupillés. Ils assurent à la fois la sécurité, l'écartement des éléments échafaudants et leur rigidité. Les garde-corps inférieurs goupillés directement sur le corps, comme indiqué en 2 hs assurent les mêmes fonctions. Les supports de bastings comme indiqué en 2 c, viennent remplacer les garde-corps supérieurs et permettent le soutien des coffrages de planchers. Les entretoise-s, comme indiqué en 2 n, traversant les structures de part en part, sont goupillées dans chacun des éléments échafaudants et assurent le maintien des structures de différentes épaisseurs. Un fourreau, comme indiqué en 2 p, évite au béton de se fixer sur ces accessoires et en permet le démontage à n'importe quel moment de la construction. Ces entretoises assurent, en outre, la rigidité des éléments échafaudants entre eux. Le prolongateur, comme indiqué en 2 d, donne la possibilité, après avoir retiré les garde-corps supérieurs, de monter, régler, goupiller un nouvel élément échafaudant en étage, son second point d'appui étant assuré par la planche de coffrage du chaînage, comme indiqué en 3 et 3 a, sur la paroi inférieure déjà bétonnée. Les goupilles, comme indiqué en 2 r, assurent un maintien parfait des accessoires sur le corps. Leur forme, après mise en place, fait qu'elles ne peuvent se retirer seules. La présente invention ntest pas limitée au mode de réalisation décrit et présenté mais couvre toutes les variantes possibles de forme et dimension permettant de bâtir selon les principes de structures permanentes auto-6chafaudantes. REVEL'DIC!SlONS 1. Procédé de construition d'un ouvrage, caractérisé en ce qu'on forme des panneaux de structure métalliques, transportables (4) à partir d'éléments rigides (4a & b) reliés par un élément en zig zag (4c), assemblés entre eux en polygones (4d) et recouverts de grillage (5) sur chaque face, en ce qu'on maintient les panneaux (4) en place à l'aide d'élements échafaudants à usages multiples (2), en ce qu'on coule un matériau de remplissage à prise rapide entre les grillages (8), en ce qu'on revêt les faces extérieures d'un enduit (9), en ce qu'on dresse les parois (10) en s'appuyant sur les règles (2a) appartenant aux éléments échafaudants, en ce qu'on ajoute à ces mêmes éléments échafaudants (2) des étais (2c) supportant le coffrage du plancher (11 & 13) en ce qu'on incorpore au plancher le même type de structure, mais renforcé (14), en ce qu'on recommence ces opérations en étages à partir d'éléments échafaudants de maintien (2) et de structures permanentes coffrantes identiques (6a) 2. Procédé selon la revendication lo caractérisé en ce que les éléments rigides en zig zag (4d) ont des caractéristiques mécaniques, une section, une largeur, une longueur variables adaptées à l'emploi, aux charges et déformations mécaniques requises dans,l'ovrage à construire. 3. Procédé selon les revendications 1. et 2. caractérisé en ce que l'ensemble des polygones assemblés en panneaux transportables (4) ont une longueur des côtés (4d) variable, adaptée à l'emploi, aux charges et déformations mécaniques requises dans l'ouvrage à construire. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 S caractérisé en ce qu'on utilise un grillage (5) de revttement des panneaux adapté aux modes et matériaux de remplissage des structures permanentes, ccffrantes (4). 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on ajoute à 12 structure des fers de renfort, de façon à former des poteaux (4k) semelles (4g) chaînages (45), linteaux (4h), remplis au béton porteur dans le cas où le reste du matériau de remplissage ne l'est pas, ou bien dans le cas d'un renfort ponctuel requis dans l'ouvrage à construire. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on complète les panneaux de structure (4) des huisseries de portes (4e), de fenêtres (4f) et des canalisations. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on maintient en place, à l'aide des ensembles échafaudants à usages multiples (2), traversant (2n), enserrant (2b) les panneaux de structure (6 & 6a), en assurant la perpendicularité et la rigidité par assemblage des garde-corps (2a & 2h) et contreventements (2g). 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on coffre la semelle de l'ouvrage et le chaînage à chaque niveau à l'aide des planches-supports réglables (3, 3a & b) maintenues au pied des éléments échafaudants à usages multiples (2). 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on coule un matériau de remplissage (8), béton à prise rapide ou non, isolant ou non, aux caractéristiques mécaniques porteuses renforcées ou non d'aiguilles dans les parties qualifiées de semelle (4g), poteaux (4k), linteaux (4f) et chassages (4j) et un matériau de remplissage à prise rapide ou non, isolant ou non, aux caractéristiques mécaniques porteuses ou non, renforcées d'aiguilles ou non dans le reste de la structure, pour répondre aux contraintes mécaniques requises dans l'ouvrage. 10* Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce quton projète sur les parois de l'ouvrage (9) un matériau d'enduit, isolant ou non, aux caractéristiques mécaniques porteuses ou non > que l'on dresse ensuite (10) en prenant appui sur les règles de maintien des structures (2b), solidaires aux éléments échafaudants (2). 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on assure l'accès et la sécurité en tout poirts à tous niveaux de ltouvrage > à l'aide de planches posées (7) et de gardecorps démontables (2a a 2h) fixés sur les éléments échafaudants à usages multiples (2). 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on remplace les garde-corps (2a) des éléments échafaudants par des supports (2c) de bastings (11) recevant le coffrage des planchers (13) ou bien les structures auto-coffrantes des planchers. 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on ajoute verticalement des éléments échafaudants à usages multiples (2) à ceux en place au moyen de prolongateurs (2d) pour continuer les opérations de construction de l'ouvrage en étages. 14. Ouvrage réalisé en répétant les opérations selon le procédé défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 13.