Brevet FR2562595A1 — publié le 19851011

PERFECTIONNEMENT AUX CONSTRUCTIONS 2562595 VERTICALES. Société Anonyme dite CHAUDRONNERIE VIRY ET FILS La présente invention concerne les constructions verticales, notamment de hauteur élevée, et de préférence,bien que non exclusivement, les silos pour le stockage et le charge- ment des céréales, ou d'autres produits en vrac, tels que l'ami- don, le talc, la chaux et analogues. Jusqu'à ce jour ces constructions étaient réalisées sur le chantier, soit en béton, soit en t8le pliée. Un silo en béton est coûteux et très long à réaliser. Un silo en t8le pliée et soudée également, et il comporte au surplus des inconvénients propres liés à la forme même des éléments constitutifs: la paroi intérieure présentant des creux et des reliefs, l'existence de ces creux entraîne des zones de frottement différentiel avec d'une part la formation de dépôts de matières organiques tendant à pourrir aur place, et d'autre part la formation de voûtes dé- terminant des efforts dynamiques importants. L'invention remédie à tous ces inconvénients grace à un procédé et un matériel simples, peu coûteux, et commodes à mettre en oeuvre. Selon l'invention, la construction est réalisée au moyen d'éléments modulaires standards, réalisés & l'avance en usine, et assemblés sur place par simple boulonnage ou soudure sur des poteaux verticaux, ces éléments consistant en des pan- neaux plans, demeurant lisses sur leur face interne, et sur la face externe desquels sont soudées des nervures horizontales de renfort et de rigidification, formant avec les panneaux plans des caissons fermés. Selon une variante intéressante de réalisation, lesdites nervures sont elles-mêmes complétées par des pièces en forme de U ou de V, réparties de chant sur la face externe du panneau recouverte par la nervure et sur toute la longueur de celle-ci, c'est-à-dire à l'intérieur dudit caisson, leur nombre et leur fréquence étant déterminées par les contraintes exercées sur ledit panneau. On obtient ainsi, à partir d'éléments petits et faciles réaliser et à transporter, des constructions de toutes formes et de toutes dimensions, lisses I l'intérieur, et dont la soli- dité et la rigidié on: =araties par lesdites nervures. Selon !'iivention la i si d cl nrvresa et notamment leur epais- seur, est proportionnelte v celle de chaque panneau; de même leur espacement est progressifz eu direction verticale, en fonc- çO 2 2562595 tion de la hauteur de la construction, conformément au diagramme de poussée usuel, dépendant lui-même de la hauteur de la cons- truction et de la nature et de la quantité des matières qu'elle contient. On va maintenant décrire l'invention plus en détails, en se référant au dessin annexé sur lequel: - les figures 1 et la sont des vues en perspective et partiellement couples d'une paroi de silo en t8le pliée conforme à la technique antérieure. - les figures 2 et 2a sont des vues semblables en perspective et partiellement coupées, d'un élément modulaire selon l'invention, - les figures 3 et 3a sont semblables aux figures 2 et 2a, mais comportent les pièces complémentaires de renfort des nervures, selon l'invention. -les figures 4,4a et 4b illustrent la constitution d'une paroi plane et son appui sur le sol, de face, en coupe verticale et en coupe horizontale. - la figure 5 illustre la constitution d'un angle dans une construction a section polygonale, - la figure 6 est une vue partielle d'une construc- tion en cours de réalisation au moyen de ces Eléments. En se référant tout d'abord aux figures 1 et la, on voit que la paroi d'un silo construit suivant les techniques antérieures, se compose d'une tôle unique 1, repliée alterna- tivement vers l'intérieur et vers l'extérieur, de manière X former des nervures alternativement en creux 2, et en relief 3. De telles tôles repliées sont généralement fixées par points sur des poteaux verticaux comme il est représenté par exemple aux brevets français 79 00159 du 4 Janvier 1979. Bien que cette construction, et se repliage en nervures assurent une certaine rigidité à la construction, elle présente les inconvénients de laisser subsister des zones telles que 4 dans lesquelles le matériau stocke dans le silo peut venir s'accumuler sans s'écouler au moment de la vidange du silo. Ce matériau étant généralement d'origine organique, il risque de pourrir sur place et de contaminer le remplissage suivant du silo. Au surplus, l'écoulement des voûtes se formant au moment de la vidange du silo crie des contraintes dynamiques importantes sur les parois. Par ailleurs, les poteaux sur lesquels viennent s'appliquer ces tôles, et ces tôles ellesmêmes, sont généralement de très grande dimension, réalisées sur le chantier même et assemblées sur place au prix de dépenses et d'efforts considérables. Si l'on se réfère maintenant aux figures 2 et 2a, on constate qu'un résultat semblable maistrès amélioré est obtenu grâce à l'invention, selon laquelle, la paroi du silo est cons- tituée par une tôle plate 5, sur la face externe de laquelle sont fixes, par exemple par soudure, des nervures horizontales, telles que 6, en formant une succession de caissons fermés hori- zontaux. On obtient ainsi le double résultat suivant: - d'une part la surface interne de la paroi est com- plètement lisse, - et d'autre part cette paroi est rendue rigide par les nervures qui peuvent être de profondeur et d'espacement correspondant aux contraintes mécaniques de la paroi constitue de cette façon. De tels éléments peuvent être réalisés de diverses tailles, par soudage en continu et en automatique en usine, puis assemblés sur le chantier sous forme d'éléments modulaires adaptés h la forme de la construction. Dans la variante de l'invention illustrée aux figures 3 et 3a, des pièces complémentaires 10 sont insérées entre le panneau 5 et chaque nervure 6. Grace a l'arrachement partiel pratiqué sur la figure 3, on voit qu'une telle pièce 10 a la forme d'un U posé de chant sur le panneau 5, et ayant l'épais- seur e de la nervure. Ces pièces 10 servent à compenser le flambage éventuel de la tgle 5 derrière la nervure dans le cas de charges élevées. Leur nombre et leur disposition seront donc fonction de la dimension du silo et de l'emplacement du panneau considéré. Dans le cas d'une construction complexe, ce nombre et cette répartition pourront être déterminés h partir d'un programme informatique, ce qui permettra de construire, h par- tir de série d'éléments identiques entre eux toute une série de silos. Bien entendu, les pièces 10 pourraient avoir une section différente, par exemple en V, en Z, ou toute autre, leur rôle essentiel étant de former le long des nervures une série de cloisons de renforcement supplémentaire. Les figures 4 et 5 illustrent divers modes d'assembla- 4 2562595 ge des éléments modulaires tels que représentés aux figures 2-2a ou 3-3a, c'est-à-dire constitués chacun d'un panneau Il sur lequel sont soudées des nervures horizontales 12, pour former des caissons de rigidification, renforces ou non par des pièces telles que 10 (figures 3-3a). Ces éIlments modulaires sont bordés par des poteaux verticaux 13, permettant de les assembler de deux manières différentes: Pour la constitution de panneaux plans de grandes dimensions (figures 4,4a, 4b), on juxtapose plusieurs panneaux 11-12-13, pour former des sous-ensembles unitaires tels que S, etS2, et on juxtapose ces sous ensembles le long de deux poteaux 13'a-13'b pour former une paroi plane complète. C'est à l'empla- cement des couples de poteaux 13'a-13'b que repose une telle paroi, par des pieds d'ancrage et de stabilisation assurant une assise suffisante à cette paroi. A cet effet, les poteaux V13'a et 13'b sont raccourcis, pour y permettre l'insertion de pieds 14a-14b, à section verticale trapézoldale,et dont la grande base est fixée à une embase commune 15 de poids très élevé. Une telle structure est particulièrement appropriée à une construction à base rectangulaire et de très grandes dimensions telle qu'un silo à grains. Pour la construction de structures de plus petites dimensions, à section polygonale, on opère comme illustré à la figure 5. Dans ce cas, chaque panneau comporte un module unique 11-12-13 complet, et aux angles de la structure, la nervure-est échancrée suivant un angle pour permettre le montage d'un poteau 13"a incliné, destiné à être accouplé à un autre poteau 13"b, présentant la même inclinaison, du panneau suivant. Les deux poteaux 13a et 13"b sont donc encastrés, ce qui assurer leur assistance mutuelle, et par suit.e des conditions de travail continues. Selon une variante d'assemblage de deux poteaux 13 ad- jacents, au lieu d'une soudure assurant un tel encastrement, on peut utiliser un boulonnage, ce qui élimine toute soudure sous le chantier, mais qui, impliquant un joint, défavorise la soli- ditg des éléments ainsi assemblés, qui ne s'assistent plus mu- tuellement. Pour compenser une déformation éventuelle sous l'effet de la pression de remplissage, on peut alors renforcer chaque boulon pour un fourneau de tubes. La figure 6 illustre un tel assemblage, les éléments modulaires, tels que A et B, étant montés sur des poteaux tels que C, étant entendu que, bien que cela ne soit pas représenté sur le dessin pour plus de clarté, l'épaisseur e de chaque ner- vure et l'écartement E entre deux nervures successives varient selon la taille des éléments utilisés, et selon l'altitude à laquelle cet élément est monté, le calcul de ces différentes dimensions relevant bien entendu des techniques usuelles de la construction. L'intérêt de ce nouveau type de construction par rap- port aux silos métalliques classiques se situe dans la rapidité de réalisation, l'absence d'encrassage de la paroi interne, la réduction des effets dynamiques à la vidange, un meilleur "ren- dement énergétique", c'est-à-dire un accroissement de la pression interne admissible pour une quantité donnée de matériaux stockés, et surtout la possibilité de l'automatisation de la fabrication en usine des modules standards qu'il suffit ensuite d'assembler sur le chantier avec un minimum de matériel et de personnel. Par ailleurs, l'intérêt de ce type de construction par rapport au béton qui est quelquefois également utilisé, est son coût toujours inférieur, et surtout la rapidité du chantier par rapport à un chantier béton, qui est forcément très long et qui se fait sur place, alors que dans le cas de la présente invention, le produit est entièrement réalisé en usine, sous forme d'éléments modulaires simplement montés sur le chantier au moyen d'un système de boulonnage ou de soudage approprié. De même, par rapport aux constructions traditionnelles, l'avantage de l'invention est une souplesse considérable quelque soit le gabarit de la construction, et au surplus on peut consi- dérer que plus cette construction est de grande dimension, plus l'intérêt de ce système est grand également, dans la mesure ou les constructions telles que les silos traditionnels comportent des éléments de très grande taille, ce qui pose des problèmes de transport, ainsi que des problèmes d'intempéries et de personnel pour l'ensemble de la finition sur le chantier. Ces problèmes sont éliminés grâce à l'invention, qui ne fait intervenir qu'un ensemble d'éléments faciles à construire en usine, et à transporter et assembler facilement sur un chan- tier. Il doit être bien entendu que, bien que seadaptant particulièrement à la construction des silos, l'invention n'est 6 2562595 pas limitée 3 cette application et permet au contraire la réa- lisation de toute construction, notamment de grandes dimensions verticales, ou polygonale, pour le stockage, le chargement et le déchargement de toutes matières en vrac. 7 2562595 REVENDICATIONS 1. Procèdé pour la réalisation de-constructions verticales caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser à l'avance en usine des éléments standardisés modulaires, que l'on assemble ensuite sur le chantier, chaque élément se composant d'une tôle lisse sur la face externe de laquelle sont soudées des nervures de rigidification et de renfort. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la profondeur de chaque nervure est proportionnelle aux dimensions du panneau. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, carac- térisé en ce que l'écartement entre deux nervures successives varie en fonction de l'altitude à laquelle est monté ledit panneau. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisé en ce que les nervures sont horizontales. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisé en ce que les panneaux sont assemblés sur des poteaux verticaux à section rectangulaire. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que des pièces complémentaires de renfort sont insérées le long des nervures entre le panneau et le dessus de la nervure. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdites pièces ont la forme de U posés de chant contre le panneau. 8. Eléments de construction et constructions telles que des silos, obtenus par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7. 9. Eléments de construction selon la revendication 8, caractérisés en ce que, à la base d'un couple desdits poteaux sont insérés des pieds à section verticale trapézoidale et réunis à une embase d'ancrage au sol. i1. Constructions selon la revendication 8, caractérisées en ce que deux panneaux adjacents sont assemblés par soudage de leurs poteaux respectifs. 11. Construction selon la revendication 8, caractérisée en ce que deux panneaux adjacents sont assembles par boulonnage de leurs poteaux successifs, avec interposition d'un joint.