Brevet FR2579651A1 — publié le 19861003

La présente invention est relative à des éléments de renforcement en acier,destinés notamment à être utilisés pour l'armature de nappes, dalles, voiles ou structures en béton. Elle vise également l'application de ces élé ment s à une structure en béton renforcée ou armée par des feuillards selon l'invention. On utilise actuellement pour la construction de routes en béton des éléments d'armature en acier sous forme de ronds, c'est à dire de barres cylindriques à section circulaire, ovale ou carrée de grande longueur,munies le long de leur surface extérieure d'éléments d'accrochages pour le béton se présentant sous forme dXun bourrelet enroulé en spirale ou de crans disposés sensiblement dans une direction transversale par rapport à l'axe longitudinal du rond. Un des inconvénients de l'utilisation de cette technique réside dans la difficulté de mise en bobine de ronds ayant une section droite de surface appropriée en vue de les dérouler ensuite en continu sur le chantier dans le béton déposé, ce qui assure à la fois une continuité du renforcement fourni par ces armatures et une avance en continu du chantier de pose. En effet, le déroulement ne doit pas engendrer de déformation permanente des armatures dont la rectitude au repos est nécessaire. Un autre inconvénient tient à la forme cylindrique à section circulaire ou assimilée qui ne permet pas,en raison du rapport surface/section, une mobilisation optimale de la résistance en traction des armatures par le béton. La présente invention vise à remédier à ces inconv- nients en fournissant un élément de renforcement ou d'armature utilisable notamment pour les routes ou chaussées en béton, qui tout en permettant une pose en continu d'une grande rapidité et facilité de mise en oeuvre, assure par ailleurs une résistance accrue à la fissuration transversale pour un taux de ferraillage réduit. La présente invention a ainsi pour objet un feuillard utilisable notamment pour le renforcement du béton, caractérisé en ce qu'il se présente sous forme d'un ruban relativement étroit et de faible épaisseur dont les faces principales sont gaufrées ou crantées. Le gaufrage se présente sous forme de reliefs alternativement en saillie, délimitant des bossages, et en creux, délimitant des alvéoles. Ces bossages et alvéoles peuvent être en forme de cônes ou pyramides éventuellement tronqués ou toute autre forme appropriée telle que cylindrique ou parallélépipédique. La hauteur des bossages ou alvéoles par rapport à la surface adjacente est de préférence de 5 à 80% environ de l'épaisseur du'feuillard, Les bossages et alvéoles des deux faces principales du feuillard peuvent être opposés ou décalés et symétriques ou non. De même,sur une même face,ces bossages et alvéoles peuvent être alignés dans deux directions orthogonales ou disposés en quinconce. Le feuillard est réalisé de préférence en acier à haute limite élastique, par exemple, ayant une résistance à la traction supérieure à 800 MPa. Le feuillard a, de préférence, une épaisseur de 0,8 à 2,5 mm et une largeur de 10 à 60 mm. Le gaufrage peut être obtenu par emboutissage ou crantage éventuellement à chaud suivant les caractéristiques mécaniques du feuillard désiré. L'invention a également pour objet un procddé de fabrication d'un feuillard gaufré ou cranté tel que défini précédemment, caractérisé en ce qu'il consiste à faire passer un feuillard sous forme d'une bande plane entre au moins une paire de galets dont les faces de travail comportent respectivement des empreintes en creux et en saillies correspondant à celles que l'on désire imprimer au feuillard,qui coopèrent en coincidence sur chaque face du feuillard. Afin de conférer au feuillard les propriétés mécaniques désirées, on peut lui faire subir avant gaufrage ou crantage, un traitement de patentage. On peut lui faire subir, après gaufrage ou crantage, un traitement accroissant sa résistance à la corrosion, tel qu'un décapage suivi d'une phosphatation. Les moyens destinés à la fabrication du feuillard comprennent une paire de cylindres tourillonnés dans des empoises montées dans un bâti et entraînés en rotation en sychronisme. Ces moyens sont caractérisés parle fait que les cylindres comportent dans leur partie centrale des eol lerettes en saillie formant des galets dont les faces de travail en regard,sont munies de reliefs en forme de bossages en saillie et d'alvéoles en creux qui coopèrent pour imprimer un gaufrage ou crantage au feuillard. L'invention vise dgaleBent une dalle, un voile ou une structure en béton renforcé par des éléments se présentant sous forme de feuillards gaufrés ou crantés tels que définis ci-dessus. A titre d'exemple, le feuillard peut constituer l'armature d'une dalle routière en béton dans laquelle les feuillards gaufrés sont déroulés en continu simultanément à la coulée du béton. Le taux de ferraillage exprimé par le rapport de la somme des surfaces de section droite des feuillards à la surface de béton d'une coupe transversale de la structun re, est avantageusement de 0,15% à 1%. Dans le cas de dalles routières il est, de préférence, inférieur à 0,5% L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide des dessins annexés, qui en représentent deux modes d'exécution.Sur ces dessins - la Fig.1 représente une vue en plan d'un tronçon de feuillard selon l'invention ; - la Fig.2 est une vue en coupe longitudinale du feuillard de la Fig.1 - la Fig.3 est une vue en plan d'autre mode de réalisation d'un feuillard selon l'invention ; - la Fig.4 est une vue en coupe transversale partielle du feuillard de la Fig.3, sur laquelle a également été représentée en coupe partielle la surface active de travail des galets - la Fig.5 représente une vue de face d'une machine de fabrication du feuillard - la Fig.6 représente une vue latérale en élévation de la machine de la Fig.5 ; - la Fig.7 représente schématiquement en perspective un tronçon de route renforcé par des feuillards. Le feuillard représenté à la Fig.1 se présente sous forme d'une bande 1 comportant sur chacune de ses faces un gaufrage. Ce gaufrage est constitué par une ou plusieurs rangées de bossages 2 faisant saillie au-dessus de la face supérieure de la bande 1 et séparés par des alvéoles 3 en creux. Les bossages et alvéoles sont en forme de tronc de cône à faible pente. Le feuillard illustré aux Fig.1 et 2 peut être fabriqué par emboutissage classique d'une bande d'acier de 2mm d'dpais- seur environ de façon à déterminer des saillies ou des creux de 0,8 mm environ. Selon le mode de réalisation illustré à la Fig.3, le feuillard comporte uniquement sur ses faces principales, des al véoles 10 en creux,en forme de pyramide,dont la pointe est dirigée vers le corps du feuillard et ouvrant à la surface par une base en losange. Ces alvéoles sont alignés suivant l'axe longitudinal du feuillard et disposés en quinconce. Sur la Fig.4 représentant une coupe transversale du feuillard de la Fig.3,ont été représentés partiellement des galets supérieur 40 et inférieur 41 dont les surfaces actives de travail 42 et 43 impriment le gaufrage ou crantage désiré au feuillard. Les alvéoles en creux 10 du feuillard correspondent à des éldments 44 en saillie du galet 40,qui impriment au feuillard la forme de l'alvéole. Sur sa face opposée,le feuillard est appliqué contre une zone plane 45 du galet opposé 41 qui correspond au niveau superficiel de la face principale opposée du feuillard. Le procédé de fabrication du feuillard consiste à réaliser un gaufrage par emboutissage ou crantage du feuillard de façon à former des bossages en saillie sur une face correspondant à des alvéoles en creux sur l'autre face. Cette mise en forme peut être réalisée à froid ou à chaud suivant la nuance d'acier utilisée. La machine représentée aux Fig.5 et 6 comporte un ba- ti 50 comprenant deux paires de colonnes 51 et 52 réunies par un chapiteau 53 et dans lesquelles sont emboîtées des empoises 54, 55 recevant Les tourillons 56 et 57 ménagés aux extrémités de deux cylindres comportant respectivement dans leur partie centrale une collerette de plus grand dia- mètre que le corps du cylindre,chaque collerette forme un galet 58,59 et c'est entre ces galets que l'on fait subir au feuillard non représenté une mise en forme par crantage. Le réglage de l'écartement des galets 58 et 59 est réalisé à l'aide de vis 60 et 61 agissant sur les empoises supérieures 54. L'entraînement des cylindres est réalisé en synchro nisme par des pignons 62 et 63 respectivement solidaires des tourillons 56 et 57,qui engrènent pour le pignon Q3 avec un pignon moteur 64 solidaire de l'arbre moteur 65 et pour le pignon 62 avec un pignon intermédiaire 66 lui mamie en prise sur le pignon moteur 64. Le feuillard ainsi réalisé peut être utilisé, nota ment pour la construction de chaussées en béton. Le feuillard 70 est alors noyé dans le béton 71 parallèlement à l'axe longitudinal de la chaussée en une ou plusieurs nappes parallèles à la surface de cette dernière comme reprit venté sur la Fig.6. Le taux de ferraillage en pourcentage de section droi- te de la route est de préférence de 0,15 à 0,5%, ce raux devant être compris comme le rapport entre la section acier et la section de béton, dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal de la route. Les routes en béton ainsi renforcées par un tel feuillard présentent les mêmes caractéristiques et avantages que celles renforcées avec des armatures antérieures mais avec un taux de ferraillage nettement inférieur (de l'ordre de la moitié ou moins). Ces avantages résident 1 - dans l'absence de toute fissure ouverte créant, d'une part, une discontinuité mécanique de la dalle vis à vis des charges roulantes du trafic routier, et d'autre part, une possibilité d'infiltrations importantes des eaux superficielles vers la fondation de la dalle ; 2 - dans l'absence de tout joint de retrait-flexion ayant les mêmes défauts de base qu'une fissure et présentant, d'autre part, une lourde sujétion d'exécution et d'entretien; 3 - dans l'existence de microfissures transversales quasi étanches maintenues fermées par les armatures mais diminuant la fragilité globale de la dalle liée au module d'élasticité très élevé du béton et à sa faible résistance à la traction. L'utilisation d'armatures objet de l'invention et pouvant être déroulées par grandes longueurs sans déformation permanente nuisible permet,-d'autre part - de réduire de façon très importante le nombre des opérations de raccordement des armatures qui doivent, par-définition, avoir une action continue ; - obtenir un avancement du chantier beaucoup plus continu, donc avec une qualité améliorée ; - de réduire fortement la longueur de route occupée par le chantier ,donc de réduire de la même manière la gêne apportée au trafic en cas de renforcement ou de renouvellement d'une route ou chaussée existante. Enfin, l'élément de renforcement selon l'invention permet une meilleure mobilisation de la résistance à la traction de l'acier par augmentation importante de l'adhérence de l'acier dans le béton. Cette adhérence est, en effet, directement liée à l'importance de la surface de contact acier-béton. Rapportée à la section d'acier, cette surface est beaucoup plus importante pour un ruban que pour un rond. Les caractéristiques mécaniques de l'acier, en particulier à haute limite élastique, sont ainsi valorisées de façon optimale. - REVENDICATIONS 1 - Feuillard utilisable, notamment pour le renforcement du béton, caractérisé en ce qu'il se présente sous forme d'un ruban relativement étroit et de faible épaisseur dont les faces principales sont gaufrées ou crantées. 2 - Feuillard selon la revendscation 1, caractérisé en ce que le gaufrage se présente sous forrae de reliefs alternativement en saillie et en creux3 les reliefs ayant une hauteur de 5à 80% environ de l'épaisseur du feuillard. 3 - Feuillard selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est réalisé en un acier à haute limite élastique, de préférence supérieure à 800MPa. 4 - Feuillard selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce qu'il a une épaisseur de 0,8 à 2,5 mm et une largeur de 10 à 60 mm. 5 - Procédé de fabrication d'un feuillard gaufré tel que défini à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à faire passer un feuillard sous forme d'une bande plane entre au moins une paire de galets dont les faces de travail comportent respectivement des empreintes en creux et en saillie correspondant à celles que l'on dé- sire imprimer au feuillard, qui coopèrent en coincidence sur chaque face du feuillard. 6 - Machine pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 5, comprenant une paire de cylindres tourillonnés dans des empoises (54,55) montées dans un bSti (50), les cylindres étant entralnés en rotation en synchronisme,caractérisg en ce que les cylindres comportent dans leur partie centrale des collerettes en saillie formant des galets (58,59) dont les faces de travail (42, 43) en regard sont munies de reliefs en forme de bossage (44) en saillie et d'alvéole (45) en creux qui coopèrent pour imprimer un gaufrage ou crantage au feuillard. 7 - Dalle ou voile en béton armé,caractérisé en ce que les éléments de renforcement constituant l'armature sont des feuillards tels que définis dans l'une quelconque des revendications 1 à 4. 8 - Dalle ou voile en béton suivant la revendica -tion 7, caractérisé en ce que les feuillards sont disposés parallèlement à l'axe longitudinal de la nappe. 9 - Dalle ou voile selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les éléments de renforcement sont présents dans le béton à un taux de ferraillage de 0,15 à 1%. 10 - Dalle routière selon la revendication 9, caractérisée en ce que le taux de ferraillage est inférieur à 0,5%.