Brevet FR2574069A1 — publié le 19860606

oROCEDE DE MISE EN FORME DE LA TERRE POUR lA REALISATION DES MURS ET CLOISONS DE 3ALIMENTS. Jean Maurice DAVID -o Personne n'ignore que les principaux matériaux servant à la construction de bâtiments, quelle que soit la technique employée : maçonneries d'agglomérés, bétons banchés, bétons armés, préfabrication sont au nombre de trois. En premier, des matières premières naturelles appelés "agrégats". Ces agrégats sont le sable de rivière et de carrière ; les graviers, connus aussi sous le nom de gravillons (roulés ou concassés) ou de granulats, et enfin, un produit industriel bien connu : le ciment auquel on peut ajouter : la chaux, le plâtre. En ce qui concerne les agrégats l'éventail est large. Se Ion les ouvrages on emploie soit des agrégats dits "lourds" tels que les graviers ou gravillons, les cailloux. Les gravillons roulés sont les agrégats les plus employés et les plus recherchés car ils servent à la fabrication des bétons armés ou non pour les ossatures ou structures des bâtiments. A ces agrégats lourds s'ajoutent les agrégats dits "légers". On distingue à cet égard les matériaux naturels non préparés tels que la ponce, le tuf calcaire, la lave, etc..., les matériaux naturels préparés : argile expansée, vermiculite, perlite expansée ; les déchets industriels préparés : laitier expansé, verre expansé, ordures ménagères frittées...; les matériaux or ganiques : particules de matières premières, balles de céréales particules de bois, etc... Pour des raisons d'ordre économique et de raréfaction des agrégats, les recherches s'intensifient depuis plusieurs années pour trouver des solutions nouvelles qui puxssent répondre aux exigenees actuelles en matière de qualité, de quantité et de prix pour la construction de b timents destinés particulière-; ment au logement, spécialement dans les pays du tiers monde. En dehors des formules sophistiquées coûteuses et délicates à mettre en oeuvre, on manifeste, à nouveau, dans les pays industrialisés, pour des raisons d'économies un intérSt particulier pour la "terre". En effet, ce matériau est très certainement le matériau le plus ancien et le plus économique. Les exemples de son utilisa tion avec des techniques différentes sont nombreux à travers le monde. En Europe, on rencontre des constructions en terre en Sué dç au Danemark, en Allemagne, dans kes pays de l'Est aussi bien qu'en Espagne et en Grande Bretagne. En France, on trouve des exemples dans toutes les régions sous des modes de mise en oeuvre diftérents : pisé, brique crue torchis, bauge, etc... Le procédé de mise en oeuvre de la terre le plus connu est le "pisé". Il a été et reste employé d'ailleurs dans des pays aussi différents que le Danemark, le Bérou, la Chine ou la Francs Parmi les autres modes de mise en oeuvre de la terre ci tons aussi "l'adobe" qui consiste à mouler des briques de différentes dimensions et à les laisser sécher au soleil. C'est une technique connue aussi sous des noms différents tels que "briques de terre crue", "Ottob", "pour", "Banco", etc. .selon les pays. Un autre mode de mise en oeuvre, plus récent, qui est issu du précédent mode et pour lequel des machines de différents types ont été construites concerne des "briques (ou blocs) de terre compressée". Parmi les formules les plus récentes on trouve les "bé tons de terre stabilisée" ou B.U.S. qui consiste à incorporer à la terre des agents "stabilisants" de diverses natures afin d'améliorer les qualités de la terre (résistance~à la compression, imperméabilité, etc...) la gamme de ces "stabilisants" est très variée et la lis est longue. En dehors des stabilisants traditionnels (ou liants) le ciment et la chaux, on peut classer les autres stabilisants en trois glMpes : les produits naturels, végétaux ou animaux les produits industriels ; les stabilisants commerciaux. A titre d'exemple, nous citerons, pour les produits natu rels qui ne sont pas, en général, très efficace et dont l'ac tion stabilisante n'est pas toujours certaine : le caoutchouc naturel (latex de l'hévéa) ; la caséine ; la gomme arabique, les huiles végétales de coco, de lin, de ricin, etc... Pour les produits industriels : les acides (phosphorique, sulfurique, nitrique...) ; les résines (acétate de polyvinyle, urée-formol, aniline furfural, etc... Pour les stabilisants commerciaux qui sont généralement à base de produits industriels, il s'agit de produits commercialisés sous des noms de marques. Ils sont souvent peu efficaces. Certains le sont mais dans des applications très précises le béton banché constitué de granulats de terres stabilisées est un matériau idéal de substitution des agrégats traditionnels pour réaliser à bon marché les murs et cloisons d'une construction particulièrement dans les régions - ou pays - ou les granulats traditionnellement employés sont rares ou trop coûteux. Ce matériau est, en effet, simple à fabriquer avec un matériel peu motteux. Il peut être produit dans n'importe quelle région - ou pays - au pied des constructions à édifier. Sa fabrication demande peu d'énergie. Il permet d'importantes économies. Ce mode de mise en oeuvre de la terre peut,en outre, 9- lutionner avantageusement le problème du logement à coût modéré dans les pays industrialisés et- à faible colt dans les pays en développement par l'édification, en milieu rural et villageois en particulier, dXhabitations durables mieux adaptées aux exigences nouvelles qu'impose- l'évolution du cadre de vie des populations concernées. L'invention est caractérisée par la fabrication de granulats de terres stabilisées de différentes grosseurs, par le matériel permettant d'obtenir ces granulats ainsi que par la mise en oeuvre de ces granulats qui consiste en des bétons légers pleins, semi-caverneux ou caverneux banchés destinés à la réalisation des murs et cloisons d'une construction. Une forme de réalisation de ces granulats est donnée, à titre d'exemple non limitatif, aux dessins annexés. La figure t est-une vue schématique d'une centrale mobile destinée à produire industriellement des granulats de terres stabilisées. Cette "chaine" de fabrication est constituée par quatre groupes distincts reliés ensemble pour former cette chaine de fabrication. La figure 2 est une vue schématique en coupe de la machidestinée à former les granulats. La figure 3 représente schématiquement, en coupe, une machine destinée à proauire artisanalement les granulats ae terres stabilisées. Conformément à l'invention, les terres. préalablement nettoyées de tous déchets organiques sont tamisées, dosées et stockées dans une trémie 1 puis transvasées par une goulotte 2 dans une benne mobile q placé en iond alune cuve le "liant" (ou stabilisant) en poudre - ciment ou chaux stocké dans un silo 5 est projeté pneumatiquement pans la benne. Les dosages, en terres de différentes granulométries et constitution, en liants.sont effectues d'une manière rigoureuse au moyen d'une balance classique pour cet usage 6. Ces dosages en terres, liants, stabilisants et eau sont déterminés préalablement par les essais en laboratoire selon les terres employées, les liants et stabilisants, la destina-tion des agrégats, la granulométrie de ceux-ci, la résistance recherchée, dosages rigoureusement observés pour la fabrication, les terres et liants sont déversés par la benne dans un malaxeur intensif 7 monté sur un chassis métallique 8, malaxés avec la quantité d'eau ou de stabilisant déterminée préalablement jusqu'à obtension d'un matériau homogène qui est ensuite déversé sur un transporteur à rouleaux placé sous le malaxeur auquel il est fixé 9. Cet ensemble iorme le premier groupe de la chaine de fabrication appelé "malaxage". Le matériau ainsi abstenu est déversé par le transporteur à rouleaux dans la goulotte d'un second transporteur 10 à godets qui entraine le matériau vers un "granulateur" Il situé en hauteur sur un chassis métallique relié, d'un caté au groupe mala- xage, de l'autre au groupe "séchage". Le matériau vidé par l'interméuiaire d'une goulotte 13 dans le granulateur est entrainé par une vis sans fin li (tigure 2) vers l'extrémité de la machine 15. Préssé fortement par la vis sans iin contre des grilles perforées de trous ronds de dimensions différentes 16 (figure 2) pour donner les granulométries nécessaires, le matériau ressort de la machine sous torme ae petits morceaux cylindriques. les grilles mobiles destinées à proauire des granulats de différentes grosseurs selon la granulométrie déterminée sont placées dans un compartiment du granulateur réservé à cet ef- fet 17 (figure 2). Les granulats obtenus sont réceptionnés à leur sortie du granulateur par une goulotte 20 par laquelle ils glissent dans un bol 21 de bétonnière rotatif à inversion de marche, monté dans une cuve chauffante 22 calorifugée. Par la rotation dans laquelle ils sont entrainés à contre sens, les granulats, tout en séchant, s'arrondissent à leurs extrémités pour prendre la forme d'un gravier roulé. Après un court séchage, les granulats sont déversés par inversion de marche du bol dans la goulotte 23 d'un deuxième transporteur à godets qui entraine les granulats vers une trémie de stockage classique dans laquelle ils sont vidés. Le chauffage de la cuve peut être effectué de différentes manières selon le lieu où se trouve la centrale et les possibilités d'approvisionnement en énergie. Ce mode de chauffage peut aussi bien être l'éléctricité (par un moteur électrique) que le mazout, le gas-oil, le fuel domestique, le gaz butane. Sa figure 1 représente schématiquement un bruleur à mazout 24. Le granulateur est représenté schématiquement par la figure 2. Il est constitué d'une cuve en talle galvanisée 25 de forme arrondie à la base pour épouser la forme de la vis sans fin fabriquée dans un alliage résistant à l'usure 14 et fermé à la partie haute par un couvercle 26 vissé sur la cuve fixé au chassis 27 par des pattes 28. Les différentes opérations de fabrication sont commandées manuellement par un tableau de commandes électriques fixé au chassis 19 du groupe de granulation. Ces opérations peuvent aussi programmées et télécommandées. 'L'axe 30, sur lequel est montée la vis sans fin est solidaire en bout d'un convertisseur de vitesse 31 entrainé par un moteur électrique 32. Un granulateur pour la fabrication artisanale des granulats est constitué comme le représente schématiquement la figure 3 par un chassis métallique 2 sur lequel est fixé un bol métallique 34. Des grilles perforées de trous ronds similaires à ceux des grilles 16 du granulateur de la centrale, sont placées en fond du bol 35. Une palle métallique 36, de forme spécifique adaptée à la machine 34, est fixée sur un arbre 38 qui prend assise en passant par un trou percé au centre des grilles 39, sur un support doté d'un roulement à billes 40, solidaire du chassis 22. Un engrenage hélicoidal 41 est placé à l'extrémité supé- rieure de cet arbre. Un ensemble formé d'un arbre 42 au milieu duquel est fixé un second engrenage 43, qui s'emboîte sur le premier et, à un bout, d'une poignée, est maintenu dans la position voulue par des pattes 44 soudées au chassis 33. Par la démultiplication obtenue par les engrenages la terre, mélangée préalablement avec son liant, est préssée contre les grilles par la palle entrainée dans un mouvement de rotation-!dans le sens des aiguilles d'une montre par la poignée actionnée manuellement Les opérations de préparation de la terre sont similaires à celles descrites précédemment. Le malaxage s'effectue avec une bétonnière classique modifiée pour cette usage. Les granulats obtenus sont réceptionnés par gachées, en dessous de la machine, dans des brouettes et transportés sur une aire de stockage sur lequel, au moyen. de rateaux, ils sont étendus par couches afin d'obtenir le séchage nécessaire puis mis en tas jusqu'à obtension de la quantité nécessaire à la réalisation des ouvrages. La granulation de la terre stabilisée caractérisée par le procédé ainsi que le banchage des granulats obtenus, effectués traditionnellement, permet d'acquérir une résistance meilleure à la compression ainsi qu'une tenue durable dans le temps, gra- ce à l'homogénéité de l'ensemble des murs et cloisons de la construction réalisée de cette façon. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrets et représentés par les dessins annexés car diverses modifications et améliorations peuvent être apportées sans sortir du cadre de l'invention. R E V E N D X C A X I O N S t) Procédé de mise en forme de la terre caractérisé par la fabrication de granulats de différentes grosseurs constitués par des terres stabilisées au moyen d'agents stabilisants de difiérentes natures. Ces granulats sont fabriqués industriellement au moyen de centrales mobiles constituées par un ensemble a'éléments : une trémie de stockage (t) des terres ; une goulotte (2) ; une benne mobile (3) ; un silo de stockage des liantes (5) ; une balance (6) ; un malaxeur (7) ; un transporteur à rouleaux (9) ; un transporteur à godets (10) ; un granulateur (11) ; une goulotte (20) ; un bol de bétonniere horizontal (21) ; une cuve chautfan- te calorifugée (22) ; un bruleur à mazout (24) ; un tabieau de commande (19) ; ces éléments étant fixés à une ossature métallique démontable (12). Le granulateur est constitué par une cuve en tole galvanisée (25) ; une vis sans fin (14) ; un compartiment (17) servant de loge aux grilles perforées (16) ; un arbre (30) ; un un convertisseur de vitesse (3t) ; un moteur éléctrique (32) ; l'ensemble étant fixé par des pattes (28) à un chassis (27). Ces granulats sont fabriqués artisanalement au moyen de machines constituées par un chassis métallique (33) ; un bol en acier (34) ; des grilles perforées (35) ; une palle (36) ; un arbre (38) ;. un roulement à billes (40) ; aes engrenages (41 et 43) montés sur un second arbre (42) fixé au chassis par des pates (43) 2) Selon la revendication 1, procécé caractérisé en ce que les granulats obtenus servent à la fabrication ae bétons légers pleins, semi-caverneux ou caverneux destinés à l'éaiiication de murs et cloisons de bâtiments et, éventuellement, d'agglomérés destinés à cet usage.