Brevet FR2596443A1 — publié le 19871002

Procédé de restauration d'un élément de structure en bois" L'invention concerne un procédé de restauration d'un élément de structure en bois dont la capacité de support n'est plus suffisante du fait du pourrissement, de la décomposition ou de toute autre cause, ce procédé consistant à effectuer au moins une découpe partant du bois non détérioré pour aller Jusqu'à un support tel que par exemple un support de mur ou du bois non dété10 rioré d'un autre élément de structure, à former un renforcement dans la découpe, et à remplir ensuite cette découpe par un mastic plastique liquide servant, après durcissement, de Joint mécanique entre l'élément de structure en bois et le support. Un procédé de restauration analogue est décrit par exemple dans la Spécification de Brevet Allemand 148 675, ce procédé étant destiné en particulier à restaurer des poutres dont une extrémité, montée dans un mur, est détériorée par pourrisage ou autre. Le décou20 pe à effectuer est constituée par un trou de forage allongé reliant à l'atmosphère le vide produit par l'extrémité de poutre pourrie. Le trou de forage part du vide et traverse le bois voisin détérioré et moulé, pour pénétrer sur une longueur importante dans le bois sain. Le renforcement est introduit, de l'extérieur, par l'embouchure du trou de forage, et s'étend sur toute la longueur du trou de forage pour venir pénétrer dans le vide, après quoi le mastic plastique liquide est injecté par l'embouchure Jusqu'à ce que la totalité du vide et du trou de forage soient complètement remplis. La manière selon laquelle le trou de forage est percé implique que la direction de celui-ci soit inclinée par rapport à la direction longitudinale de la poutre à restaurer,-et que par conséquent le renforcement soit monté de manière inclinée. Cela présente 10 l'inconvénient que la charge à supporter par ce renforce- ment incliné, exerce une force de gauchissement pouvant conduire à des fractures. De plus, on a constaté que les forces de courbure, du fait de la position inclinée du renforcement, risquaient de fendre la poutre. On a également constaté qu'il fallait la plupart du temps installer en pratique un coffrage qui devait ensuite être retiré. Dans le cas particulier des poutres supportées par un mur, cela conduit à des opérations laborieuses et chères compte tenu du fait 20 qu'il faut retirer les briques autour de la cavité. Le coffrage ne peut être retiré avant que la matière plastique liquide injectée ait durci, ce qui prend la plupart du temps une Journée, après quoi les briques retirées doivent être remises en place. Un autre inconvénient de ce procédé est qu'il consomme des quantités importantes de matière plastique relativement chère. Cela est d'autant plus vrai que les briques du mur peuvent être irrégulières et comportent le plus souvent des joints partiellement ouverts. 30 La matière plastique liquide pénètre également dans ces espaces supplémentaires, ce qui augmente encore la consommation et entraine de plus le risque qu'on obtienne une poutre scellée dans la cavité. Cela peut conduire au cas statistiquement indésirable d'une poutre fixe, indé35 pendamment du fait qu'on ne sait pas ou s'arrêtent les ú596443 joints ouverts, ce qui peut conduire à des surprises désagréables lorsqu'on injecte la matière plastique. L'invention a pour but de créer un procédé de restauration du type cidessus, permettant de supprimer les inconvénients indiques. A cet effet, l'invention concerne un procédé de restauration d'un élément de structure en bois dont la capacité de support n'est plus suffisante du fait d'une décomposition par pourriture ou par toute autre cause, consistant à former au moins une découpe partant du bois sain pour aller jusqu'à un support constitué par exemple par un support de mur, ou jusqu'au bois sain d'un autre élément de structure, a placer un renforcement dans cette découpe, et à remplir ensuite complètement la dé15 coupe d'un mastic plastique liquide servant, apres durcissement, de joint mécanique entre l'élément de structure et le support, procédé caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer l'injection complète d'une mousse de matière plastique au moins dans les espacés laissés libres par la 20 décomposition de pourriture ou de toute autre cause, avant de former la découpe se présentant sous la forme d'une fente ouverte traversant partiellement la mousse de matière plastique. Ces étapes permettent de remplir la 25 totalité du vide et de ses ramifications, par de la mousse de matière plastique relativement bon marché. La découpe effectuée ensuite sous la forme d'une fente présente ainsi des dimensions qui peuvent être déterminées avec precision, ce qui permet également de déterminer et d'optimi30 ser avec précision la quantité de mastic plastique devant être injectée ensuite. Cette mousse de matière plastique sert ainsi non seulement de matériau de remplissage relativement bon marché permettant de remplir le vide, mais en même temps de coffrage permanent du mastic plastique à injecter ensuite, de façon qu'on puisse minimiser au mieux la quantité de ce mastic à utiliser, suivant les charges à supporter, tout en permettant en outre de réaliser la restauration par un minimum d'opérations et en particulier sans démolition et reconstruction ultérieures. 5 En outre, ce procédé de restauration convient également pour la remise en état de Joint de charpente, c'est-à-dire de deux éléments de structure en bois venant buter l'un contre l'autre et se couplant l'un * à l'autre. Un Joint détérioré peut être restauré effica10 cement par une plaque de matière plastique dont la circonférence extérieure est partiellement définie par un moule en mousse de matière plastique. - De plus, le procédé selon l'invention présente également un domaine d'application plus général, 15 c'est-à-dire que ce procédé permet de réaliser également d'autres objets et d'autres opérations que les obJets et les operations pouvant être obtenus par les procédés classiques décrits ci-dessus. Par exemple, le procédé selon l'invention peut également être utilisé pour res20 taurer par exemple une poutre brisée, les vides éventuels laissés par les pièces brisées ou par les éléments de charpente éclatés qu'on a dû retirer, étant complètement remplis par de la mousse de matière plastique. Pour restaurer une poutre de bois 25 selon une autre forme préférée de réalisation de l'invention, la fente est réalisée dans la direction verticale de la poutre et s'étend jusqu'au voisinage de la face inférieure de la poutre, c'est-à-dire jusqu'à environ 2 cm de la face inférieure de la poutre. A l'endroit du support dans le mur, la fente est réalisée de façon que la plaque de matière plastique à former puisse venir s'appuyer sur la face spéciale de la cavité. La totalité de l'élément de structure en bois peut être renforcée lorsque, selon une autre 35 forme encore de réalisation de l'invention, la fente est réalisée sur toute la longueur de l'élément de structure en bois. De cette manière, l'élément de structure en bois initial constitué par exemple par une poutre de bois munie de décorations se présentant sous la forme de sculptures ou de peintures, peut être préservé malgré la perte de la fonction de support du fait du pourrissement ou autre décomposition, ce qui est extrêmement avantageux, en particulier dans la restauration utilisée dans l'industrie du bâtiment, compte tenu entre autres de la constance des 10 dimensions périphériques initiales de l'élément de structure en bois. L'ancrage de la plaque de matière plastique dans le bois sain peut être amélioré selon une autre forme de réalisation de l'invention, en formant au 15 moins une rainure dans le bois sain, dans la direction verticale et/ou longitudinale de la fente, la surface périphérique de chaque rainure s'étendant au-delà de la surface périphérique de la fente. Par suite, la plaque de matière plastique à former est munie de nervures latéra20 les supprimant les risques de décrochement de la plaque de matière plastique par rapport au bois sain. Des nervures peuvent être réalisées de façon très simple dans la direction verticale lorsque, selon une forme préférée de réalisation de l'invention, ces nervures sont constituées 25 par une partie de la surface périphérique d'un trou. Lorsque, selon une autre forme encore de réalisation de l'invention, chaque trou présente un diamètre supérieur à la largeur de la fente, et comporte un axe situé dans le plan perpendiculaire médian de 30 la fente, les trous peuvent avantageusement servir de guide de la fente. Ce résultat peut être obtenu de façon simple lorsque la fente est réalisée au moyen d'une tronçonneuse ou d'un instrument de coupe. L'invention sera décrite en détai! 35 en se référant aux dessins ci-doiUr dans lesquels: - la figure 1 est une vue e coupe d'une extrémité de poutre restaurée selon l'ii%,rit'on et montée dans un mur; - la figure 2 est une vue e: -; suivant la ligne II-Il de la figure 1; - la figure 3 est une vue iJtara',e d'un joint représenté schématiquement entre deux é!- e:t,- de structure en bols restaurés selon l'invention: - la figure 4 est une vue enu Je,ivat la ligne IV-IV de la figure 3; et 0 - la figure 5 représente une -ante du Joint restaure de la figure 3. 30 35 Les fig:=s 1 et 2 représentent l'extrémlté droite d'une poutre en:,ir 1, cette extrémité étant montée dans une cavité d. mnr 3, la ligne de contour de cette cavité étant i. f en 2. Le contour initial de la poutre 1 à 1'intO de la cavité est indiqué par la ligne en pointillés P. '?-pend-nt, l'extrémité de la poutre a été détériorée,Xf,)urr-ssement et réduite à la ligne 5. L'extrémité de (; piutre a été complètement détériorée par pourrissement j!squ'1 cette ligne. L'extrémité de poutre restante est d-triore dans la zone indiquée en 6, ce qui implique qua, cette zone 6 contribue en grande partie, sinon en totai'tec au support et à la transmission des charges, de s te q Je la capacité de support de la poutre 1 est not,bJement réduite. Pour rétablir la capacité de support de la poutre 1, la cavité laissée libre par l'extrémité de poutre pourrie et par la cavité toujours présente entre l'extrémité de poutre initiale 4 et la cavité 2, ainsi que ses ramifications constituées par exemple par des Joints restant partiellement ouverts, est complètement remplie par de la matière plastique en mousse 7 telle que par exemple de la mousse de polyuréthane. L'injection peut.être réalisée de différentes manières. Dans le cas o la poutre 1 comporte des zones pourries allant au-delà de la facade du mur, l'injection. peut être effectuée par ces zones. Quand cette place n'est pas disponible, on peut rendre la cavité accessible en ménageant un accès dans la poutre 1 ou dans le mur 3. On remarquera que dans la forme de réalisation représentée ici, on a laissé en fait non modifiée la zone détériorée 6 de la poutre 1. Naturellement, il est également possible de retirer le bois pourri avant d'injecter la mousse 7. Il est même possible de scier l'extrémité de la poutre dans le bois sain, c'est-à-dire Juste à l'extérieur de la facade du mur. Après avoir rempli les cavités de mousse de matière plastique 7, on forme une fente 8 dans une direction verticale au centre de la poutre 1, cette 15 fente partant du bois sain pour aller pratiquement jusqu'au plan contenant l'extrémité initiale 4 de la poutre 1. Ainsi, la fente 8, définie avec précision, part du bois sain pour traverser du bois détérioré et arriver dans la mousse de matière plastique 7. La fente 8 est réalisée 20 à partir du dessus de la poutre 1, par exemple au moyen d'une tronçonneuse ou d'un instrument de coupe. Cette fente arrive jusqu'au voisinage de la face inférieure de la poutre 1. On peut par exemple réaliser une fente présentant une largeur d'environ 4 cm et venant jusqu'à environ 25 2 cm au-dessus de la face inférieure de la poutre 1. Dans la cavité 2, la fente 8 est fraisée de façon que la face inférieure de la fente joue un rôle de transmission de force, c'est-à- dire que la face inférieure soit formée par la surface de support de la cavité 2, et éventuelle30 ment par du bois sain de la poutre 1. Dans la direction verticale de la fente 1 se trouve un trou dont l'axe est situé dans le plan perpendiculaire médian de la fente 8, et dont le diamètre est supérieur à la largeur de la fente. Ce trou 35 peut être formé soit avant, soit après la formation de la de la fente 8. Lorsque le trou est formé avant la fente, celui-ci sert de moyen de guidage pour réaliser la fente 8. Lorsque la fente a été réalisée, le trou forme, par rapport à la fente, deux rainures 9 pénétrant dans le bois sain. Dans la fente 8 est montée une tige de renforcement 10 réalisée par exemple en fibre de verre, en acier, en fibre plastique synthétique ou analogue. Naturellement, il est également possible de monter un plus 10 grand nombre de tiges de renforcement, ou de ne monter au contraire aucune tige. Enfin, la fente 8 est remplie d'un mastic plastique liquide constitué par exemple par une résine époxy, celle-ci étant mélangée ou non avec des matériaux convenables tels que du sable, du gravier, des pigments ou analogues. Après durcissement, on obtient ainsi une plaque de renforcement 11 présentant des propriétés mécaniques permettant de restaurer complètement la capacité de support de la poutre 1. Bien qu'on obtien20 ne normalement, entre le bois sain et la plaque 11, un collage suffisant pour s'assurer d'un ancrage convenable de la plaque 11 dans la poutre 1, cet ancrage peut encore être amélioré par une matière plastique synthétique qu'on fait pénétrer et durcir dans les rainures 9, de manière à munir ainsi la plaque de nervures faisant corps A: 35 avec celle-cl. On remarquera qu'on peut percer plus d'un seul trou pour produire un nombre supplémentaire correspondant de nervures. Il est également possible, après formation de la fente 8, de former des rainures longitudinales dans les parois latérales de la fente 8, ces rainures étant par exemple disposées perpendiculairement au trou pour produire ainsi une plaque munie, sur les côtés, d'un réseau de nervures en saillie. On peut penser à une telle solution lorsqu'on ne dispose que de très peu de place dans le bols sain, de manière à ne former ainsi qu'une fente relativement courte. D'autre part, il est également possible de prolonger la fente 8. Par exemple, comme indiqué par les lignes en traits interrompus 12 des figures 1 et 2, la fente pourrait s'étendre sur toute la longueur de la poutre en partant par exemple d'une cavité d'extrémité pour aller jusqu'à l'autre cavité d'extrémité, de manière à former ainsi une poutre renforcée sur toute sa longueur. Cette solution peut être choisie lorsqu'on veut par exemple préserver les solives de charpente d'origine d'un bâtiment historique, malgré une modification d'utilisation du bâtiment, de façon que la charpente réalisée par ces solives présente une plus grande capacité de support que celle qui avait été initialement pré15 vue. Les figures 3 et 4 représentent une poutre 20 assemblée par un joint à une poutre 21, d'une manière non représentée. Le joint, non représenté, peut être un joint de n'importe quelle forme quelconque utili20 sé entre deux éléments de structure en bois. A l'endroit du joint, les extrémités des poutres sont pourries jusquaux lignes 22-23, tandis que les zones 24, 25 voisines des extrémités de poutre restantes sont détériorées. Selon l'invention, les espaces laissés libres par les par25 ties de poutre pourries sont remplis de matière plastique en mousse 26. Pour conserver le contour du joint, on utilise, avant l'injection de la mousse de matière plastique 26, un coffrage qui est ensuite retiré. Cependant, cela n'est pas nécessaire, car la mousse de matière plas30 tique peut se traiter facilement de façon qu'on obtienne ensuite de façon simple le contour voulu. On forme ensuite une fente 27 allant du bois sain de la poutre 20 jusqu'au bois sain de la poutre 21. La fente 27 se termine, a ses extrémités, par 35 un trou permettant d'obtenir des parois d'extrémité de fente 28, 29 agrandies et arrondies. Dans la fente 27 est montée une tige de renforcement 30, après quoi la fente 27 est remplie d'un mastic plastique liquide formant, après durcissement, une plaque de liaison 31 munie de nervures arrondies à ses extrémités épaissies, de façon que les propriétés de support et de transmission de charge du joint soient de nouveau complètement restaurées. x 20 25 30 35 Dans le procédé de restauration décrit ci-dessus, les extrémités de poutre détériorées 24, 25 sont en fait restées en place. Il est naturellement possible de retirer également le bois détérioré avant d'inJecter la mousse de matière plastique 26, en utilisant même l'étape Indiquée sur la figure 5, dans laquelle les poutres 20, 21 ont été raccourcies par des traits de scie 32, 33 effectués dans le bois non encore détérioré. L'espace ainsi laissé libre, est ensuite rempli par injection de mousse de matière plastique 26, avec ou sans coffrage, après quoi une plaque renforcée ou non renforcée 31 est formée comme décrit ci- dessus. Le procédé de restauration ci-dessus convient non seulement pour restaurer des éléments et des Joints de structures en bois détériorés, mais encore pour restaurer une poutre brisée, comme indiqué par exemple sur la figure 5. Selon le procédé indiqué sur la figure 5, les faces de fracture éclatées et déchiquetées sont retirées par sciage. Naturellement, il est également possible de s'abstenir de scier les parties ci-dessus, ce qui conduit ainsi à une situation comparable à celle indiquée sur les figures 3, 4. Une poutre se brise la plupart du temps lorsqu'elle est soumise à une charge excessive. La simple restauration de cette poutre n'est évidemment pas suffisante si celle-ci doit de nouveau être soumise à la même charge. Dans ce cas, l'invention peut avantageuse- ú596443 ment être utilisée pour renforcer la poutre. Comme indiqué dans la description des figures 1 et 2, ce résultat peut être obtenu en prolongeant la fente et par conséquent la plaque à former. Cela est représenté par les lignes en traits interrompus 34, 35 de la figure 5. Le prolongement de la plaque peut être réalisé sur n'importe quelle longueur voulue, et notamment sur toute la longueur de la poutre. De plus, la plaque prolongée peut être munie du renforcement voulu, et peut comporter également des ner10 vures latérales dans la direction verticale et dans la direction longitudinale de la plaque, de manière à augmenter l'effet d'ancrage. e Il va sans dire que de nombreuses modifications et variantes des formes de réalisation dé15 crites ci-dessus sont possibles tout en restant dans le cadre de l'invention, un certain nombre de ces variantes ayant déjà été décrites ci-dessus. On remarquera en outre qu'il est également possible de former plus d'une seule plaque dans une poutre, suivant la charge et les dimen20 sions de la poutre. De plus, les rainures formées dans la direction verticale de la fente sont toujours obtenues en perçant des trous qui sont de plus symétriques par rapport à la fente. On peut naturellement utiliser des rainures formées différemment et/ou disposées dissymétrique25 ment, le nombre de ces rainures pouvant varier pour chaque plaque à former, cela s'appliquant également aux rainures longitudinales. L2 RE VE N D I C A T I ONS 1 ) Procédé de restauration d'un élément de structure en bois (1) dont la capacité de support n'est plus suffisante du fait d'une décomposition par pourriture ou par toute autre cause, consistant à former au moins une découpe (8) partant du bois sain pour aller Jusqu'à un support constitué par exemple par un support de mur (3), ou jusqu'au bois sain d'un autre élément de structure, à placer un renforcement (10) dans cette dé10 coupe (8), et à remplir ensuite complètement la découpe (8) d'un mastic plastique liquide servant, après durcissement, de Joint mécanique entre l'élément de structure et le support, procédé caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer l'injection complète d'une mousse de matière 15 plastique (7) au moins dans les espaces laissés libres par la décomposition de pourriture ou de toute autre cause, avant de former la découpe (8) se présentant sous la forme d'une fente ouverte traversant partiellement la mousse de matière plastique (7). 2 ) Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'élément de structure en bois à restaurer consiste en une poutre de bois (1), procédé caractérisé en ce que la fente (8) est formée dans la direction verticale de la poutre (1) et va jusqu'au voisinage de la 25 face inférieure de cette poutre. 3 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la fente (8) est formée sur toute la longueur de l'élément de structure en bois. 4 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins une rainure (9) est formée dans le bois sain, dans la direction verticale et/ou longitudinale de la fente (8), la surface périphérique de chaque rainure (9) s'étendant 35 au-delà de la surface périphérique de la fente. 1.3 ) Procédé selon la revendication 4, caractérisé-en ce que la rainure (9) consiste en une partie de la surface périphérique d'un trou. ) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque trou (9) présente un diamètre supérieur à la largeur de la fente (8), et comporte un axe se trouvant dans le plan perpendiculaire médian de la fente (8). ) Procédé selon l'une quelconque 10 des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la fente (8) est formée au moyen d'une tronçonneuse ou d'un élément de coupe.