Brevet FR2615882A1 — publié le 19881202

- I - La présente invention concerne une plaque profilée améliorée en fibres- ciment, renforcée de feuillards, et dévolue plus particulièrement à la couver- ture des bâtiments. Elle a plus particulièrement pour objet une plaque ondulée optimisée, renforcée à l'intérieur de la matière fibres-ciment par des feuillards longitudinaux minces en matière organique à faible module d'élas- ticité. On zonnait déjà des plaques profilées en fibres- ciment renforcées dans la matrice de bandes ou rubans très minces et relativement étroits qui sont placés principalement ou entièrement aux endroits o la résistance à la trac- tion est nécessaire. De tels produits qui ont été décrits dans les brevets français 736.561 et italien 22359 B/77, s'avèrent particulièrement interes- sants pour la sécurité sur couverture car, en cas de bris d'une plaque du à une surcharge accidentelle, les feuillards d'une part maintiennent en place les morceaux cassés en évitant qu'ils ne tombent, et constituent d'autre part une sorte de filet de protection pour le personnel. Dans sa démarche, la demanderesse s'est tout d'abord efforcée de recher- cher sur une plaque profilée fibres-ciment les zones subissant les contrain- tes au choc les plus importantes et donc à priori à renforcer, et a eu l'occasion de constater que lorsqu'une chargé est appliquée sur une plaque profilée, notamment une plaque ondulée, disposée entre des appuis espacés, différents type d'efforts sont ressentis au niveau des ondulations. La partie supérieure de chaque ondulation, et plus.communément appelée sommet d'onde, supporte la contrainte de compression tandis que la base de l'ondulation, et plus communément appelée creux d'onde, supporte une contrain-- te de traction; le flanc d'onde quant à lui, et qui est situé approximati- vement sur une ligne passant par le point d'inflexion des ondulations, cons- titue la zone neutre. De par la nature du matériau, la plaque profilée fibres-ciment s'avère plus forte en résistance à la compression, qu'en résistance à la traction, ce qui explique que l'on se soit appliqué jusqu'ici à compenser cette faiblesse en renforçant la résistance à la traction du produit dans les zones supportant un effort maximum, à savoir les creux d'onde. L'effet recherché dans le cadre de la présente invention n'étant pas l'optimisation des performances mécaniques de la plaque, mais plutSt la recherche de l'effet pare-chutes assuré par les feuillards dès lors que la plaque est brisée, la demanderesse a eu l'occasion de constater que plus l'on s'éloigne de la position en creux d'onde, plus l'on perd l'avantage de la retenue par les feuillards. Ces derniersplacés en flanc d'onde finissent en fait par se casser sous la traction de la charge qui se répartit non plus sur la lar- -2- geur totale des feuillards (lorsque ces derniers sont placés en creux d'onde) mais sensiblement sur la tranche. Dans un deuxième temps la demanderesse a eu la possibilité de constater par des essais de vieillissement au test chaleur-eau représentatif de l'influence d'une.pluie orageuse sur un toit préalablement chauffé par rayon- nement solaire, que la présence des feuillards en creux d'onde d'une plaque profilée en fibres-ciment tend à engendrer un risque secondaire de fissuration diminuant sensiblement les caractéristiques mécaniques du produit et pouvant aller jusqu'à le rendre impropre pour toute utilisation en couverture de bâtiment. Au vu de cette constatation, elle s'est donc efforcée, conformément à la présente invention de remédier à cet inconvénient sérieux en proposant une plaque profilée améliorée, renforcée de feuillards longitudinaux, et dont l'emplacement préférentiel des dits feuillards à l'intérieur de la ma- trice a été optimisé pour éviter les fissurations longitudinales décrites précédemment, sans altérer fondamentalement la résistance aux choc des plaques et le rôle de pare-chutes assuré par les feuillards. La plaque profilée améliorée en fibres-ciment renforcée de feuillards est caractériséeen ce que chaque feuillard est disposé longitudinalement à l'intérieur de la matrice dans la zone comprise-entre le creux d'onde et le point d'inflexion du flanc d'onde, plus précisément à une distance comprise entre 10 et 35 mm du milieu du creux d'onde, préférentiellement entre 15 et mm) cette distance correspondant à la lnngueur d'une corde imaginaire tendue entre d'une part le point pris au milieu de l'épaisseur de la plaque sur l'axe passant par le creux d'onde, et d'autre part l'extrémité basse du feuillard. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque feuillard est positionné dans la masse des couches successives de fibres-ciment enroulées sur le cylindre de format de la machine de fabrication, et plus précisément entre les couches médianes dans le cas d'une plaque composée d'un nombre paire de couches et en dessous de la couche médiane dans le cas d'une plaque à nombre impaire de couches. Cet agencement permet un gain substantiel de résistance au choc, le feuillard étant enrobé par les couches superficielles de fibres-ciment et offrant une résistance accrue à la rupture par suite d'une consommation primaire d'énergie lors de la phase d'arrachement. Selon encore une autre caractéristique de l'invention et pour tenir compte du profil assymétrique des plaques ondulées, chaque feuillard est disposé à gauche de l'axe médian du creux d'onde, dès lors que le bord longitudinal couvrant de la plaque se trouve à sa gauche tandis que le bord longitudinal recouvert est à sa droite. Cet agencement permet, une fois - 3 2 6 2615882 -- 3 -- le matériau posé sur le toit, d'assurer une continuité du filet constitué par les feuillards des différentes plaques. Il est ainsi possible, grâce à la combinaison de toute ou partie des éléments caractéristiques décrits ci-dessus d'obtenir une plaque améliorée de couverture en fibres-ciment, renforcée de feuillards et reprenant les avantages du renfort par feuillards sans pâtir des inconvénients secondaires inhérents à la présence de corps étrangers dans le produit. D'autres détails, avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement au vu de la description explicative qui va sui- vre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple, illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - LA FIGURE 1: est une vue en coupe d'une plaque ondulée conforme à l'in- vention. - LA FIGURE 2: est un détail en coupe au niveau de l'une des ondes. - LA FIGURE 3: est une coupe d'un essai choc réalisé sur une plaque ondulée, les feuillards de renfort étant disposés proches du creux d'onde. - LA FIGURE 4: est une vue similaire à la figure 3, mais les feuillards de renfort étant disposés proches du point d'inflexion du flanc d'onde. En se référant notamment aux figures 1 et 2, des plaques ondulées (1) cinq ondes, d'épaisseur et de dimensions standard, en fibres-ciment ont été renforcées longitudinalement par cinq feuillards (2) en polypropylene grené (largeur 9 mm, épaisseur 0,7 mm, résistance en traction 165 kg), mis en oeuvre directement sur le cylindre de format d'une machine Hatschek à l'aide d'un dispositif lance-feuillards similaire à celui décrit dans les brevets français 935.006 et 964.883. Afin de réaliser des essais comparatifs de résistance au choc et de fissuration, trois séries de plaques différentes ont été réalisées: PLAQUES A: les feuillards ont été disposés conformément à l'art antérieur dans les creux d'onde (3) et au centre de la matrice fibres-ciment (zone A de la figure 2). PLAQUES B: les feuillards ont été disposés au centre de la matrice mais au point d'inflexion (4) des flancs d'onde (zone B de la figure 2). PLAQUES C: les feuillards ont été mis en oeuvre conformément à l'invention, c'est à dire que dans la matrice fibres-ciment, le bas des feuillards se trouve à une distance de 10 à 35 mm du milieu de chaque creux d'onde (3) de la plaque, 20 mm dans le présent exemple (zone C de la figure 2). Pour l'exécution des essais de résistance au choc, l'on a disposé entre appuis (5) distants d'1 m,38 les trois séries de plaques et l'on a laissé tomber sur le dessus de chaque plaque un sac de sable de 50 kg. Les 26 1 5882 résultats enregistrés, en hauteur de lacher du sac sans traversée ou avec traversée de la plaque, ont été repris dans le tableau 1 ci-après. Pour l'exécution du test de fissuration, l'on a utilisé la méthode dite chaleur-eau représentative des contraintes subies par le toit lors despluies orageuses. Quatre plaques des trois séries A B C ont été successivement posées traditionnellement sur une ossature métallique formant charpenteet ont subies cycles unitaires à savoir: 9 h de chauffe par rampe à infrarouges à une température régulée de 70 c 50C en sommet d'onde, suivi de 3 h d'arrosage par pulvérisation d'eau. Les résultats enregistrés (fissuration ou non fissu- ration longitudinale) des plaques ont été repris dans le tableau I figurant ci après. TABLEAU! T POSITION DES TEST RESISTANCE AU CHOC TEST CHALEUR-EAU FEUILLARDS (en hauteur de lacher de sac) (fissuration longi. PLAQUE A CREUX D'ONDE NNTRAVERSEE DU SAC H > 85 cm OTi NON TRAVERSEE DU SAC H 85 cm | NEANT L'INVENTION NON TRAVERSEE DU SAC H d'appui (5) de cette dernière devient,> 30 et entraine l'arrachement des fi- xations puis la désolidarisation de toute ou partie de la plaque des appuis (5). 2615 8 8 2 Les résultats au test chaleur-eau sont quant à eux diamétralement opposés car plus l'on positionne le renfort prés du creux d'onde, c'est à dire près de l'endroit le plus sollicité lors de la mise au profil de la plaque ondulée, plus l'on fragilise cette zone avec risque de fissuration longitudinale à terme. Ce phénomène par contre décroit extrêmement rapidement dès lors que l'on quitte cette zone précise etmnmepour des valeurs faibles de 10 à 35 mm. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation choisi et représenté, lequel est au contraire susceptible de modifications sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. --6- 2615882 -6- REVENDICATIONS 1. Plaque profilée améliorée en fibres-ciment renforcée à l'intérieur de la matrice cimenteuse de feuillards longitudinaux minces à faible module d'élasticité, caractérisé en ce que chaque feuillard (2) est disposé dans la zone comprise entre le creux d'onde (3) et le point d'inflexion (4) du flanc d'onde)plus précisément à une distantc comprise entre 10 et 35 mm, préféren- tiellement entre 15 et 0 mm, du milieu du creux d'onde, cette distance correspondant à la longueur d'une corde imaginaire tendue entre d'une part le point pris au milieu de l'épaisseur de la plaque sur l'axe passant par le creux d'onde, et d'autre part l'extrémité basse du feuillard. 2. Plaque profilée suivant la revendication 1, caractérisé-en ce que chaque feuillard (2) est positionné dans la masse des couches successives de fibres-ciment enroulées sur le cylindre de format d'une machine de fabricatior et plus précisément entre les couches médianes dans le cas d'une plaque constituée d'un nombre paire de couches. 3. Plaque profilée suivant la revendication 1, caractérisée en ce que chaque feuillard (2) est positionné dans la masse des couches successives de fibres-ciment enroulées sur le cylindre de format d'une machine de fabrication et plus précisément en dessous de la couche médiane dans le cas d'une plaque constituée d'un nombre impaire de couches. 4. Plaque profilée suivant l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisée en ce qu'il s'agit d'une plaque ondulée. 5. Plaque profilée suivant la revendication 4, caractérisée en ce que pour tenir compte du profil assymétrique des plaques ondulées, chaque feuillard (2) est diposé à gauche de l'axe médian du creux d'onde (3), dès lors que le bord longitudinal couvrant de la plaque se trouve à sa gauche tandis que le bord longitudinal recouvert est à sa droite.