Brevet FR2618474A1 — publié le 19890127

La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'essorage d'un béton coulé dans un coffrasse. Par coffrage on entendra tout appareil au sens large qi permet de recevoir un béton coulé et dele retenir durant la prise (en lui donnant la forme intérieure du coffrage). L'invention s'applique aussi bien à la fabrication d'éléments en béton sur un site - par exem ple de murs en béton banché d'une maison - qu'à la préfabrication en usine d'éléments en béton, par exemple de parois en béton. Par béton on entendra un mélange de ciment, de sable, de graviers et d'eau durcissable, mélange usuel dans le bâtiment. Pour qu'un béton soit suffisamment fluide et puisse être correctement coulé dans un coffrage, il doit contenir une quantité d'eau importante. Cependant, la présence de cette eau abondante cons titue un inconvénient au ccurs de la phase subséquente de prise, c'est à-dire de durcissement du béton. En effet, l'eau en excès ralentit sen siblement la prise, retardant la possibilité du décoffrace et augmen tant par conséquent le temps d'immobilisation du coffrage. La présence de cette eau est par ailleurs une cause d'affaiblissemen mécanique du béton fini, ce béton étant fissurable et poreux. Il est bien connu que l'essorage du béton, qui consiste à extraire de celui-ci une certaine quantité d'eau avant et durant la prise, permet d'amélicrer les caractéristiques ou béton. A cet effet les techniques suivantes ont déjà été proposées 1 - L'essorage par centrifugation. Ce procédé, qui consiste à faire tourner le coffrage contenant le béton autour d'un axe de manière à en chasser les constituants les plus denses vers l'extérieur, permet de recueillir l'eau dans la zone centrale du béton, puis d'éva cuer cette eau.Malheureusement ce procédé ne peut s'apoliqtuer qu'à la fabrication de pièces de révolution creuses, tels que des tuyaux ou des poteaux creux, ce qui limite considérableMent son intérêt. En outre il nécessite un m-tériel relativement compliqué, coûteux et difficile à mettre en oeuvre. 2 - L'essorage par pression. Dans cette technique on prévoit à l'extérieur du béton (contre les parois du coffrage) un grillage formant filtre et on place au centre du coffrage (au sein mène du béton) une vessie gonflable en caoutchouc. Après coulage du béton on gonfle la vessie à l'aide d'aide d'air comprimé. Cette compression fait sortir du béton l'eau en excès, vers l'extérieur, au travers du grillage. Malheureusement ce procédé est très délicat à mettre en oeuvre car il nécessite pour être efficace l'action de vibrations à haute fréquence durant l'essorage, l'ensemble du dispositif devant être monté sur une table vibrante. D'autre part il n'est applicable qu'à la fa5ri- cation d'éléments de béton présentant une ouverture centrale (correspondant à la vessie) de dimension relativement grande. 3 - L'essorage par le vide. Selon cette technique on place après coulage du béton une cloche aspirante pourvue d'un tapis filtrant, sur l'une des faces de l'élément en béton coulé. L'eau en excès est aspirée hors du béton et évacuée dans un réservoir. Malheureusement ce procédé est aussi d'utilisation limitée car le tapis filtrant ne peut être correctement placé que contre une face plane et libre (hors coffrage), de dimensions adaptées à celles du tapis, et dépourvue de toute ouverture ou réservation ; en outre le matériel nécessaire à la mise en oeuvre du procédé est extrêmement onéreux, encombrant et d'entretien difficile. Un procédé de ce genre est décrit par exemple dans le brevet français nO 2 312 624. L'invention vise à résoudre ces différents problèmes en proposant un procédé d'essorage du béton qui soit efficace, facile à mettre en oeuvre par un personnel peu qualifié, peu coûteux, et qui puisse être utilisé pour la fabrication d'éléments de béton présentant des formes et ayant des dimensions diverses. Ces différents résultats sont atteints dans le procédé selon l'invention grâce au fait qu'on opère de la manière suivante a) on met en place dans le coffrage, avant coulage du béton, au moins un drain et de préférence une série de drains b) on coule le béton dans le coffrage, autour du (ou des) drain(s) c) on branche le (ou les) drain(s) à une source de vide de manière à aspirer par le (ou les) drain(s), au sein même du béton, une partie de l'eau qui s'y trouve. L'essorage se fait donc au moyen de drains qui sont noyés au coeur même du béton ; naturellement après durcissement, les drains restent en place dans le béton. Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention on prévoit une série de drains que l'on place dans le coffrage parallèlement les uns aux autres, l'ensemble de ces drains étant branchés à une source de vide commune. De préférence, pour éviter que des zones vides ne subsistent à l'intérieur du béton, ce qui pourrait nuire à sa solidité, on remplit les drains à la fin de l'opération d'essorage d'un coulis de ciment ou d'un matériau analogue durcîssable. Dans ce cas, le remplissage des drains par le coulis de ciment peut avantageusement se faire par aspiration au moyen de la source à vide qui à servi à l'essorage ; ce remplissage se fait après qu'on ait mis les drains en communication avec un réservoir contenant le coulis de cirent (ou le matériau similaire). Lorsqu'on souhaite fabriquer un mur en béton vertical, notamment sur un site, on dispose de préférence les drains vertica lement dans le coffrage, et on fait déboucher ces drains à leur entré mité basse dans un tuyau commun qui est relié à la source de vide dans cette hypothèse, il est avantageux de faire communiquer les drains par leur extrémité opposée (extrémité haute) avec un conduit commun celui-ci étant relié, via une vanne, à un réservoir contenant le coulis de ciment ou le matériau analogue. Ainsi, l'essorage par le vide se fait alors que la vanne est vermée ; à la fin de l'essorage, on ouvre la vanne, de manière à aspirer le coulis de ciment à l'intérieur des drains. Les drains ont de préférence une forme légèrement tronconique dont la grande base est disposée en bas. Du fait que les drains restent en place dans le béton après fabrication, ces drains peuvent contribuer naturellement au renforcement mécanique du béton ; lorsqu'il est prévu avant coulage une armature, par exemple un treillis, à l'intérieur du coffrage, il est possible de fixer simplement les drains à cette armature, ce qui facilite la mise en place et la retenue de l'ensemble dans le coffrage. L'invention concerne également un dispositif d'essorage du béton, celui-ci étant caractérisé en ce qu'il comporte une série de drains qui communiquent par l'intermédiaire d'un tuyau avec une source d'aspiration telle qu'une pompe à vide. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparai- tront de la description et des dessins annexés qui en présentent un mode de réalisation préférentiel. Sur les dessins - la figure 1 représente en coupe transversale correspondant au plan (l)-(l) de la figure 2, un dispositif conforme à l'invention mis en place dans un coffrage dans lequel on vient de couler du béton en vue de la fabrication d'un mur vertical - la figure 2 est une vue de côté vue par le plan (ll)-(ll) du dispositif de la figure 1, avant coulage du béton - la figure 3 représente à échelle agrandie une coupe transversale d'un drain équipant le dispositif des figures 1 et 2. Sur les figures est représenté un dispositif d'essorage conforme à l'invention, qui est utilisé dans la construction d'un mur en béton vertical. De manière traditionnelle, il est prévu un coffrage 8 constitué de deux plaques en bois - ou banches - qui sont maintenues verticalement à une certaine distance l'une de l'autre à l'aide d'organes de liaison appropriés, ces organes comprenant par exemple des jambes de force 80. Conformément à l'invention, on place dans le coffrage, avant coulage du béton, un dispositif d'essorage. Celui-ci comprend une série de drains, référencés 1, disposés verticalement. Comme dn le voit à la figure 3, chacun des drains 1 est composé d'un tube extérieur 10 présentant une multitude de petits trous 11, d'un tube intérieur 13 présentant également des orifices 14, et d'une garniture filtrante 12 emprisonnée entre les deux tubes 10 et 13 ; le tube -extérieur 10 est par exemple un tube métallique ou en matière plastique mécaniquement résistant ; le tube intérieur 13 peut être de construction analogue à celle du tube extérieur 10 ou dans une variante être constitué par un simple grillage métallique. La garniture 12 est par exemple une laine métallique filtrante enroulée autour du tube intérieur 13 ; l'enroulement est avantageusement fait de manière plus serrée à la partie supérieure du drain, par exemple sur une longueur de 80 centimètres. Dans l'exemple représenté, les banches 8 ont une hauteur L qui est par exemple de 2,40 mètres et elles sont espacées l'une de l'autre d'une largeur 1 de l'ordre de 0,2 mètre . Les drains ont une hauteur de 2,30 mètres et sont espacés l'un de l'autre d'une distance d de l'ordre -de 30 centimètres. Bien que deux drains seulement aient été représentés à la figu re 2, il est bien- entendu qu'une série de drains régulièrement espacés est prévue dans le coffrage, sur toute la longueur de celui-ci. Selon une caractéristique importante de l'invention, les drains 1 sont légèrement tronconiques, leur grande base étant située en bas. Le diamètre extérieur D1 de chaque drain est par exemple de 13 millimètres à son extrémité haute et de 17 millimètres à son extrémité basse, tandis que le diamètre intérieur D2 est de 8 millimètres en haut et de 13 millimètres en bas. Sur les figures 1 et 2, la dimension diamètrale des drains a donc été représentée proportionnellement plus grande que la dimension réelle, afin d'améliorer la clarté des dessins. Les drains 1 sont fixés, parallèlement les uns aux autres, sur une armature 2 telle qu'un treillis destiné à renforcer le mur de béton; la fixation se fait par tout moyen approprié, par exemple par des atta ches en fil de fer (non représentées). A leur partie inférieure la les drains 1 pénètrent, de façon sensiblement étanche, dans un tuyau horizontal 3 qui s'étend sur toute la longueur du coffrage, à faib]e distance au-dessus du sol S. Le tuyau 3 ressort par l'une de ses extrémités du coffrage 8 et est connecté par un autre tuyau 4 à une pompe à vide 40 ; celle-ci est avantageusement équipée d'un manomètre 41. L'autre extrémité du tuyau 3 est fermée. A leur partie supérieure lb les-drains 1 sont reliés, par l'in termédiaire de tubulures 50, à un conduit horizontal 5 qui se trouve à l'extérieur du coffrage 8 ; les tubulures 50 sont par exemple emboîtées sur les extrémités lb des drains. Le-conduit 5 est relié, via une vanne 7, à un réservoir 9 qui contient un coulis de ciment (ciment liquide) ou un matériau fluide et durcissable similaire. Le dispositif qui vient d'être décrit est utilisé de la manière suivante. Le coffrage 8 est dressé sur le sol S à l'emplacement souhaité. L'opérateur met en place l'ensemble constitué par l'armature 2, les drains 1, et le tuyau 3, dans la région centrale du coffrage. Cet ensemble est maintenu en position correcte par des moyens appropriés non représentés tels que des entretoises. Ensuite l'opérateur met en place les tubulures 50 sur les extrémités supérieures lb des drains 1, et coule le béton 6 à l'intérieur du coffrage. Dès le coulage du béton 6, la vanne 7 étant fermée, il met en marche la pompe à vide 40. Il se crée donc une aspiration dans le tuyau 3 et dans chacun des drains 1, aspiration qui provoque l'extraction de l'eau en excès dans le béton, ce qui conduit à un essorage à coeur du béton. L'expérience a montré qu'il était avantageux, pour obtenir un essorage régulier, d'appliquer une dépression constante, c'est-à-dire ne variant pas avec le temps, dans les drains ; le manomètre 41 permet de contrôler la dépression. Pour une largeur de paroi 1 de 20 centimètres on appliquera par exemple une dépression de - 0,8 kgf/cm2 en- dessous de la pression atmosphérique ; la durée de l'essorage sera de 15 minutes environ. Il va de soi que la durée de l'essorage sera d'autant plus grande que la dépression dans les drains est faible. L'aspiration de l'eau se fait de manière symétrique par rapport à l'axe des drains, la zone d'influence correspondant à un rayon de 15 centimètres environ autour de chaque drain. Grâce à la forme légèrement tronconique des drains, l'essorage est plus rapide à la base du béton ; la masse du béton située à la partie supérieure restant plus plastique, elle peut s'écouler vers le bas par gravité, et ainsi compenser le retrait plus rapide du béton à la base ; cet arrangement permet de limiter les déformations de surface résultant de l'essorage. Le tube extérieur rigide 10 des drains empêche l'affaissement des drains, absorbant les efforts mécaniques qui résultent de l'aspiration ; La garniture en laine métallique 12 empêche le ciment de passer tout en autorisant le passage de l'eau. Lorsque l'essorage est terminé, l'eau en excès ayant été évacuée des drains par la pompe 40, on ouvre la vanne V, de sorte que l'aspiration générée par la pompe fait descendre le coulis de ciment 90 dans chacun des drains, via le conduit 5 et les tubulures 50. Il est possible également de faire pénétrer le coulis de ciment dans le tuyau 3. Dès que le coulis de ciment atteint le tuyau 4, on arrête la pompe 40, on enlève le tuyau 4 du tuyau 3 et les tubulures 50 des drains 1. L'opération est terminée; on a réalisé un mur à béton essoré, contenant une armature qui comprend le treillis 2 ainsi que les drains 1 et le tuyau 3 remplis de coulis de ciment. Il est donc possible de décoffrer très rapidement le béton, en enlevant les banches 8. Ce même procédé peut naturellement être utilisé pour l'essorage d'éléments de béton qui ne sont pas coulés verticalement, par exemple de plaques de ciment préfabriquées formées par coulage de ciment dans des moules horizontaux. Dans ce cas on dispose à plat dans le moule, avant coulage, une série de drains horizontaux ; ceux-ci peuvent être de simples drains cylindriques, qui sont reliés à une source de vide. De l'explication qui précède, on comprend aisément que le procédé selon l'invention est très facile à mettre en oeuvre ; il permet un gain de temps très important quant à l'utilisation des coffrages sur les chantiers ( décoffrage très rapide ) ; le matériel est peu encombrant, léger, peu onéreux, et d'emploi très simple ; de plus les sources d'aspiration existent généralement sur les chantiers (compresseurs). Le procédé permet une économie notable de ciment pour une résistance équivalente du béton ; la compacité accrue de l'élément de béton essoré augmente sa résistance mécanique, sa résistance à la corrosion et son étanchéité. Le procédé peut être appliqué à des éléments de forme et de dimension diverses ; il suffit pour cela de prévoir dans le coffrage des drains dimensionnés et positionnés de manière correspondante. La pré ser:ce dans l'élément de trous ou autres réservations n'empêche pas l'utilisation du procédé. Il va de soi que l'invention n'est pas limitée au seul mode de réalisation préférentiel qui vient d'être décrit à simple titre d'exemple ; elle en englobe au contraire toutes les variantes. C'est ainsi par exemple que dans le type de drain représenté (figure 3) il serait possible dans certains cas de prévoir des éléments formant entretoises destinés à assurer un positionnement mutuel correct des tubes intérieur 13 et extérieur 10, et éviter un désaxage qui serait dû à l'écrasement de la garniture 12, ce qui serait néfaste pour l'homogénéité de l'aspiration. Dans une variante, c'est l'armature interne qui pourrait être conçue pour servir de drain, par exemple en forme de treillis composé d'éléments filtrants s'emboîtant les uns dans les autres. REVENDICATIONS 1. Procédé d'essorage d'un béton coulé dans un coffrage selon lequel a) on met en place dans le coffrage (8), avant coulage du béton, au moins un drain (1) ; b) on coule le béton (6) dans le coffrage (8), autour du drain (1) c) on branche le drain (1) à une source de vide (40) de manière à aspirer par le drain (1), au sein même du béton (6), une partie de l'eau qui s'y trouve. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en cequ'on utilise une série de drains (1) que l'on place dans le coffrage (8) parallèlement les uns aux autres et que l'on branche à une source de vide commune (40). 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caracté risé en ce qu à la fin de l'opération d'essorage, on remplit le (ou les) drain(s) d'un coulis de ciment (90) ou d'un matériau durcissable analogue. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le remplissage du (ou des) drain(s) par un coulis de ciment (90) ou par un matériau analogue se fait par aspiration au moyen de la source à vide (40), après que le (ou les) drain(s) (1) ai(en)t été mis en com munication avec un réservoir (9) contenant le coulis de ciment (90) ou le matériau similaire. 5. Procédé -selon l'une des revendications précédentes, pour la fabrication d'un mur en béton vertical, caractérisé en ce qu'on uti lise une série de drains (1) que l'on dispose verticalement dans le coffrage (8). 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les drains- (1) débouchent à leur extrémité basse (la) dans un tuyau commun (3) qui est relié à a source de vide. 7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les drains (1) communiquent, par leur extrémité haute (lob) avec un con duit commun (5) qui est relié, via une vanne (7), à un réservoir (9) contenant du coulis de ciment (90) ou un matériau analogue. 8. Procédé selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'on utilise des drains (1) de forme légèrement tronconique, dont la grande base est disposée en bas. 9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que - avant coulage du béton - on fixe le (ou les) drain(s) à une armature, par exemple à un treillis, destinée à renforcer le béton coulé. 10. Dispositif d'essorage d'un béton coulé, pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte une série de drains (1) qui communiquent par l'intermédiaire d'un tuyau (3) avec une source d'aspiration telle qu'une pompe à vide (40).