Brevet FR2624154A1 — publié le 19890609

Dispositif de fixation de panneaux en matériau isolant à une dalle en béton armé. L'invention concerne un dispositif pour la fixation de panneaux en matériau isolant à une dalle en béton armé, les panneaux étant utilisés en fond de coffrage lors de la coulée du béton. Il est connu de réaliser l'isolation, thermique et/ou acoustique, de locaux situés au-dessous de dalles en-béton armé en utilisant des panneaux en matériau isolant approprié qui sont solidarisés aux dalles. Ces matériaux isolants sont choisis en fonction des propriétés d'isolation recherchées et peuvent être formés à partir de fibres minérales, par exemple de laine de roche, de polystyrène expansé, etc. Le plus souvent, il s'agit de panneaux propres à servir de coupe-feu à l'égard de la dalle en béton armé. La solidarisation des panneaux aux dalles est effectuée habituellement par des éléments d'ancrage en forme de spirale, tels que des-ressorts en acier inoxydable, dont une partie est propre à être vissée en aveugle dans le matériau isolant et dont une autre partie est propre à être noyée dans le béton lors de la coulée de la dalle. Pour cela, on dispose les panneaux isolants en fond de coffrage, on met ensuite en place, au-dessus des panneaux, les armatures destinées à constituer le ferraillage de la dalle, on dispose de place en place des éléments en spirale en les vissant dans le matériau isolant et on coule ensuite le béton. Après durcissement du béton, on procède au démoulage, ce qui permet d'obtenir une dalle en béton armé à laquelle sont fermement solidarisés les panneaux isolants. Cette technique peut s'appliquer aussi bien à une fabrication sur chantier qu'à une préfabrication en usine. L'un des problèmes posés par cette technique est celui de maîtriser la profondeur d'enfoncement des éléments d'ancrage dans les panneaux isolants en sorte que la fixation en aveugle soit respectée et que la partie destinée à être noyée dans le béton soit d'une longueur suffisante. I1 est en effet impératif que l'on ait une fixation en aveugle car, autrement, il y aurait risque de création de pont thermique en particulier en cas d'incendie. D'autre part, il y aurait dégradation de l'aspect de surface à la partie inférieure de l'isolant. Or, malgré les précautions prises, il arrive fréquemment que, même si les éléments d'ancrage sont correctement mis en place au départ, ils soient ensuite déplacés ou enfoncés accidentellement, par exemple par piétinement, lors du réglage des armatures ou lors de la coulée du béton. Pour régler les armatures, il est connu de mettre en place, avant coulée du béton, des cales d'épaisseur ou écarteurs entre la face supérieure des panneaux et les armatures de manière à assurer une épaisseur minimale (enrobage) de béton entre la sous-face ou face inférieure de la dalle et les armatures. Cette opération de réglage au moyen de cales d'épaisseur s'effectue normalement après l'opération de mise en place des éléments d'ancrage. Dans un premier temps, les élérer.~s d'ancrage sont disposés dans les intervalles ménagés par les armatures et, dans un deuxième temps, on règle les armatures en les soulevant pour pouvoir insérer les cales d'épaisseur aux endroits appropriés. Ces deux opérations successives nécessitent de longues manipulations et il existe toujours un risque pour que les éléments d'ancrage et/ou les armatures ne soient pas correctement mis en place. Les cales d'épaisseur utilisées pour le réglage des armatures sont réalisées dans des matériaux.légers, par exemple en matière plastique, et ont tendance à être déplacées ou enfoncées par piétinement lors de la coulée du béton, et donc à modifier le réglage des armatures. Pour éviter cet inconvénient, il a été proposé de munir les cales d'épaisseur de moyens de serrage propres à immobiliser les cales sur les armatures, ce qui complique et augmente le temps nécessaire à la mise en place des cales d'épaisseur. C'est, en conséquence, un but de l'invention de procurer un dispositif pour la fixation de panneaux en matériau isolant à une dalle en béton armé, qui évite les inconvénients mentionnés ci-dessus. C'est, en particulier, un but de l'invention de procurer un tel dispositif qui permet de maîtriser l'enfoncement des éléments d'ancrage dans l'épaisseur des panneaux isolants. C'est aussi un but de l'invention de procurer un tel dispositif qui permet un gain de temps de pose appréciable par rapport à celui des dispositifs connus. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de fixation de panneaux en matériau isolant à une dalle en béton pourvue d'armatures internes. Selon l'une des caractéristiques essentielles de l'invention, ce dispositif comprend un support formant cale d'épaisseur propre à être intercalé avant coulée du béton, entre un panneau isolant utilisé en fond de coffrage et une armature, ainsi qu'un élément d'ancrage propre à être mis en place à travers le support et à être introduit en aveugle dans le panneau pour assurer, après coulée et durcissement du béton, la solidarisation du panneau à la dalle en béton. Ainsi, conformément à l'invention, on obtient un dispositif unique qui permet à la fois d'assurer la fixation des panneaux à la dalle en béton armé, mais aussi de régler l'écartement des armatures de la dalle par rapport à la sous-face de cette dernière. Un tel dispositif a également pour avantage de permettre de maîtriser parfaitement l'enfoncement de l'élément d'ancrage étant donné que celui-ci est mis en place à travers le support lui-même. Du fait que l'élément d'ancrage assure le maintien du support sur le panneau, ce support ne risque pas d'être déplacé accidentellement par la suite. On est donc assuré qu'il jouera parfaitement son rôle de cale d'épaisseur. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, le support comprend une embase propre à être disposée à plat sur un panneau, ainsi qu'un berceau relié à l'embase et propre à servir d'appui pour une armature. Avantageusement, le berceau a la forme d'une gouttière s'étendant parallèlement au plan de l'embase et relié à cette dernière par des moyens de liaison. Dans la forme de réalisation préférée de l'invention, l'em- base est une plaque de forme oblongue, par exemple rectangulaire, qui comporte un orifice de passage pour l'introduction d'un élément d'ancrage, cet orifice étant situé laWé- ralement et à distance du berceau. Cet orifice de passage est de préférence cylindrique et peut comporter, le cas échéant, un épaulement cylindrique de plus grand diamètre pour limiter l'introduction de l'élément d'ancrage. Le dispositif de fixation de l'invention peut être utilisé avec différents types d'éléments d'ancrage, par exemple des éléments en spirale, tels que des ressorts, des éléments du type à expansion, par exemple des chevilles ou rivets à expansion, etc. Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue en coupe verticale d'un élément de fixation selon l'invention disposé sur un panneau isolant en fond de coffrage, préalablement à la coulée du béton; - la figure 2 est une vue de dessus de l'élément de fixation de la figure 1, cette figure faisant apparaître le plan de coupe 1-1 de la figure 1; - les figures 3 à 6 montrent schématiquement la mise en place de différents types d'éléments d'ancrage à travers l'orifice de passage du dispositif, cet orifice étant cylindrique et pourvu d'un épaulement cylindrique de plus grand diamètre; - les figures 7 à 10 montrent d'autres types d'éléments d'ancrage mis en place à travers un orifice de passage du dispositif, cet orifice étant cylindrique; et - la figure Il montre schématiquement la mise en place d'un élément d'ancrage du type à expansion. Comme montré 'à la figure 1, un panneau 10 en matériau isolant, par exemple en laine de roche, est disposé horizenta- lement en sorte que sa face inférieure (non représentée) repose sur un fond de coffrage. La face supérieure du panneau 10 est propre à recevoir plusieurs dispositifs de fixation conformes à l'invention. Le dispositif de fixation représenté aux figures 1 et 2 comprend un support 4 formant cale d'épaisseur, propre à être intercalé, avant coulée du béton, entre le panneau isolant 10 et une armature 16. Dans l'exemple, cette armature est un fer de section circulaire disposé horizontalement, donc parallèlement à la face supérieure 12 du panneau 10. Le support 14 comprend une embase 18 ayant la forme d'une plaque rectangulaire limitée par deux grands côtés 20 et 22 et deux petits côtés 24 et 26, ces côtés étant reliés entre eux par des bords arrondis. L'embase 18 est d'épaisseur constante et limitée par une face inférieure 28 propre à reposer à plat sur la face supérieure 12 du panneau, et une face supérieure 30 dirigée vers le haut. De la face supérieure 30 dépendent deux parois trapézoidales 32 et 34 dont les grandes bases respectives 36 et 38 sont parallèles entre elles et reliées à l'embase 18. Les petites bases respectives 40 et 42 des parois 32 et 34 sont reliées entre elles par un berceau 44 ayant la forme d'une gouttière s'étendant parallèlement au plan de l'embase 18. Cette gouttière a, dans l'exemple, une section généralement semicirculaire de rayon supérieur ou égal à celui de l'armature 16. Les parois 32 et 34 se rapprochent l'une de l'autre en direction de leurs petites bases 40 et 42 de manière à constituer ensemble un tronc de pyramide à section générale rectangulaire ou carrée. Les parois trapézoidales 40 et 42 sont en outre réunies entre elles par un voile 46 qui est relié, à sa partie inférieure, à l'embase 18 et, à sa partie supérieure, au berceau 44. Dans l'exemple, la paroi 46 comprend un évidement intérieur 48 (figure 1). Ainsi, les parois 32, 34et 46 constituent ensemble des moyens de liaison entre l'embase 18 et le berceau 44. Comme on peut le voir sur les figures 1 et 2, le tronc de pyramide précité occupe sensiblement une des moitiés de Itembase 18, l'autre moitié de cette embase étant munie d'un orifice de passage 50 de forme cylindrique centré sur un axe 52 perpendiculaire au plan de l'embase 18. L'ori- fice de passage 50 est destiné à permettre la mise en place d'un élément d'ancrage 54 qui, dans l'exemple, est constitué par un élément en spirale du type ressort. Le support 14 est avantageusement obtenu d'une seule pièce par moulage à partir d'une matière plastique appropriée, par exemple du polychlorure de vinyle ou PVC. Le dispositif représenté aux figures 1 et 2 s'utilise de la manière suivante On dispose tout d'abord les panneaux isolants 10 en fond de coffrage de manière que leurs faces supérieures respectives 12 soient horizontales et dirigées vers Le haut. Cette opération étant terminée, on dispose ensuite, audessus des panneaux 10, l'ensemble des armatures 16 de la future dalle en béton qui sera coulée au-dessus des panneaux 10. Cette opération étant terminée, on dispose de place en place les dispositifs selon l'invention de manière que l'embase 18 de chaque dispositif repose à plat sur la face supérieure 12 dù panneau 10 correspondant. On fait glisser le dispositif en soulevant légèrement l'armature 16 correspondante, de manière que cette armature se place ensuite dans le berceau 44. Le nombre de dispositifs de fixation a utiliser selon l'invention dépend entre autres de la résistance mécanique du matériau des panneaux 10 et des propriétés de résistance à l'arrachement des éléments d'ancrage 54. En général, on utilisera au maximum dix éléments de fixation par mètre carré de panneau isolant. Après mise en place de chaque dispositif de fixation sous l'armature correspondante, on met en place chaque élément d'ancrage 54 de longueur adaptée à l'épaisseur de l'isolant, suivant la direction de l'axe 52, d'abord en l'introduisant à travers l'orifice de passage 50 et ensuite en l'enfonçant en aveugle dans l'épaisseur du panneau 10. Lorsque tous les dispositifs de fixation sont correctement mis en place, on procède à la coulée du béton pour former une dalle d'épaisseur suffisante limitée par une face supérieure 56. Les dispositifs de fixation et les armatures sont ainsi noyés par le béton coulé sur l'ensemble des panneaux. Après durcissement du béton, on procède au décoffrage, ce qui permet d'obtenir une dalle en béton armé à laquelle sont solidarisés les panneaux isolants 10. Dans la forme de réalisation de la figure 1, l'élément d'ancrage 54 est un ressort de diamètre externe constant sensiblement égal au diamètre de l'ouverture de passage 50. I1 présente toutefois une spire d'extrémité 58 dont le diamètre externe est supérieur au diamètre du passage 50, ce qui permet de limiter l'introduction du ressort dans cet orifice et, par conséquent, de maîtriser parfaitement la profondeur d'enfoncement du ressort dans l'épaisseur du panneau 10. Dans l'exemple considéré, les caractéristiques du ressort sont telles qu'il doit être enfoncé dans l'épaisseur du panneau 10 par rotation, soit au moyen d'un outil manuel, soit au moyen d'un outil couplé au mandrin d'une perceuse ou d'une visseuse. Les figures 3 à 6 montrent différents exemples d'éléments d'ancrage, du type ressorts, introduits à travers l'orifice de passage 50 de l'embase 18, cet orifice de passage comprenant en outre un épaulement cylindrique 60 propre à limiter l'introduction de l'élément d'ancrage. Dans la forme de réalisation de la figure 3, l'élément d'ancrage 62 est un ressort hélicoïdal de pas et de diamètre constants sur pratiquement toute sa longueur. I1 comprend toutefois une partie intermédiaire 64 de diamètre plus large et de pas plus faible pour limiter l'enfoncement du ressort dans l'épaisseur du matériau 10. Dans l'exemple, la partie intermédiaire 64 a un diamètre externe sensiblement égal au diamètre de l'épaulement cylindrique 60 et supérieur au diamètre du passage 50. Ainsi, dans la position d'enfoncement de l'élément 62, celui-ci comporte aussi une partie 66 qui sera noyée.dans le béton de la dalle. Dans la forme de réalisation de la figure 4, l'élément d'ancrage 54 est analogue à l'élément d'ancrage de la figu rel. Toutefois, la spire d'extrémité 58 vient, dans ce cas, s'encastrer dans l'épaulement cylindrique 60. Dans la forme de réalisation de la figure 5, l'élément d'ancrage 68 est analogue à l'élément d'ancrage 62 de la figure 3, sauf que les caractéristiques du ressort lui permettent d'être enfoncé par percussion au lieu d'être enfoncé par rotation. Pour cela, le rapport pas/diamètre du ressort s'accroît vers l'extrémité inférieure du ressort, pour y atteindre une valeur plus élevée que dans le cas de la figure 3. Dans la forme de réalisation de la figure 6, l'élément d'ancrage 70 s'apparente à lielément d'ancrage 54 des figures 1 et 4. I1 comporte donc une spire d'extrémité 58 propre à venir s'encastrer dans l'épaulement cylindrique 60. De même que dans le cas de la figure 5, l'élément d'ancrage 70 peut être enfoncé simplement par percussion du fait des caractéristiques propres du ressort. Les éléments d'ancrage représentés aux figures 7 à 10 sont les mêmes que ceux représentés respectivement aux figures 3 à 6. Toutefois, dans les différentes formes de réalisation des figures -7 à 10, l'orifice de passage 50 est un simple passage cylindrique et la butée du ressort dans sa position d'enfoncement maximal s'effectue sur la face supérieure 30 de l'embase 18. Dans la forme de réalisation de la figure 11, on utilise un élément d'ancrage 72 du type rivet à expansion comportant une tête 74, un corps cylindrique creux 76 livrant passage à une tige 78 terminée par une tête 80. Lorsque l'on effectue une traction sur la tige 78, au moyen d'un outil approprié, l'extrémité de la partie cylindrique 76 s'écarte pour former des éléments 82 à la manière d'un harpon. Les éléments d'ancrage représentés aux figures 3 à 11 sont donnés seulement à titre d'exemple et, bien entendu, l'invention n'est pas limitée à un type particulier d'élément d'ancrage. Revendications. 1. Dispositif de fixation de panneaux (10) en matériau isolant à une dalle en béton pourvue d'armatures internes (16), caractérisé en ce qu'il comprend un support (14) formant cale d'épaisseur, propre à être intercalé avant coulée du béton, entre un panneau isolant (10) utilisé en fond de coffrage et une armature (16), ainsi qu'un élément d'ancrage (54) propre à être mis en place à travers le support (14) et à être introduit en aveugle dans le panneau (10) pour assurer, après coulée et durcissement du béton, la solidarisation du panneau (10) à la dalle en béton. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support (14) comprend une embase plane (18) propre à être disposée à plat sur un panneau (10), ainsi qu'un berceau (44) relié à l'embase (18) et propre à servir d'appui à une armature (16). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le berceau (54) a la forme d'une gouttière s'étendant parallèlement au plan de l'embase (18) et relié à cette dernière par des moyens de liaison (32, 34, 46). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de liaison (32, 34, 42) ont la forme générale d'un tronc de pyramide. 5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'embase (18) est une plaque de forme oblongue, par exemple rectangulaire. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'embase (18) ménage un orifice de passage (50) pour l'introduction d'un élément de fixation (54), cet orifice étant situé latéralement et à distance du berceau (44). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'orifice de passage (50) est cylindrique. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'orifice de passage cylindrique (50) comprend un épaulement cylindrique (60) de plus grand diamètre pour limiter l'introduction de l'élément d'ancrage (54). 9. Dispositif selon l'une des revendications l à 8, caractérisé en ce que l'élément d'ancrage est un élément en spirale (54, 62, 68, 70) du type ressort. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'élément d'ancrage est un élément (72) du type à expansion.