Brevet FR2637328A1 — publié le 19900406

La présente invention concerne des perfectionnements relatifs à l'assemblage d'un élément en béton et d'un support. Une pratique générale dans la construction de structures en béton armé consiste à assembler mutuellement les éléments de la structure en coulant un élément, par exem ple un contrefort, avec des barres d'armature en saillie, et en coulant ensuite l'élément suivant, par exemple un parement, de façon à noyer les barres en saillie. De cette manière, les éléments sont fixés ensemble de façon permanente d'une manière avec les barres d'armature protégées par leuroouverture en béton contre les effets de la pluie, de l'eau du sol, etc. Un autre procédé pour assembler un élément en béton à un autre élément en béton ou à une autre pièce telle qu'une poutre en acier, consiste à utiliser des boulons. Un assemblage boulonné simple soulève le problème qui consiste en ce que de l'eau peut pénétrer jusqu'au boulon en métal et occasionner des problèmes de corrosion. Le béton peut absorber une quantité d'eau limitée, et libérer cette eau sur une certaine durée dans l'espace d'air qui environne le boulon, ce qui crée des conditions idéales pour la corrosion. En outre, si l'élément en béton présente des irrégularités de surface, il n'est pas aisé d'éviter une pression excessive entre des zones faisant saillie sur les surfaces des portées, ou de faire en sorte que l'assemblage boulonné positionne correctement cet élément en béton par rapport à l'autre pièce.On considère normalement que de tels assemblages ne sont pas aussi résistants ou rigides qu'un assemblage coulé d'un seul tenant, du fait qu'il existe une concentration d'efforts dans la région du boulon et que la sécurité de la structure repose sur la conservation de la résistance à la traction du boulon. Toute corrosion des boulons peut donc entrainer un grave affaiblissement de la structure. Selon un premier aspect, l'invention procure un procédé pour assembler un élément en béton et un support, dans lequel on forme dans l'élément en béton un trou à travers lequel passe un boulon qui fait saillie à partir du support, et on monte des moyens de fixation sur le boulon pour fixer l'élément en béton sur le support, avec une entretoise placée entre eux, et dans ce procédé, un bouchon annulaire élastique est placé dans le trou, à son extrémité faisant face au support, et il entoure le boulon pour former un premier joint pratiquement étanche, et l'extrémité du trou éloigné du support est équipée d'un second joint pratiquement étanche. Un autre aspect de l'invention procure, dans une structure comportant un élément en béton assemblé à un support, un assemblage qui comprend un boulon faisant saillie à partir du support et traversant un trou formé dans l'élément en béton, des moyens de fixation montés sur le boulon pour fixer l'élément en béton au support, une entretoise placée entre l'élément en béton et le support, un bouchon annulaire placé dans le trou, à son extrémité faisant face au support, et entourant le boulon pour former un premier joint pratiquement étanche, et un second joint pratiquement étanche à l'extrémité du trou qui est éloignée du support. Avec de telles configurations, le trou est obturé à ses deux extrémités, ce qui fait que l'eau ne peut pas pénétrer dans le trou et provoquer ainsi des problèmes de corrosion. Le bouchon annulaire élastique positionne l'élément en béton par rapport au support, du fait de sa pénétration dans ie trou.Simultanément, l'entretoise qui se trouve entre l'élément en béton et le support empêche que ces deux éléments ne viennent en contact direct, ce qui permet de les assembler mutuellement dans les positions correctes, sans que des irrégularités de surface de l'élément en béton ne -nuisent à l'assemblage. L'elément en béton, qui est par exemple un panneau de parement d'un mur à contreforts, peut donc être assemblé rapidement et efficacement à un support, par exemple un contrefort, au moyen d'un assemblage qui est protégé contre la pénétration de l'eau. Il n'est pas impossible de positionner l'entretoise entre l'élément en béton et le support à un emplacement séparé des autres pièces de l'assemblage, mais l'entretoise se présente de préférence sous la forme d'un anneau qui entoure le bouchon, ce qui garantit l'établissement de l'écartement désiré, au moins dans la région du bouchon. L'entretoise peut par exemple consister en un anneau séparé qui est placé autour du bouchon, mais il est préférable que l'entretoise soit réalisée d'un seul tenant avec le bouchon, pour former un élément en une seule pièce qui ferme le trou de façon étanche et établit simultanément l'espacement désiré entre l'élément en béton et le support. Un tel élément en une seule pièce est particulièrement avantageux du fait qu'il remplit conjointement les fonctions d'étanchéité et d'espacement. Le bouchon peut être conçu de façon à s'adapter à la surface de l'élément en béton à partir duquel le boulon fait saillie, et à former ainsi un joint étanche avec cette surface. Dans une configuration préférée, le support comporte une cavité dans laquelle pénètre le bouchon. Ceci peut garai tir un positionnement précis du bouchon par rapport au support, et former avec ce dernier un joint d'étanchéité particulièrement bon. Si le support est également en béton, il est possible de le couler avec une partie du bouchon noyée dans le béton et une partie faisant saillie vers l'extérieur pour pénétrer dans le trou de l'élément en béton.Dans ces conditions, le boulon aura normalement une partie de base qui sera également noyée dans le béton au moment où on le coule, pour être ancrée de façon ferme, et la partie de base du boulon qui se trouve à l'intérieur du béton sera de préférence courbée au moins une fois, et plus préférablement deux fois, pour assurer un bcn ancrage de cette partie. Le bouchon peut être cylindrique ou avoir une autre forme commode, et il sera normalement placé dans le trou avec un ajustement serré. Ceci comprime fermement le matériau élastique du bouchon non seulement contre les parois latérales du trcu, mais également contre les faces du boulon, pour procurer un joint étanche tres sur. Le bouchon a de préférence une configuration tronconique, avec la plus petite dimension à l'endroit auquel il pénètre dans le trou, et une taille croissante dans la direction allant vers le support. Ceci facilite la pénétration du bouchon dans le trou qui est formé dans l'élément en béton. En outre, lorsque le bouchon s'étend dans une cavité dans le support, comme mentionné ci-dessus, sa configuration tronconique contribue au maintien du bouchon dans la cavité. Dans un mode de réalisation préféré, le trou est équipé d'une douille en matiere plastique qui est conçue de façon à entourer le boulon et qui a un diamètre accru à l'extrémité du trou qui fait face au support, le bouchon se trouvant entre le boulon et la douille. La douille, qui peut être en PVC, procure une protection supplémentaire contre l'humidité pour le boulon, tandis que sa partie ayant un diamètre accru procure une ouverture dans laquelle on peut introduire le bouchon. Un avantage supplémentaire de la douille consiste en ce qu'elle évite un contact direct entre la paroi du trou dans le béton et le boulon, ce qui fait que, pendant l'assemblage, le boulon ne peut pas ébrécher ou épaufrer le béton lorsque l'élément en béton et le support sont déplacés l'un vers l'autre. Le second joint pratiquement étanche qui se trouve à l'extrémité du trou éloignée du support peut prendre un certain nombre de formes A titre d'exemple, les moyens de fixation et toute partie en saillie du boulon peuvent simplement être revêtus d'un matériau étanche approprié. Dans une configuration préférable, les moyens de fixation consistent en un écrou qui est recouvert d'un adhésif étanche appliqué à-l'écrou et à la région de l'élément en béton qui entoure l'écrou, et l'adhésif fixe en position un capuchon. Bien que le capuchon procure dans de nombreux cas une protection supplémentaire pour l'assemblage, il remplit également la fonction d'élément décoratif. Le bouchon élastique peut etre constitué par n'importe quel matériau approprié, et on obtient un joint particulièrement bon en utilisant du Néoprène. Le boulon est normalement en acier qui est de préférence galvanisé pour assurer une protection supplémentaire. On voit ainsi que l'utilisation d'un assemblage boulonné étanche entre un élément en béton et un support, mutuellement espacés, procure plusieurs avantages par rapport à des assemblages boulonnés simples proposés précédemment. En fait, il existe certa-ins types de structures en béton, à savoir des murs à contreforts, pour lesquelles la pratique a toujours été d'utiliser une armature en acier faisant saillie à partir d'un élément coulé précédemment, pour former un assemblage avec l'élément suivant à couler, ce qui fait que l'utilisation d'un assemblage boulonné est en elle-même un progrès important. La pratique antérieure consistait à couler un contefort, ou plus habituellement une paire de contreforts avec des armatures en acier faisant saillie à partir d'eux, et de couler ensuite un parement, après la prise du béton, pour former un ensemble d'un seul tenant avec le ou les conteforts.Le coffrage pour le parement doit être positionné de façon précise, et bien que ceci prenne beaucoup de temps, des durées supplémentaires sont nécessaires pour attendre la prise du béton qui forme le parement, et pour retirer le coffrage. En outre, du fait qu'un mur caractéristique a une hauteur de 10 m, il n'est habituellement pas pratique de couler le mur dans la position finale d'utilisation. Chaque contrefort est donc normalement disposé horizontalement pendant que le parement est coulé, et l'ensemble complet, qui a un poids considérable, doit finalement etre levé en position verticale avec une grue. A ce stade, on a trouvé qu'il était virtuellement impossible d'éviter de petits chocs qui épaufrent le béton sur les arêtes et les bords et font apparaitre des fissures et d'autres défauts.Si le dommage est excessif, il est quelquefois nécessaire de mettre au rebut l'ensemble complet. On a cependant considéré que ces problèmes étaient inévitables, du fait de la nécessité d'ériger une structure saine dans laquelle le contrefort et le parement forment un ensemble en béton armé réalisé d'un seul tenant. On a maintenant découvert qu'il était possible d'éliminer dans une large mesure un grand nombre des problèmes de l'art antérieur, en formant le parement en boulonnant sur le ou les contreforts un ou plusieurs panneaux de parement préfabriqués. Ainsi, un aspect supplémentaire de l'invention procure une structure comportant une assise ou une semelle et des éléments en béton préfabriqués qui comprennent au moins un contrefort et au moins un panneau de parement, chaque panneau de parement étant fixé au contrefort ou aux contreforts par au moins un assemblage boulonné, chaque assemblage comprenant un boulon coulé dans l'un des éléments préfabriqués et faisant saillie à partir de ce dernier, et traversant un trou qui est formé dans l'autre élément préfabriqué, des moyens de fixation, tels qu'un écrou, étant montés à l'extrémité libre du boulon pour fixer ensemble les éléments préfabriqués. Les panneaux de parement seront normalement boulonnes à au moins deux contreforts pratiquement parallèles. Il est préférable d'utiliser un ensemble de panneaux fixés à chaque contrefort, dans le but de réduire la hauteur de chaque panneau individuel. Avec une telle configuration, le ou les panneaux préfabriqués peuvent être fixés de façon relativement rapide et précise au contrefort ou aux contreforts, sur le site, tandis que les assemblages procurent le degré exigé de réinstance mécanique et de rigidité. En général, le montage sur le site occupe moins de place que le procédé de coulée du fait qu'aucun moule ou coffrage n'est nécessaire, et du fait que les éléments individuels sont tous normalement plans, le transport est considérablement facilité en comparaison avec des murs à contreforts monolithiques. On peut fixer les panneaux au contrefort dans la position d'utilisation verticale finale, mais en pratique, le contrefort sera normalement disposé horizontalement pendant la fixation des panneaux. Si des panneaux sont ensuite endommagés pendant le levage de l'ensemble complet avec une grue ou par d'autres moyens, pour l'amener dans la position verticale, on peut remplacer les panneaux endommagés individuels, comme nécessaire, au lieu de mettre au rebut l'ensemble complet. Les panneaux seront normalement préfabriqués loin du site, et ils sont de préférence protégés contre les chocs pendant le stockage et le transport par un emballage approprié. La structure comprendra normalement un ensemble de contreforts alignés, et ces contreforts peuvent également etre préfabriqués et emballés pour la protection, de la même manière. Un avantage supplémentaire consiste en ce qu'on peut préfabriquer un grand nombre de panneaux identiques et on peut les utiliser dans des murs de différentes hauteurs. Un petit nombre de panneaux seulement, par exemple ceux qui sont utilisés au sommet de la structure, peuvent nécessiter une configuration différente. Les panneaux peuvent comporter des rainures, des stries, des peintures ou d'autres marquages, pour donner à la structure un aspect remarquable ou attractif, comme par exemple par la formation de motifs lorsqu'un ensemble de panneaux composent le parement. Un panneau caractéristique peut être rectangulaire, par exemple de 2,0 m sur 1,0 m, et les bords aboutés des panneaux peuvent être séparés par une bande d'un matériau formant un joint étanche. Les bords aboutés peuvent commodément comporter des languettes et des feuillures pour former une surface avec verrouillage mutuel qui peut contribuer à réduire l'infiltration d'eau. Les panneaux peuvent comporter un boulon faisant saillie vers l'arrière, et le contrefort peut comporter un trou dans sa face avant, se terminant dans une cavité acces sible par le côté, pour permettre de monter l'écrou sur le boulon du panneau. Il est cependant préférable que le boulon fasse saillie à partir de la face avant du contrefort, et que le trou soit formé dans le panneau, et l'écrou est alors monté sur le boulon à l'avant du panneau. Deux assemblages entre chaque panneau et chaque contrefort sont normalement suffisants. Les assemblages entre les panneaux de parement et le contrefort peuvent comprendre des caractéristiques quelconques parmi celles décrites précédemment. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La suite de la description se réfère aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 montre une vue en élévation latérale, partiellement en coupe, d'une structure comprenant un mur à contreforts qui comporte un ensemble de panneaux assemblés à un contrefort; La figure 2 montre une coupe d'un assemblage cazTic- téristique entre un panneau et un contrefort; La figure 3 montre une phase du montage d'un autre mode de réalisation d'un mur à contreforts; et La figure 4 montre le levage, pour la mise en position, de la structure de la figure 3 à l'état achevé. En considérant la figure 1, on note que le mur à contreforts 1 comprend un contrefort 2 auquel un ensemble de panneaux de parement 3 sont fixés par des assemblages boulonnés 4, et une semelle 5 destinée à supporter le mur. La semelle repose sur une plaque de répartition 6 avec laquelle vient également en contact le panneau de parement 3 inférieur. Un boulon d'érection 7 s'étend entre la plaque de répartition et le contrefort 2, et ce boulon remplit la fonction suivante: pendant la construction, on fait monter ou descendre un écrou placé sur le boulon pour régler l'orientation de l'ensemble constitué par le contrefort et les panneaux. Une fois qu'on a obtenu le réglage correct, on coule la semelle 5, et cette derniere noie des barres d'armature (non représentées) qui font saillie à partir du bas du contrefort. La face arrière du contrefort présente un angle 40 qui permet de faire des économies sur la quantité de béton utilisé. La figure 2 montre en détail l'un des assemblages boulonnés entre le contrefort 2 et l'un des panneaux 3. Un boulon 8 comporte une partie de base 9 qui est coulée à l'avance dans le contrefort, et qui est coudée deux fois à 900 pour assurer un ancrage ferme. Le boulon fait saillie vers l'extérieur à partir du contrefort, et son extrémité libre présente une partie filetée 10 sur laquelle s'adapte un écrou 11. Pendant qu'on coule le contrefort, on met en place un bouchon annulaire élastique 12 de façon qu'il entoure le boulon 8, et ce bouchon comporte sur sa longueur un épaulement 13 destiné à faciliter le positionnement correct du bouchon pendant qu'on coule le contrefort.Le bouchon provoque ainsi la formation d'une cavité 14 dans le béton, et du fait que le bouchon à une configuration tronconique, il a tendance à rester dans cette cavité apres la prise du béton. Le bouchon comporte également un anneau d'écartement 15, formé en une seule pièce avec le reste du bouchon en position adJacente à l'épaulement 13, et conçu pour espacer mutuellement le contrefort 2 et le panneau 3. Le panneau de parement 3 comporte un trou 16 qui est équipé d'une douille 17 en matière plastique, par exemple en PVC, ayant un diamètre légèrement supérieur à celui du boulon 8. La aouille comporte une partie en forme d'entonnoir à l'extrémité du trou qui fait face au contrefort, et elle est donc élargie à son ouverture 18 qui reçoit le bouchon. Cette ouverture est en fait légèrement plus petite que la partie du bouchon qui est introduite à l'intérieur, ce qui provoque une déformation élastique du bouchon et contribue à la qualité du joint. Sur la face avant du panneau 3, une rondelle 19 est logée dans une cavité 20 du panneau, et l'écrou 11 est serré sur la rondelle pour fixer le panneau au contrefort. On peut effectuer ce serrage avec une clé dynanométrique ou un outil analogue. Une couche de résine époxy 41 est appliquée sur l'écrou, la partie filetée 10 du boulon qui fait saillie et une zone annulaire qui entoure le boulon sur la face du panneau, pour former un joint étanche. Le joint est encore ame- lioré par un capuchon décoratif 21 qui est collé à la résine époxy. Les figures 3 et 4 illustrent un second mode de réalisation dans lequel un ensemble 22 est constitue par des panneaux de parement préfabriqués 3 boulonnés sur une paire de contreforts 24, au moyen de boulons 8 qui font saillie à intervalles à partir de la surface avant 25 des contreforts. Chaque contrefort est réalisé en béton armé et il comporte une nervure arrière plus épaisse, 42, formée d'un seul tenant avec un voile 43 plus mince. Les contreforts sont maintenus par leurs nervures sur des supports appropriés 26, et on utilise des entretoises temporaires 27 pour maintenir leurs parties avant à l'écartement correct, pendant que les panneaux 3 sont boulonnés en position au niveau des assemblages 4. Chaque panneau comporte dans ce but quatre assemblages et dans le mode de réalisation qui est représenté, les panneaux comportent également des rainures 28 et des cavités 29 sur leurs faces avant, pour donner un parement d'aspect rustique. Une fois que l'ensemble 22 a été assemblé, on peut le lever dans une positron verticale au moyen d'une grue ou autre, comme le montre la figure 4. Une fois que l'ensemble est correctement positionné, les barres d'armature 30 qui font saillie à partir du bas de l'ensemble sont noyées dans du béton qui est coulé pour former la semelle du mur de soutènement. Un exemple d'un contrefort conforme aux modes de réalisation préférés a une hauteur de 10 m et il est destiné à retenir une masse de terre ayant une densité de 1,8 et un coefficient de poussée de 0,33. Ainsi, pour un panneau inférieur, la force s'exerçant sur un mètre carré du panneau sera : F = 0,33 x 10 x 1,8 x 9,8 = 58 kN. En utilisant pour le boulon une barre d'acier de 14 mm avec un diametre effectif de 12 mm dans la région de l'écrou, et une limite élas N/cm2 la tique de 50000 N/cm2, la force nécessaire pour atteindre la limite élastique du boulon est de façon générale de 56 kN. Le panneau a des dimensions de 2,0 m sur 1,0 m, et il est accouplé à deux contreforts, avec deux boulons pour chaque contrefort. Le facteur de sécurité théorique vis- -vis de la limite élastique est donc de (56 x 2)/58, ce qui est approximativement égal à 2. S'il y a trois contreforts et six boulons en tout, cette valeur sera de 3. Ces valeurs sont théoriques dans la mesure où en pratique, des contreforts de 10 m de hauteur ont un bord arrière important qui crée un certain effet d'arche dans le sol, ce qui réduit la pression réelle de la terre sur le panneau. On a effectué des tests pour confirmer ces calculs. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent etre apportées au procédé et au dispositif décrits et représentés, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Structure comportant une semelle (5) et des éléments en béton préfabriqués (2,3) qui comprennent au moins un contrefort (2) et au moins un panneau de parement (3), caractérisée en ce que chaque panneau (3) est fixé au contrefort (2) ou aux contreforts par au moins un assemblage boulonné et chaque assemblage boulonné comprend un boulon (8) qui est coulé dans l'un des éléments préfabriqués (2,3) et qui fait saillie de celui-ci en traversant un trou (16) formé dans l'autre élément préfabriqué, des moyens de fixation (ll) étant montés sur l'extrémité libre du boulon (8) pour fixer ensemble les éléments préfabriqués (2,3). 2. Structure suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs panneaux de parement (3) disposés les uns au-dessus des autres et boulonnés chacun à deux contreforts (2) sensiblement parallèles et à distance latéralement. 3. Structure suivant la revendication 1 ou 2; caractérisée en ce que le boulon (8) est coulé dans un panneau de parement (2) et en fait saillie vers l'arrière. 4. Structure suivant la revendication 3, caractérisée en ce que le trou (16) du contrefort (2) auquel le panneau de parement (3) est boulonné est formé sur le bord frontal du contrefort et se termine en une cavité accessible par le côté pour permettre de monter les moyens de fixation sur le boulon (8). 5. Structure suivant la revendication l ou 2, caractérisée en ce que le boulon (8) est coulé dans un contrefort (2) et fait saillie du bord frontal de celui-ci, le trou étant formé dans le panneau de parement (3) boulonné au contrefort (2) et les moyens de fixation (11) étant montés sur le boulon (8) sur la partie frontale du panneau de parement (3). 6. Structure suivant la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comprend une entretoise (15) placée entre le contrefort (2) et le panneau de parement (3), un bouchon annulaire (12) placé dans le trou (16) à son extrémité arrière et entourant le boulon (8) pour former un premier joint pratiquement étanche et un second joint pratiquement étanche (19,21,41) à l'extrémité frontale du trou (16). 7. Procédé pour ériger une structure en prévoyant une semelle et en y montant des éléments préfabriqués en béton qui comprennent au moins un contrefort et au moins un panneau de parement, caractérisé en ce que l'un des éléments préfabriqués comprend un boulon qui y est coulé et qui en fait saillie et l'autre élément préfabriqué comporte un trou, le procédé consistant à fixer ensemble les éléments préfabriqués en mettant le boulon dans le trou et à monter les moyens de fixation à l'extrémité libre du boulon. 8. Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'il consiste à maintenir deux contreforts sensiblement parallèles et à distance latéralement l'un de l'autre par des entretoises temporaires, à boulonner plusieurs panneaux de parement sur les contreforts et à enlever les entretoises. 9. Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'il consiste à fixer les panneaux de parement aux contreforts, alors que ces derniers sont en la position finale verticale d'utilisation. 10. Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que les contreforts sont disposés horizontalement pendant que les panneaux de parement y sont fixés.