Brevet FR2653473A1 — publié le 19910426

La présente invention concerne un escalier constitué par une superposition de marches disposées hélicoïdalement autour d'un axe vertical. On connaît des escaliers hélicoïdaux constitués par des marches superposées en bois, métal ou béton, présentant chacune un évidement engagé sur une poutre verticale ou tube cylindrique, s'étendant d'une seule pièce sur toute la hauteur de l'escalier. Ce mode de réalisation convient pour des escaliers d'appartements ou de maisons individuelles. Cette technique n'est pas compatible avec la construction d'escaliers de grande hauteur, c'est-à-dire s'étendant sur plusieurs dizaines de mètres de hauteur dans un immeuble ayant un grand nombre d'étages, ou dans un puits de grande profondeur. En effet, dans de tels ouvrages, il est impossible de réaliser un escalier en enfilant les marches sur une poutre ou un tube s'étendant d'une seule pièce sur toute la hauteur de l'escalier. On est ainsi obligé de fixer les marches les unes sur les autres, par exemple en les scellant les unes aux autres avec du mortier lorsqu'il s'agit de marches en béton. Cette façon d'opérer est longue et fastidieuse. De plus, elle exige d'importants échafaudages qui rendent la construction d'un tel escalier très coûteux. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients des réalisations connues en créant un escalier simple et peu coûteux à construire, en particulier lorsqu'il s'étend sur une grande hauteur. Suivant l'invention, cet escalier est caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs éléments d'escalier fixés l'un sur l'autre, chaque élément d'escalier comprenant plusieurs marches enfilées sur un tube rigide centré sur l'axe vertical précité et préassemblées les unes sur les autres, ledit tube faisant saillie sur l'une des extrémités de chaque élément d'escalier et ledit tube débouchant à l'autre extrémité de l'élément d'escalier par une partie de tube de section élargie emboîtée sur la partie en saillie du tube de l'élément d'escalier voisin. Chaque élément d'escalier peut être construit ailleurs que sur le site définitif de construction de l'escalier. La construction de cet élément est simple, car leur hauteur est relativement faible. Le tube rigide sur lequel sont enfilées et assemblées les marches, assure à chaque élément d'escalier une rigidité suffisante pour permettre son déplacement au moyen d'un engin de levage vers le site définitif de la construction. I1 est ensuite facile d'emboiter les parties élargies des tubes sur les parties saillantes de ceux-ci pour superposer les éléments de construction les uns sur les autres, l'emboîtement précité assurant la stabilité verticale de l'escalier en cours de construction, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser des échafaudages coûteux. Le béton qui est coulé, en fin d'opération, dans les tubes emboîtés assure une grande rigidité à l'ensemble de l'escalier. Les marches sont de préférence réalisées à partir de mortier ou de béton. De préférence également, le tube rigide de chaque élément d'escalier est en métal. Selon une version avantageuse de l'invention, le tube est en acier, sa partie de section élargie étant constituée par un tronçon de tube dont le diamètre interne correspond au diamètre externe du reste du tube. Dans ce mode de réalisation, la liaison entre le tube et le tronçon de tube de section élargie forme un épaulement interne annulaire qui prend appui sur l'extrémité du tube de l'élément d'escalier inférieur. Selon un autre aspect de l'invention, le procédé de construction d'un escalier conforme à 1 'invention, comprend les étapes suivantes - on superpose et on assemble les marches autour du tube rigide, pour constituer un premier élément d'escalier, - on procède de la même façon pour constituer les autres éléments d'escalier, - on place le premier élément d'escalier verticalement en contact avec le sol, - on place le deuxième élément d'escalier sur le premier élément, en emboîtant la partie de section élargie du tube du deuxième élément sur la partie en saillie du tube du premier élément d'escalier, - on procède de la même façon pour les éléments d'escalier suivants, et - en fin d'opération, on coule du béton dans la partie en saillie du tube de l'élément d'escalier supérieur, afin de remplir de béton, les différents tubes emboftés les uns sur les autres. Un tel procédé ne nécessite aucun échafaudage, et est par conséquent de mise en oeuvre simple et économique et permet de réaliser des escaliers de construction très rigide s'étendant sur de grandes hauteurs. D'autres particularités et avantages de l'invention, apparaftront encore dans la description ciaprès. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatifs - la figure 1 est une vue en élévation et en coupe partielle d'un élément d'escalier en position sur le site de construction, - la figure 2 est une vue de dessus de l'élément d'escalier, - la figure 3 est une vue en élévation montrant la mise en place d'un deuxième élément d'escalier sur le premier élément, - la figure 4 est une vue en coupe verticale, à échelle agrandie, du détail A de la figure 3, - la figure 5 est une vue en élévation de deux éléments d'escalier superposés et montrant la construction de la grille de protection entourant l'escalier, - la figure 6 est une vue en coupe verticale, à échelle agrandie, du détail B de la figure 5, - la figure 7 illustre l'étape d'injection de béton dans les tubes des éléments d'escalier superposés, - la figure 8 est une vue en coupe verticale du détail C de la figure 7, - la figure 9 illustre l'étape de fixation de la marche supérieure formant palier d'un élément d'escalier à un mur ou parement vertical. Dans la réalisation des figures annexées, l'escalier selon l'invention est constitué par une superposition de marches 1, 2, 3, etc. disposées hélicoïdalement autour d'un axe vertical X-X'. Conformément à l'invention, cet escalier comprend plusieurs éléments d'escalier 4, 5, ... fixés l'un sur l'autre. Chaque élément d'escalier 4, 5, ... comprenant plusieurs marches 1, 2, 3, ... empilées sur un tube rigide 6, 7, .. centré sur l'axe vertical X-X' précité et préassemblées les unes sur les autres. Ce tube 6, 7 fait saillie sur l'une 4a, 5a des extrémités de chaque élément d'escalier 4, 5. Par ailleurs ce tube 6, 7, ... débouche à l'autre extrémité 4b, 5b de l'élément d'escalier 4, 5 par une partie de tube 6b, 7b de section élargie emboîtée sur la partie en saillie telle que 6a du tube de l'élément d'escalier voisin. Dans l'exemple représenté, les marches 1, 2, 3 sont réalisées à partir de mortier ou béton. Ces marches 1, 2, 3 sont assemblées l'une sur l'autre au moyen d'une couche de mortier 8 (voir figure 1). Par ailleurs, le tube rigide 6, 7 est en métal, tel que de l'acier. La partie de section élargie 7b des tubes tels que 7 est constituée par un tronçon de tube dont le diamètre interne correspond sensiblement au diamètre externe du reste du tube 7 (voir figure 8). Un jeu peut être prévu entre les deux tubes pour pouvoir absorber les éventuels faux-aplombs, ou faciliter le réglage de la verticalité des éléments d'escalier. Par ailleurs, on voit également sur la figure 8, que la liaison entre le tube 7 et le tronçon de tube 7b de section élargie forme un épaulement interne annulaire 9 qui prend appui sur l'extrémité 6a du tube de l'élément d'escalier inférieur. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, chaque marche 1, 2, 3 comprend un évidement cylindrique 10, engagé axialement sur le tube 6, 7 et de section supérieure à celle dudit tube. L'espace compris entre cet évidement 10 et la surface extérieure du tube 6, 7 est rempli par du béton 11, qui peut être armé. L'extrémité 6a, 7a du tube 6, 7 qui fait saillie sur l'extrémité 4a, 5a de chaque élément d'escalier 4, 5 comporte un organe constitué par une tige d'acier 12 en forme d'anse apte à recevoir le crochet 13 d'un engin de levage, comme indiqué sur la figure 3. Cette anse 12 a son sommet arrondi et ses extrémités opposées fixées par soudage sur la surface interne du tube 6, 7. On voit de plus sur la figure 4, que la partie élargie 6b du tube 6 de l'élément d'escalier 4 en contact avec le sol 14, est emboîtée sur un tronçon de tube 15 fixé par bétonnage dans le sol et de même forme que la partie du tube 6a, 7a qui fait saillie aux extrémités des éléments d'escalier 4, 5. Les tubes 6, 7 emboîtés les uns sur les autres sont remplis de béton 16 en cours ou en fin de construction, comme indiqué sur la figure 8. Ce remplissage de béton 16 a pour effet de noyer dans ce béton les anses 12 prévues aux extrémités des tubes 6, 7 et 15, ce qui renforce la liaison entre ces tubes. On voit sur les figures 1, 2, 3, 5, 7 et 9 que chaque élément d'escalier 4, 5 présente à son extrémité supérieure une marche 17 plus large que les autres et formant palier. De plus, chaque élément d'escalier 4, 5 est entouré par une grille de protection cylindrique 18 (voir figures 3, 5, 7 et 9) constituée par un organe 19 en forme d'arc de cercle centré sur l'axe du tube 6, 7, dont le rayon est légèrement supérieur au cylindre dans lequel sont inscrits les marches 1, 2, 3 et dont les extrémités opposées 19a, 19b (voir figure 2) sont fixées à la marche supérieure 17. Cet organe 19 en forme d'arc de cercle comporte des perforations 20 traversées par des tiges verticales 21, 22 s'étendant tout autour des marches 1, 2, 3. Les extrémités de ces tiges verticales 21 sont reliées à des tiges semblables 22 s'étendant autour des éléments d'escalier adjacents, c'est-à-dire situés en-dessous et audessus d'un élément donné. L'organe 19 en forme d'arc de cercle est de préférence un tube en acier inoxydable cintré dont les extrémités 19a, 19b sont fixées à la marche 17 formant palier. Sur la figure 6, on voit que les tiges verticales 21, 22 sont des tubes par exemple en matière plastique armée de fibres de verre, dont l'une des extrémités porte une tige 23 emboîtée et fixée par collage et goupillage 23a dans celle-ci, les parties dépassantes de ces tiges 23 étant elles-mêmes emboîtées dans les extrémités des tubes 21, 22 constituant les tiges entourant les éléments d'escalier 4, 5. Certains tubes 21, 22 peuvent être liés à l'organe 19 au moyen de colliers non représentés. On va maintenant détailler le procédé de construction de l'escalier que l'on vient de décrire. On commence par superposer et assembler les marches l, 2, 3, ... autour du tube rigide 6, pour constituer un premier élément d'escalier 4. Cette opération peut être exécutée en utilisant un gabarit pour supporter les marches 1, 2, 3. On procède de la même façon pour constituer les autres éléments d'escalier, tels que l'élément 5. On place le premier élément d'escalier 4 verticalement en contact avec le sol 14, en utilisant un engin de levage dont le crochet 13 est accroché à l'anse supérieure 12. Au moyen de cet engin de levage, on place l'élément d'escalier 4 au-dessus du tronçon du tube 15 qui dépasse du sol 14 et on abaisse l'élément 4 de façon que la partie élargie 6b du tube 6 s'engage sur le tronçon du tube 15. Cet engagement maintient l'élément d'escalier 4 en position verticale. On peut alors placer le deuxième élément d'escalier 5 sur le premier élément 4, en emboîtant la partie de section élargie 7b du tube 7 du deuxième élément 5 sur la partie en saillie 6a du tube 6 du premier élément d'escalier 4. Cet emboîtement est facilité du fait que l'anse 12 prévue sur l'extrémité du tube 6 du premier élément 4 permet du fait de sa forme arrondie de centrer la partie élargie 7b du tube de l'élément 5, sur la partie en saillie 6a du tube de l'élément inférieur. Cet emboîtement assure la stabilité verticale du deuxième élément d'escalier sur le premier élément. En fin d'opération ou en cours d'opération, on coule du béton 16 (voir figure 7), dans la partie en saillie du tube 7a de l'élément d'escalier supérieur, afin de remplir de béton, les différents tubes 6, 7 emboîtés les uns sur les autres. En cours de construction, ou en fin de construction (suivant la hauteur de l'escalier à construire), on fixe chaque élément d'escalier contre le parement ou mur 24 qui s'étend verticalement et parallèlement à côté de l'escalier. A cet effet, le bord de la marche supérieure 17 formant palier est scellée contre le parement 14 au moyen d'organes de fixation appropriés 25 (voir figures 2 et 9) reliés par une plaque 26 qui est noyée dans une masse de béton 27 qui lie la marche 17 au parement 24. La rigidité verticale est assurée ainsi à la fois par l'emboîtement des tiges 6, 7, par le béton 16 qui remplit ces tubes et par l'ancrage des marches supérieures 17 au parement 24. En cours de construction, on réalise la grille de protection 18, en enfilant les tiges 21, 22 verticales dans les perforations 20 de l'organe 19 en forme d'arc de cercle et en fixant leurs extrémités les unes aux autres A cet effet, il suffit d'emboîter les parties saillantes des tiges 23 portées par les tubes inférieurs 21 dans les tubes supérieurs 22. Cette opération est facilitée par le fait que l'ouvrier 28 (voir figure 5) peut monter sur les marches 1, 2, 3 des éléments d'escalier déjà en place. Ainsi la protection périphérique de l'escalier est assurée au fur à mesure de la progression de sa construction. Les principaux avantages de l'escalier conforme à l'invention, dont on vient de décrire la structure et le procédé de construction, sont les suivants Cet escalier ne nécessite pour sa construction aucun échafaudage, même si sa hauteur est très importante, par exemple supérieure à 60 m, grâce à l'emboîtement d'éléments préfabriqués les uns sur les autres. Ces escaliers présentent une grande rigidité verticale, grâce à l'emboîtement des tubes de chaque élément d'escalier, au béton qui remplit ces tubes et à l'ancrage au parement vertical de la marche supérieure de chaque élément. Le procédé de construction selon l'invention n'est pas tributaire du nombre de marches de chaque élément d'escalier ni de l'exigence de contremarches. La construction de cet escalier peut être réalisée en assurant une grande sécurité aux ouvriers, du fait que la grille de protection peut être construite facilement en cours d'élévation de l'escalier, cette grille d'ailleurs participant elle-même à la stabilité générale de l'escalier. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation que l'on vient de décrire et on peut apporter à celui-ci de nombreuses modifications sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, les marches et les tubes pourraient être en d'autres matériaux que ceux décrits. REVENDICATIONS 1. Escalier constitué par une superposition de marches (1, 2, 3) disposées hélicoïdalement autour d'un axe vertical (X-X'), caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs éléments d'escalier (4, 5) fixés l'un sur l'autre, chaque élément d'escalier (4, 5) comprenant plusieurs marches (l, 2, 3) enfilées sur un tube rigide (6, 7) centré sur l'axe vertical (X-X') précité et préassemblées les unes sur les autres, ledit tube (6, 7) faisant saillie sur l'une des extrémités de chaque élément d'escalier (4, 5) et ledit tube (6, 7) débouchant à l'autre extrémité de l'élément d'escalier par une partie de tube de section élargie (6b, 7b) emboîtée sur la partie en saillie (6a, 7a) du tube de l'élément d'escalier voisin. 2. Escalier conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les marches (1, 2, 3) sont réalisées à partir de mortier ou béton. 3. Escalier conforme à l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le tube rigide (6, 7) est en métal. 4. Escalier conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que le tube (6, 7) est en acier, sa partie de section élargie (6b, 7b) étant constituée par un tronçon de tube dont le diamètre interne correspond au diamètre externe du reste du tube. 5. Escalier conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que la liaison entre le tube (6, 7) et le tronçon de tube de section élargie (6b, 7b) forme un épaulement interne annulaire (9) qui prend appui sur l'extrémité du tube (6, 7) de l'élément d'escalier inférieur. 6. Escalier conforme à l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que chaque marche (1, 2, 3) comprend un évidement (10) engagé axialement sur le tube (6, 7) et de section supérieure à celle dudit tube, l'espace compris entre cet évidement (10) et la surface extérieure du tube (6, 7) étant rempli par du béton (11). 7. Escalier conforme à l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'extrémité (6a, 7a) du tube qui fait saillie sur l'extrémité de chaque élément d'escalier (4, 5) comporte un organe (12) en forme d'anse apte à recevoir le crochet (13) d'un engin de levage. 8. Escalier conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que ladite anse (12) a son sommet arrondi et ses extrémités opposées fixées sur la surface interne du tube (6, 7). 9. Escalier conforme à l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la partie élargie (6b) du tube (6), de l'élément d'escalier (4) en contact avec le sol (14) est emboîtée sur un tronçon de tube (15) fixé dans le sol (14) et de même forme que la partie du tube (6a) qui fait saillie aux extrémités des éléments d'escalier (4, 5) 10. Escalier conforme à l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les tubes (6, 7) emboîtés les uns sur les autres sont remplis de béton (16). 11. Escalier conforme à l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que chaque élément d'escalier (4, 5) présente à son extrémité supérieure une marche (17) plus large que les autres et formant palier. 12. Escalier conforme à l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que chaque élément d'escalier (4, 5) est entouré par une grille de protection (18) cylindrique, constituée par un organe (19) en forme d'arc de cercle centré sur l'axe du tube (6, 7) dont le rayon est légèrement supérieur au cylindre dans lequel sont inscrits les marches (1, 2, 3) et dont les extrémités opposées (19a, 19b) sont fixées à la marche supérieure (17), ledit organe en forme d'arc de cercle (19) comportant des perforations (20) traversées par des tiges verticales (21, 22) s'étendant tout autour des marches (1, 2, 3), les extrémités de ces tiges verticales (21, 22) étant reliées à des tiges semblables s'étendant autour des éléments d'escalier adjacents. 13. Escalier conforme à la revendication 12, caractérisé en ce que l'organe (19) en forme d'arc de cercle est un tube cintré dont les extrémités (19a, 19b) sont fixées à la marche (17) formant palier. 14. Escalier conforme à la revendication 13, caractérisé en ce que le tube cintré (19) est en acier inoxydable. 15. Escalier conforme à l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que les tiges verticales (21, 22) sont des tubes dont l'une des extrémités porte une tige (23) emboîtée dans celle-ci, les parties dépassantes de ces tiges (23) étant elles-mêmes emboîtées dans les extrémités des tubes (21, 22) constituant les tiges entourant l'élément d'escalier voisin. 16. Procédé de construction d'un escalier conforme à l'une des revendications 1 à 15, caractérisé par les étapes suivantes - on superpose et on assemble les marches (1, 2, 3) autour du tube rigide (6), pour constituer un premier élément d'escalier (4), - on procède de la même façon pour constituer les autres éléments d'escalier (5), - on place le premier élément d'escalier (4) verticalement en contact avec le sol (14), - on place le deuxième élément d'escalier (5) sur le premier élément (4), en emboîtant la partie de section élargie (7b) du tube (7) du deuxième élément (7) sur la partie en saillie (6a) du tube (6) du premier élément d'escalier (4), - on procède de la même façon pour les éléments d'escalier suivants, et - en fin d'opération, on coule du béton (16) dans la partie en saillie (7a) du tube (7) de l'élément d'escalier supérieur (5), afin de remplir de béton, les différents tubes (6, 7) emboîtés les uns sur les autres. 17. Procédé conforme à la revendication 16, dans lequel on réalise des éléments d'escalier (4, 5) conformes à l'une des revendications 12 à 15, et dans lequel l'escalier est construit parallèlement à un mur ou parement (24), caractérisé en ce qu'on fixe successivement le bord de la marche supérieure (17) formant palier audit mur ou parement (24). 18. Procédé conforme à la revendication 17, caractérisé en ce qu'on enfile les tiges verticales (21, 22) dans les perforations (20) de l'organe (19) en forme d'arc de cercle et on fixe leurs extrémités les unes aux autres.