Brevet FR2685026A1 — publié le 19930618

La présente invention a pour objet un profilé pour élément de coffrage qui trouvera son application notamment dans le domaine de l'industrie du bâtiment et du génie civil pour la réalisation de structures en béton moulé, pouvant servir à abouts, cadres et rives. Dans le domaine du génie civil et de la construction d'ouvrages et de structures, on fait de plus en plus appel au béton pour réaliser des éléments soit sur site, soit dans des usines. C'est ainsi que l'on utilise de plus en plus souvent une technique dite de coulage du béton qui présente de nombreux avantages et en outre de permettre de réaliser de façon économique et rapide des pièces présentant de bonnes caractéristiques mécaniques. Le moulage du béton peut se faire directement sur le site ou le chantier ou bien encore en usine. Pour mettre en oeuvre la technique du coulage du béton, on utilise un coffrage dont le profil est analogue à la pièce à réaliser. On coule le béton liquide à l'intérieur du coffrage et, après séchage, on procède au démoulage de la pièce. Il existe ainsi différentes formes de coffrages utilisées selon la nature de l'élément en béton à fabriquer. On connaît notamment des panneaux standards destinés à réaliser des parois ainsi que des abouts disposés entre les panneaux de coffrage dont notamment l'about de voile qui assure l'arrêt du béton et coffre l'extrémité du voile. Par ailleurs, on dispose également des cadres de réservation disposés entre deux panneaux de coffrage lors du coulage du béton afin de délimiter un emplacement réservé à de futures ouvertures telles que des fenêtres ou des portes en rendant la zone occupée inaccessible au béton. Pour assurer la mise en place de ces différents panneaux entre eux, on utilise des profilés pour élément de coffrage. Ces profilés pour élément de coffrage peuvent être réalisées comme les panneaux dans différents types de matériaux. Dans un premier temps, on a pensé à réaliser ces profilés pour élément de coffrage à l'aide de madriers en bois. Or, de tels madriers sont d'une utilisation réduite et d'un coût très élevé, qui n1 est guère compatible avec la fabrication en série. Par ailleurs, ils sont souvent très volumineux et lourds à manoeuvrer. De plus, ces madriers sont soumis à des déformations importantes résultant notamment à la dégradation de la structure fibreuse du bois, ce qui, dans certaines conditions d'utilisation, et notamment sous forte humidité, a pour conséquence de diminuer les caractéristiques mécaniques de résistance, ce qui peut être préjudiciable pour le coffrage. Pour remédier à ces inconvénients, les constructeurs se sont orientés vers l'utilisation de matériaux métalliques. Toutefois, bien que mécaniquement plus rigides, ces matériaux présentent l'inconvénient d'être sujets à la corrosion, ce qui, à la longue, diminue leurs propriétés de résistance. Afin d'éviter ces phénomènes de corrosion, on peut évidemment envisager de traiter de tels matériaux par des traitements de surface appropriés. Toutefois, de tels traitements sont très onéreux, ce qui a pour conséquence d'accroître le coût de tels profilés. Il faut également noter que ces profilés pour élément de coffrage sont réalisés dans des matériaux qui sont généralement très lourds et donc difficiles à manipuler. Sur le chantier, il faut généralement faire appel à des dispositifs de levage et de manutention tels que des grues afin de les positionner ainsi qu'à un personnel important pour les assujettir sur les panneaux. C'est précisément pour résoudre ces problèmes qu'a été développée la présente invention dont le but principal est de proposer un profilé pour élément de coffrage, qui est léger, facile à mettre en place et qui peut s'adapter à différents types de coffrages. Un avantage de la présente invention est que le profilé est inaltérable, ce qui lui permet de maintenir dans le temps des propriétés et des caractéristiques mécaniques constantes. Un autre avantage de la présente invention réside dans le fait que ce profilé est facilement réalisable en série, ce qui en diminue le coût de fabrication et rend le produit compétitif et économique. Un autre but de la présente invention est que ce profilé peut résister à des pressions importantes exercées notamment lors de la mise en place par coulage du béton lorsque celui-ci est sous forme liquide en évitant notamment les phénomènes de cintrage. Un autre but de la présente invention est également que ce profilé résiste aux phénomènes d'hystérésis résultant des déformations issues de la poussée du béton liquide et couramment rencontrés avec des éléments réalisés en matériaux composites. Un autre but de la présente invention réside dans le fait que ce profilé présente des caractéristiques de résistance mécanique accrue aux efforts ainsi qu'aux chocs. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre qui n'est cependant donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. A cet effet, un profilé pour élément de coffrage destiné notamment à la réalisation de structures de béton dans le domaine de la construction, est caractérisé par le fait qu'il comprend un corps réalisé en un matériau de synthèse qui présente des caractéristiques physico-chimiques et mécaniques accrues, dont l'âme présente une section de largeur variable et au moins un compartiment intérieur et en ce que le corps comporte deux ailes en forme de L disposées de part et d'autre d'un plan médian vertical dont l'extrémité est recourbée en délimitant ensemble un logement permettant le coulissement d'une pièce complémentaire d'un panneau de coffrage. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante, accompagnée des dessins en annexe parmi lesquels La figure 1 est une vue schématique qui illustre un panneau de coffrage. La figure 2 est une vue schématique en coupe qui illustre un profilé conforme à l'invention. La figure 3 est une vue schématique qui illustre un bloc de fixation destiné à coopérer avec un profilé conforme à l'invention. La figure 4 est une vue schématique qui illustre un embout de protection destiné à coopérer avec un profilé conforme à l'invention. La figure 5 schématise la charge subie par un cadre. La figure 6 schématise la charge subie par une rive d'un panneau de coffrage. La figure 7 schématise la charge subie par un about d'un panneau de coffrage. La présente invention a pour objet un profilé pour élément de coffrage à béton. Elle trouvera son application dans le domaine du génie civil et de la construction de structures telles que des ponts, des bâtiments, etc. La technique actuelle de la construction utilise de plus en plus fréquemment des panneaux en béton moulés directement sur le site. Cette technique du béton moulé présente de nombreux avantages parmi lesquels l'obtention de panneaux qui présentent d'excellentes caractéristiques mécaniques ainsi qu'un coût plus faible par rapport à des techniques de construction classiques utilisant d'autres matériaux. La réalisation sur site ou en usine de ces panneaux nécessite l'utilisation de pièces de coffrage réalisées dans différents matériaux tels que du bois, du métal ou bien de plus en plus actuellement dans des matériaux de synthèse tels que du polypropylène chargé de fibres de verre afin de lui conférer une certaine rigidité. A titre d'exemple, on a représenté à la figure I un coffrage du type tunnel. Ce coffrage tunnel est constitué de deux demi-coquilles (1, 2) qui présentent des panneaux verticaux (3, 4) et des panneaux horizontaux (5, 6). Chaque demi-coquille (1, 2) constitue un dièdre droit dont les bords (7, 8) des panneaux horizontaux (5, 6) sont reliés par des moyens de verrouillage (9). Les bords (7, 8) sont reliés aux bords des panneaux verticaux (3, 4) par des barres (12, 13) de longueur réglable au moyen de dispositifs à vis (14, 15) ou par des vérins d'une course limitée. Les parties intérieures (10, 11) constituant la base du panneau (3, 4) peuvent se replier au moyen de barres horizontales (16) associées à des dispositifs de réglage en longueur (17) disposés à chacune des extrémités de la barre (16). Pour réaliser l'opération de décoffrage en deux demi-coquilles séparées, on n'utilise normalement pas la barre (16) mais on a recours à des béquilles (18, 19) pour éviter que le coffrage ne tombe au moment de l'ouverture des moyens de verrouillage (9). Afin de placer dans une position correcte les différents panneaux par rapport au niveau du sol, et notamment pour ajuster 1 'équerrage du coffrage, ces panneaux sont montés sur des vérins de mise à niveau. Pour faciliter également le remplissage du coffrage, il peut être prévu dans d'autres types de coffrage une passerelle, périphérique, fixée par des techniques appropriées à la partie supérieure du coffrage, afin de permettre une libre circulation du personnel. Dans la forme de réalisation qui est représentée, la surface intérieure du coffrage est entièrement lisse afin de réaliser un béton qui présente un aspect lisse et régulier. C'est ainsi qu'actuellement, la fermeture des coffrages s'effectue au moyen de profilés réalisés dans des matériaux lourds tels que du bois ou du métal De tels profilés présentent un inconvénient majeur qui réside dans la difficulté de leur mise en place en raison de leur poids important. On doit notamment avoir recours à différents types d'engins de manutention pour les soulever ainsi qu'à un personnel important pour les mettre en place et les fixer sur les panneaux. Par ailleurs, de tels profilés présentent des caractéristiques mécaniques de résistance qui varient et qui diminuent en fonction du temps, notamment en raison de la corrosion pour le métal ou de la désagrégation des fibres de bois pour des madriers en bois, ce qui a pour conséquence de diminuer considérablement leur efficacité. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en fournissant un profilé (20) réalisé en matériau de synthèse pultrudé. Dans cette forme de réalisation, ce profilé (20) est réalisé en matériau tel qu'une résine thermodurcissable du type polyester ou époxy chargée dans des proportions appropriées de matériaux de renforcement composés pour l'essentiel de fils de mats, de fibres de verre ou éventuellement de fibres de carbone ou d'aramide. Pour des raisons liées aux structures et matériaux utilisés, ce profilé (20) est obtenu par des techniques de formage par pultrusion dans laquelle la matière poussée vers une filière est en même temps tirée à la sortie de cette filière. Ainsi, en tirant dans une filière chauffée, on réalise la polymérisation de la résine et des matériaux de renforcement. Lorsque, à la sortie de cette filière, le profilé est réalisé, on l'extrait puis on le découpe à une longueur souhaitée. Cette technique de fabrication permet ainsi de réaliser en série des profilés (20) de dimensions variables qui peuvent être facilement adaptés à différents types de pièces en fonction des besoins. En particulier, les différentes formes des panneaux susceptibles d'être rencontrées sur le chantier et le positionnement des pièces de liaison sur ceux-ci nécessitaient jusqu'à présent l'utilisation de pièces de liaison spécifiques adaptées de sorte que leur réutilisation sur d'autres chantiers ne pouvaient pas toujours être envisagées, ce qui pouvait être coûteux. Grâce au profilé (20) selon l'invention, on remédie à cet inconvénient puisqu'il est adapté pour être mis en place pour assurer la fermeture de panneaux de coffrage différents à des emplacements variables tels que, par exemple, au niveau de la rive, au niveau de l'about de voile ou bien encore au niveau de cadres de réservation. Par ailleurs, le profilé (20) est réalisé dans un matériau imputrescible et inaltérable qui présente des caractéristiques mécaniques de rigidité et de résistance aux chocs qui restent constantes dans le temps. En effet, la présence d'éléments de renforcement sous la forme de fibres continues disposées régulièrement et de façon parallèle en étant noyées dans l'âme de la résine thermodurcissable telle que l'époxy, permet d'atteindre un module de flexion élevé et de réduire la quantité de matière utilisée, ce qui diminue considérablement la masse du profilé. Cette réduction de la masse du profilé a pour avantage de rendre le profilé (20) léger et facile à manipuler. Un aspect intéressant de la présente invention réside également dans le fait que le profilé (20) présente d'excellentes caractéristiques de résistance mécanique tout en étant réalisé à partir d'un matériau léger. Ces propriétés mécaniques des résines thermodurcissables se trouvent notamment accrues grâce à la fibre de renforcement continue dont le module de Young est égal voire supérieur aux résines chargées de fibres courtes. On constate en effet que la résistance aux chocs se trouve accrue et augmentée grâce à la continuité des fibres et leur capacité à transmettre d'un bout à l'autre de l'élément (20) les chocs ou les contraintes. Dans les exemples choisis, le profilé (20) conforme à l'invention présente un module de Young E élevé, compris entre 20.000 et 30.000 MPa (mégaPascal) et une résistance aux chocs comprise entre 100 et 200 kilogrammejoule par mètre carré. En se référant à la figure 2, on voit que le corps (21) du profilé (20) présente une âme (22) qui comporte trois compartiments (23, 24, 25). Chaque compartiment (23, 24, 25) délimite deux parois (26, 27) périphériques dans l'âme centrale en constituant une double épaisseur raidisseuse. La présence de cette double épaisseur raidisseuse accroît les caractéristiques de résistance mécanique du profilé (20) et notamment vis-à-vis des contraintes et des efforts progressifs correspondant à l'immersion à l'intérieur du cadre de coffrage du béton liquide qui exerce une pression hydrostatique importante résultant de sa densité de 2,4 kilogrammes. Bien entendu, le nombre et la dimension des compartiments ne sont aucunement limitatifs. Toutefois, pour favoriser une transmission homogène et régulière des efforts, il est préférable de réaliser une âme (22) qui comporte trois compartiments (23, 24, 25) dont le compartiment central (23) est de dimensions plus réduites que celles des compartiments périphériques (24, 25) disposés de part et d'autre. Dans cette forme de réalisation, les deux compartiments (24, 25) sont symétriques et de dimensions identiques. Un axe médian vertical ss passe par le milieu du compartiment (23) en délimitant deux parties symétriques du profilé (20). Le profilé (20) présente de chaque côté d'un plan médian vertical > 9 une aile (28, 29) en forme de L dont l'extrémité est recourbée en délimitant ensemble un logement qui permet le coulissement du profilé (20) en translation sur les panneaux afin d'assurer sa mise en place dans une position voulue et à une hauteur déterminée. Il faut également noter que le profilé (20) peut présenter une section variable en largeur, ce qui permet sa mise en place sur des éléments de coffrage variés. Le profilé (20) est par conséquent amené à coopérer avec différents types de pièces de coffrage comme il sera décrit ultérieurement selon les endroits sur lesquels il est placé. Deux gorges (30, 31) sont placées sur chaque face latérale du corps (21) pour servir de logement à un joint d'étanchéité (32) en élastomère tel que par exemple en polyuréthanne de 50 à 75 sh A. Ce joint (32) en polyuréthanne est coulé et collé par des techniques classiques sur chaque paroi latérale du profilé (20) sur une épaisseur et sur une largeur assurant une protection efficace. Les caractéristiques élastiques de cet élastomère permettent ainsi d'assurer, d'une part, une protection des parois latérales contre les chocs en les amortissant et, d'autre part, une parfaite étanchéité entre les cadres et le panneau de coffrage. Le profilé (20), réalisé selon l'invention, présente une forme qui est étudiée pour coopérer avec des éléments de pièces de coffrage divers. C'est ainsi que, comme illustré plus particulièrement à la figure 3, le profilé (20) peut coopérer avec un bloc ou un patin de fixation (40) dont la fonction est de maintenir un bloc magnétique ou bien d'assurer la fixation d'un bras d'about ou de rive. Ce patin (40) réalisé de préférence en un matériau de synthèse venu de moulage présente un corps (41) sensiblement rectangulaire. Ce corps (41) comporte deux compartiments longitudinaux (42, 43) disposés symétriquement de part et d'autre d'un plan médian vertical en s'étendant de part en part du corps (41) afin de délimiter deux rails guides devant coopérer chacun avec une aile (28, 29) du profilé (20). Pour permettre le coulissement du profilé (20), la profondeur des compartiments (42, 43) est légèrement supérieure à celle du diamètre extérieur de chaque aile (28, 29) et l'écartement entre les deux compartiments (42, 43) est sensiblement identique à celle de la largeur du profilé (20). Le corps (41) comporte également deux logements (45, 46) en forme de L placés en configuration tête bêche l'une de l'autre et disposés symétriquement l'un par rapport à l'autre par rapport à un plan médian horizontal ainsi qu'un logement (47) ménagé dans la partie inférieure de sa face avant. Ces logements (45, 46, 47) sont destinés à coopérer par emboîtement ou par d'autres techniques similaires avec des organes complémentaires des éléments de coffrage afin d'assurer leur maintien. En se référant à la figure 4, on voit un embout de protection (50) qui doit coopérer avec le profilé (20) lorsque celui-ci assure la fermeture de deux panneaux de coffrage et un about de voile destiné à arrêter le béton à l'extrémité du voile. Cet embout (50) réalisé également de préférence en un matériau de synthèse élastique tel que par exemple en polyuréthanne ou autre élastomère similaire est venu de moulage et présente un corps (51) sensiblement rectangulaire. Ce corps (51) présente deux logements (52, 53) rectangulaires, disposés de part et d'autre d'un plan médian vertical et un logement (53) dont la base (54) comporte deux renfoncements (55, 56) disposés de part et d'autre d'un plan médian vertical afin de coopérer avec les ailes (28, 29) du profilé (20). Dans cette forme d'utilisation, pour faciliter le coulissement du profilé (20), la largeur de chaque renfoncement (55, 56) est légèrement supérieure à celle des dimensions extérieures des ailes (28, 29) du profilé (20) et l'écartement entre les renfoncements (55, 56) est sensiblement égal à celle de la largeur du profilé (20). Cet embout (50) est destiné notamment à absorber les chocs susceptibles d'être produits aux extrémités du profilé (20), ce qui permet de le garantir contre d'éventuels chocs violents susceptibles de le dégrader. Lorsque le profilé (20) est disposé pour assurer la liaison d'un cadre de retenue placé entre les panneaux de coffrage pour rendre inaccessible au béton coulé une zone délimitant l'emplacement d'une ouverture, ce cadre est assimilable à un portique soumis à des charges ou à une pression triangulaire uniformément répartie suivant le principe représenté à la figure 6. Cette charge correspond à la pression hydrostatique exercée par le béton liquide sur le cadre. Ce cadre, dans ces conditions, doit donc résister en tenant compte de la hauteur et de la densité du béton (qui ici est de 2,4) soit environ à 6.000 kilogrammes par mètre carré. Lorsque le profilé (20) est disposé pour assurer la liaison d'un about de voile placé entre deux panneaux de coffrage, pour assurer l'arrêt du béton notamment à l'extrémité du voile, cet about est assimilable à une poutre soumise à une charge hydrostatique triangulaire telle que celle qui est plus particulièrement représentée à la figure 7. Il doit donc résister à une charge qui tient compte des densités propres du béton et de la hauteur, c'est-à-dire à une charge d'environ 6.000 kilogrammes par mètre carré. L'about est donc soumis à des efforts de flexion important et de ce fait le profilé (20) doit résister également à de tels efforts. Lorsque le profilé (20) est disposé sur un panneau horizontal de coffrage tunnel tel que celui illustré à la figure 1, le coffrage au niveau de la dalle assure l'arrêt du béton et coffre l'extrémité de la dalle. Dans cette forme d'application, la rive est assimilable à une poutre soumise à une charge importante telle que celle conformément illustrée à la figure 5. Elle doit par conséquent résister à une charge qui doit tenir compte de la densité du béton (2,4) et de l'épaisseur de la dalle. Il en résulte que le profilé (20) doit également résister à de telles charges. D'autres mises en oeuvre de la présente invention, à la portée de l'Homme de l'Art, auraient également pu être envisagées sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. REVENDICATIONS 1. Profilé pour élément de coffrage, pouvant servir à abouts, cadres et rives, destiné notamment à la réalisation de structures de béton dans le domaine de la construction, caractérisé en ce qu'il comprend un corps (21) réalisé en un matériau de synthèse qui présente des caractéristiques physico-chimiques et mécaniques accrues, dont l'âme (22) présente une section de largeur variable et au moins un compartiment intérieur (23, 24, 25) et en ce que le corps (21) présente deux ailes (28, 29) en forme de L, disposées de part et d'autre d'un plan médian vertical dont l'extrémité est recourbée en délimitant ensemble un logement permettant le coulissement d'une pièce complémentaire d'un panneau de coffrage. 2. Profilé pour élément de coffrage, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau de synthèse est pultrudé. 3. Profilé pour élément de coffrage, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps (21) est réalisé à base d'une résine thermodurcissable. 4. Profilé pour élément de coffrage, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps (21) comporte des matériaux de renforcement sous forme de fibres tissées ou en matelas. 5. Profilé pour élément de coffrage, selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque paroi latérale de l'âme (22) présente au moins une gorge (30, 31) destinée à recevoir un joint d'étanchéité (32) en élastomère. 6. Profilé pour élément de coffrage, selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ailes (28, 29) délimitent un logement destiné à coopérer avec des organes complémentaires ménagés sur la structure d'un bloc de fixation magnétique (40). 7. Profilé pour élément de coffrage, selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ailes (28, 29) délimitent un logement destiné à coopérer avec des organes complémentaires ménagés sur la structure d'un embout de protection (50). 8. Profilé pour élément de coffrage, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte trois compartiments (23, 24, 25) qui délimitent chacun une double paroi intérieure. 9. Profilé pour élément de coffrage, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il présente un module de Young E compris entre 20.000 et 30.000 MPa. 10. Profilé pour élément de coffrage, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un axe médian vertical tS qui passe par le milieu du compartiment central (23).