Brevet FR2685368A1 — publié le 19930625

i "Profilé en matériau composite pour le renforcement de parois diverses, et des bétons, et pour la consolidation des sols, et son procédé de fabrication". L'invention est relative au renforcement des parois de constructions diverses, d'ouvrages d'Art et à la consolidation des sols et des bétons. Dans les travaux publics, le bâtiment, les constructions d'ouvrages d'Art, il est indispensable de soutenir des terrains, des parois, d'ancrer des massifs ou de renforcer des bétons. Pour l'ensemble de ces besoins, on utilise des boulons, des tirants actifs ou passifs, des fers à béton, c'est à dire des moyens qui, traditionnellement en acier, sont sensibles à la corrosion, et sont peu à peu remplacés par des profilés en matériau composite. Ces derniers sont armés de fibres continues et, en général, sont fabriqués par pultrusion Ils sont scellés dans l'ouvrage au moyen de béton, de mortier ou de ciment. Les profilés tubulaires en matériau composite sont utilisés en boulonnage de parois, de fronts de taille, de talus, de tranchées, tandis que ceux en forme de jonc, de plat ou autres formes sont utilisés pour renforcer des massifs ou des parois en béton, ou comme tirants d'ancrage, précontraints ou non. Pour obtenir l'adhésion recherchée entre le profilé et son matériau de scellement, il est nécessaire que la face extérieure du profilé ne soit pas lisse et soit exempte d'agents de démoulage, et plus précisément d'agents anti- adhérents favorisant sa fabrication. Pour satisfaire à ses besoins, les fabricants mettent en oeuvre plusieurs techniques qui, malheureusement, présentent chacune des inconvénients. L'une d'elles consiste à arracher, par délaminage, la couche de surface du profilé pour obtenir sur la face externe de celui- ci, un grain lui donnant la rugosité recherchée Cette technique n'élimine pas les agents de démoulage ou anti-adhérents qui perturbent l'adhésion ultérieure A cela, s'ajoute le fait que l'adhésion ne s'effectue que sur la résine et non sur l'âme fibreuse du profilé, assurant l'essentiel de sa résistance. Une autre technique consiste à rapporter sur le profilé un ou plusieurs enroulements circonférentiels qui, tressés ou non, sont liés au profilé par la résine Si les qualités d'accrochage du profilé sont améliorées, il s'avère que, pour de fortes sollicitations en traction, la couche externe d'accrochage parvient à se désolidariser du corps du profilé De plus, cette technique présente l'inconvénient de n'être applicable qu'aux profilés présentant des sections convexes régulières et non aux profilés de section localement concave, par exemple en "T" ou en "U" Enfin, il est connu d'améliorer l'accrochage des profilés en réalisant un filetage externe sur chaque profilé Cette solution présente l'inconvénient de sectionner localement les fibres de l'armature du profilé et de réduire la résistance mécanique de la zone scellée. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant un profilé dont la surface rugueuse est intimement liée au profilé et assure un excellent accrochage. A cet effet, le profilé selon l'invention comprend une couche externe foisonnante qui, liée à son âme par la résine, présente au moins localement des incisions périphériques, incisions des parois desquelles font saillies les extrémités sectionnées des fibres composant cette couche foisonnante. Ainsi, lorsque le profilé est noyé dans du ciment ou du béton, celui-ci pénètre, non seulement, dans les incisions mais aussi enveloppe les fibres saillant des faces de ces incisions, de sorte qu'après durcissement, la liaison béton-profilé est positive et est peu sensible à l'arrachement. L'invention concerne également le procédé de fabrication de ce profilé. Ce procédé consiste, lors de la phase d'assemblage des composants du profilé, à entourer ceux-ci d'une couche de fibres foisonnantes, et, après imprégnation de résine sur celle-ci et polymérisation de cette résine, à réaliser, par scarification et exclusivement dans la couche externe, des incisions périphériques provoquant l'arrachement, la libération et le sectionnement des fibres et le foisonnement des extrémités des fibres ainsi libérées, dans et hors des incisions. Avantageusement, et lorsque le profilé est réalisé par pultrusion, la couche foisonnante est mise en place en amont de la machine de pultrusion, et la scarification est réalisée en aval de cette machine par un outil rotatif dont la forme de la trajectoire autour du profilé est homothétique à la section transversale de ce profilé. Il ressort de ce qui précède que ce procédé peut être utilisé pour améliorer l'adhésion, aussi bien des profilés convexes, réguliers, et par exemple de section circulaire, que des profilés présentant des concavités locales et par exemple ayant une section en "T" ou en " U" D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution du profilé selon l'invention. Figure 1 est une vue en perspective montrant une forme d'exécution d'un profilé de section circulaire de l'invention, Figure 2 est une vue partielle, de côté en coupe longitudinale montrant, à échelle agrandie, la zone de scarification de ce profilé, Figure 3 est une vue de côté montrant schématiquement les moyens pour la mise en oeuvre du procédé de scarification. A la figure 1, 1 désigne un profilé tubulaire en résine composite, composé, de façon connue, d'une âme 2 en fibres continues, et notamment en fibres de verre ou en matériau synthétique ou minéral approprié, noyée dans une résine synthétique 3. Selon l'invention, la couche extérieure 4 du profilé est composée de fibres foisonnantes 5 qui sont noyées dans la même résine que celles assurant la liaison des fibres longitudinales de l'âme 2 Cette couche comporte, au moins localement, des incisions 7 affectant axialement l'épaisseur de cette couche 4, c'est à dire ne s'étendant pas jusqu'à l'âme du profilé. Ces incisions sont réalisées par scarification au moyen d'un outil rotatif, et réalisent, dans le profilé tubulaire, une gorge hélicoïdale Comme le montre plus en détails la figure 2, la scarification élimine localement la résine mais aussi déchire, arrache et libère les fibres dont les extrémités Sa font alors saillie de l'incision et hors de celle- ci en formant un foisonnement favorisant l'accrochage ultérieur du liant, béton, mortier ou ciment, coopérant avec le profilé. Comme le montre la figure 3, lorsque le profilé 1 est réalisé par pultrusion, son âme 2 reçoit la couche externe 4, en amont de la machine de pultrusion 10 En aval de la machine, après polymérisation de la résine assurant la liaison des différents éléments du profilé, et alors que ce profilé est tenu par des lunettes 11, un outil 12, tournant dans le cas d'un tube ou d'un jonc, réalise les incisions 7 dans la couche 4. Il faut ici noter que, pour les profilés en matériau composite présentant localement une section concave, cet outil coopère avec des moyens de guidage extérieurs, de manière que sa partie active décrive localement une trajectoire homothétique ou au moins localement compatible avec la section transversale du profilé et, par exemple, une trajectoire hexagonale pour un profilé hexagonal, ou une trajectoire adaptée pour scarifier un profilé de section en "T". La couche rapportée sur le profilé peut être constituée par un mat de fibres longues, ayant une longueur de fibre supérieure à 60 millimètres, ou par 4 un mat de fibres courtes, ayant une longueur de fibre inférieure à millimètres, mais peut aussi être constituée par un mat de fibres continues, par une nappe de fibres aiguilletée ou plus simplement par des fibres courtes fixées sur une nappe textile.5 Il ressort de ce qui précède que, quelle que soit la forme de réalisation de la couche extérieure, le profilé selon l'invention présente un excellent accrochage, sans que cela affecte ses caractéristiques mécaniques, et cela pour un faible surcoût de fabrication. REVENDICATIONS 1 Profilé en matériau composite pour le renforcement de parois et des sols, du type composé d'une âme en fibres continues noyées dans de la résine, caractérisé en ce qu'il comprend une couche externe foisonnante ( 4) qui, liée par la résine à son âme ( 2), présente, au moins localement, des incisions périphériques ( 7), desquelles font saillies les extrémités sectionnées ( 5 a) des fibres ( 5) composant cette couche. 2 Profilé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche foisonnante ( 4) est formée par un mat de fibres synthétiques. 3 Profilé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mat est formé par des fibres discontinues et courtes. 4 Profilé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mat est formé par des fibres discontinues et longues. Profilé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mat est formé par des fibres continues. 6 Profilé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche foisonnante est constituée par une nappe de fibres aiguilletées. 7 Profilé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche foisonnante est constituée par des fibres coupées, cousues sur une nappe textile. 8 Procédé de fabrication de profilé de scellement en matériau composite du type comprenant une âme ( 2), en fibres continue noyées dans la résine, caractérisé en ce qu'il consiste, lors de la phase d'assemblage des composants du profilé, à entourer ceux-ci d'une couche ( 4) de fibres foisonnantes, et, après imprégnation de résine sur celle-ci et polymérisation de cette résine, à réaliser, par scarification et exclusivement dans la couche externe ( 4), des incisions périphériques provoquant l'arrachement, la libération et le sectionnement des fibres, et le foisonnement des extrémités ( 5 a) des fibres ( 5) ainsi libérées, dans et hors des incisions. 9 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que, lorsque le profilé est réalisé par pultrusion, la couche foisonnante ( 4) est mise en place en amont de la machine ( 10) de pultrusion, et la scarification est réalisée en aval de cette machine par un outil rotatif ( 12) dont la forme de la trajectoire autour du profilé est compatible, au moins localement avec la section transversale de ce profilé.