Brevet FR2691493A1 — publié le 19931126

STRUCTURE D'ASSEMBLAGES D'ELEMENTS DE CONSTRUCTION ET PROCEDE POUR SA REALISATION La présente invention a pour objet une structure d'assemblages d'éléments de construction pour des échafaudages, tribunes et autres structures provisoires, cette structure étant constituée de pièces verticales dénommées échasses et d'un treillis de pièces transversales solidairement accouplées aux précédentes en des noeuds d'assemblage. L'invention concerne également le procédé de réalisation de cette structure d'assemblages. Les échafaudages et les assemblages d'éléments de construction, notamment d'éléments métalliques, sont largement utilisés dans tous les domaines d'activité, notamment sur les chantiers. La caractéristique principale de ces structures réside dans leur caractère démontable et amovible. Ainsi, un assemblage métallique de type échafaudage peut être monté afin d'assurer, entre autres, une fonction de tribune, notamment pour des réunions sportives. De nombreux progrès ont été réalisés en matière de rapidité de montage de ces assemblages, notamment grâce aux brides à clavettes rapides autoblocantes (dénommées CRAB). Cependant, des problèmes de sécurité se sont posés pour ces structures d'assemblages d'éléments de construction, notamment pour les structures à assemblages d'éléments de construction métalliques tubulaires. En particulier, lorsque l'assemblage d'éléments de construction métalliques constitue une tribune provisoire recevant le public, il s'est révélé que le trépignement des spectateurs développait des vibrations à l'intérieur de la structure. Ces vibrations peuvent conduire à des déformations des assemblages provoquant l'ef- fondrement progressif rapide de la structure. En fait, l'armature métallique est toujours calculée au plus juste et des contraintes inadmissibles s'y développent parfois du fait de la nature du sol qui reçoit la structure.De plus, lorsque la structure présente des dimensions importantes, les assemblages peuvent présenter des défauts ponctuels qui conduisent à leur endommagement et à l'effondrement de toute la structure sous l'effet de sollicitations extérieures. Le problème se pose donc d'augmenter la résistance de telles structures, d'absorber une partie des vibrations lorsqu'elles s'y développent et, le cas échéant, d'amortir l'effondrement éventuel de la structure tout en améliorant sa sécurité de montage et de démontage. Ces buts ainsi que d'autres sont atteints grâce à la présente invention qui propose une structure d'assemblages qui comporte au moins un boudin gonflable, disposé au sein dudit treillis, gonflé jusqu'à venir en appui sur les pièces verticales et les pièces transversales dudit treillis qui lui sont directement adjacentes. Selon une autre forme d'exécution de l'invention, la structure d'assemblages comporte des séries de boudin gonflable disposées au sein du treillis, au moins une partie de ces boudins étant gonflée jusqu a venir en appui sur les pièces verticales et les pièces dudit treillis qui leur sont directement adjacentes. Selon d'autres modes de réalisation de l'invention, le treillis est constitué de pièces horizontales transversales et de pièces inclinées ou d'entretoisement, lesdits boudins étant disposés de manière à venir en appui sur au moins une partie des pièces d'entretoisement. Les boudins sont disposés en rangées horizontales alternées, de préférence sensiblement perpendiculaires les unes aux autres. Les boudins présentent une forme générale cylindrique allongée fermée à ses extrémités et une longueur généralement comprise entre 2 et 25 m, de préférence 5 et 20 m et comportent au moins un raccord de gonflage, de préférence à leurs extrémités. Tous les boudins peuvent être gonflés lors de l'utilisation de la structure d'assemblages, ou bien une partie au moins des boudins est dégonflée, cette partie étant susceptible d'être gonflée sous l'effet d'une stimulation extérieure. La stimulation extérieur peut être fournie par la charge appliquée à des filins de mesure des déformations de ladite structure d'assemblages. Selon un mode de réalisation, les boudins sont portés par des supports de forme sensiblement annulaire fixés rigidement aux pièces verticales et/ou aux pièces transversales du treillis. Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, le gonflage des boudins s'effectue par détente brusque d'un gaz comprimé dans au moins un réservoir en liaison de fluide avec les boudins dégonflés. Les boudins utilisés dans la présente invention peuvent avantageusement présenter une surface extérieure annelée et être réalisés en un élastomère qui présente de bonnes qualités d'amortissement. Le procédé de réalisation d'une structure d'assemblages d'éléments de construction selon l'invention consiste à introduire des séries de boudins gonflables disposés par rangées alternées au sein du treillis et à gonfler au moins une partie de ces boudins jusqu a ce qu'ils viennent en appui sur les pièces verticales et les pièces dudit treillis qui leur sont directement adjacentes. Certains des termes utilisés dans la présente description sont des termes utilisés couramment par l'homme de l'art en matière d'échafaudages ou de structures métalliques. Les boudins gonflables sont réalisés en toute matière appropriée, par exemple en matière plastique mince étanche pour ballon, mais de préférence en élastomère présentant une plus grande durabilité et des qualités d'amortissement intrinsèques. D'autres buts, avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description d'un mode de réalisation de 1 invention, faite à titre non limitatif et en regard du dessin annexé, dans lequel: - la figure 1 représente schématiquement en perspective une tribune de stade sportif réalisée à partir d'une structure d'assemblages d'é léments de construction selon l'invention; - la figure 2 représente schématiquement en vue de côté la tribune de la figure 1; - la figure 3 représente schématiquement l'arrière de la tribune de la figure 1; - la figure 4 représente, en vue fragmentaire et à plus grande échelle, un détail de la structure de la figure 1, transversalement au voisi nage des gradins de la tribune;; - la figure 5 représente, également en vue fragmentaire et à plus grande échelle, un détail de la tribune de la figure 1 dans sa zone arrière. Bien que l'invention soit décrite en relation avec l'emploi de plusieurs boudins, il est tout à fait évident que ceux-ci peuvent être remplacés par un seul boudin sans que 11 esprit de l'invention n'en soit modifié. La figure 1 représente schématiquement une structure 1 d'assemblages d'éléments de construction constitués de pièces verticales 2 (seul le poteau d'angle 2 est représenté à la figure 1), appelées également échasses dans les échafaudages, et d'un treillis 3 de pièces transversales horizontales 4 ou inclinées 5 (voir les figures 4 et 5). Les éléments verticaux de base sont posés sur le sol S, généralement par l'intermédiaire de cales, réglables ou non. Les éléments de construction sont constitués, en majorité, par des tubes ou des éléments tubulaires qui présentent un plus grand moment d'inertie à la flexion et une plus grande résistance au flambage (fléchissement sous compression) que des éléments pleins de même section. Dans le treillis 3, les pièces transversales 4, 5 sont solidairement accouplées aux pièces verticales 2 par des goussets ou des brides (non représentés) en des noeuds d'assemblage 6. Selon l'invention, la structure d'assemblages 1 comporte des séries de boudins gonflables 7 qui sont disposés par rangées alternées à l'intérieur du treillis 3. On voit, sur les figures 2 et 3, les séries alternées de boudins 7 qui s'appuient en fait chacune sur les éléments du treillis 3. La figure 2 fait apparaître la longueur croissante des boudins 7 disposés perpendiculairement à la tribune T proprement dite, lorsque la distance de ces boudins par rapport au sol S décroît. La longueur des boudins 7 engagés peut ainsi varier de 2 à 20 ou 25 mètres. Les boudins 7 sont introduits à l'état dégonflé à l'intérieur de la structure en treillis 3, ce qui permet parfois de leur faire suivre un cheminement transversal partiellement en zig-zag et qui peut s'étendre sur une grande longueur, allant jusqu'à 20 m. Après leur mise en place, les boudins 7 sont gonflés jusqu'à venir en appui sur les pièces verticales ou échasses 2 et sur les pièces transversales horizontales 4 ou inclinées 5 du treillis 3, comme on le voit sur les figures 4 et 5. Les boudins 7 offrent une grande prise au vent et risquent de masquer les noeuds d'assemblage 6 qui doivent être contrôlés après leur réalisation, c'est pourquoi on ne procède au gonflage des boudins 7 qu'après la réalisation de ces contrôles et, en général, juste avant l'utilisation de la tribune ou de l'échafaudage constitué par la structure d'assemblages. En fonction des circonstances, il est possible de ne gonfler qu'une partie des boudins logés dans le treillis 3 de la structure d'assemblages, les boudins de bordure étant par exemple dégonflés (les boudins dégonflés 7' sont représentés par des points ou des traits noirs sur les figures 2 et 3) et ceux logés à l'intérieur de la structure et donnant effectivement moins de prise au vent étant gonflés. De même, la pression de gonflage peut être ajustée en fonction de la rigidité que l'on désire conférer à la structure. Afin d'amortir les vibrations provoquées sur la structure par les trépidations, notamment dans le cas d'une tribune sportive par le martèlement des pieds des spectateurs, les boudins 7 viennent prendre appui sur les pièces d'assemblage 2, 4, 5 qui leur sont directement adjacentes. Comme représenté sur la figure 5, les boudins 7 sont disposés de manière à venir en appui sur des pièces d'entretoisement inclinées 5, de manière à réaliser autour des boudins 7 des sortes de cages de limitation locale du diamètre de gonflement des boudins. Cette disposition présente l'avantage de mettre en tension les éléments de construction et de réduire les jeux de montage qui pourraient exister entre les noeuds sur les éléments de construction, notamment tubulaires, qui ne sont souvent pas serrés suffisamment par leur bride d'assemblage.L'expérience a montré que ces jeux d'assemblage permettent à la structure d'osciller de façon croissante lorsqu'elle est soumise à des sollicitations dont la fréquence est proche de celle de la fréquence propre de la structure. Comme représenté sur les figures, notamment sur les figures 2 et 3, les boudins 7 sont de préférence disposés progressivement au cours de la construction de la structure en rangées horizontales sensiblement perpendiculaires les unes aux autres. Les boudins 7 qui présentent la forme générale de longs cylindres fermés à leurs deux extrémités et munis, par exemple à au moins l'une de leurs extrémités, de raccords de gonflage 7a (voir les figures 2 et 3) comportant une enveloppe, peuvent être réalisés en toute matière, notamment en matière plastique mince et étanche utilisée pour les ballons gonflables. Selon un mode de réalisation préféré, les boudins 7 sont réalisés en un matériau élastomère, tel que du caoutchouc vulcanisé. Cette dernière solution plus onéreuse mais plus durable présente l'avantage d'utiliser un matériau doté de qualités d'amortissement intrinsèques.Afin d'augmenter leur résistance à l'éclatement et de faciliter leur accrochage axial, les boudins 7, 7' peuvent présenter une structure en anneaux et une surface extérieure annelée 7c. Un tel boudin à surface annelée 7c est représenté à la figure 4 où l'on voit que des anneaux intérieurs 7d peuvent venir entourer partiellement des pièces verticales 2 (mais aussi le cas échéant des pièces transversales 4 ou 5) pour assurer, après gonflage, un accrochage axial du boudin 7 dans la structure 1. Avant le gonflage des boudins, la surface annelée 7c ne gêne pratiquement pas leur mise en place à travers les éléments de la structure 1 ou même à travers les anneaux de support 13 qui, au gonflage des boudins 7, tendraient à retenir plutôt les anneaux intérieurs 7d.Lorsque la structure d'assemblages 1 est réalisée principalement à l'aide d'éléments tubulaires (un diamètre courant pour les tubes de ces éléments est de 50 mm), le pas p (voir la figure 4) est avantageusement voisin de ou égal à celui du diamètre de ces tubes qui se trouvent ainsi plus facilement engagés au contact d'un anneau intérieur 7d. Afin de pouvoir procéder au gonflage rapide des boudins 7, ceux-ci sont généralement reliés, par leur raccord 7a, à des canalisations de gonflage 7b qui aboutissent à une station de gonflage qui peut comporter un compresseur d'air mais qui peut aussi, plus simplement, être constituée d'un réservoir de gaz comprimé 8 dont la détente assure le gonflage. En variante, chaque boudin 7 peut être gonflé indépendamment, ce qui supprime le réseau de canalisation de gonflage 7b. Les boudins peuvent avantageusement être gonflés dès leur mise en place. On a représenté sur les figures 1 à 3 une concentration de boudins gonflables 7 au voisinage de la base ou du pied de la structure d'assemblages 1. Ces boudins de pied participent d'une part à l'amortissement des vibrations mais surtout peuvent servir de structure de réception et d'amortissement anti-chocs en cas de destruction accidentelle d'une partie de la structure. Les gradins de la tribune T peuvent comporter des dalles posées sur des pièces horizontales du treillis, pour recevoir des spectateurs. La chute accidentelle d'une de ces dalles serait amortie par les derniers lits de boudins 7. Le dernier lit de boudins 7 peut également amortir toute chute accidentelle de pièces et même de personnel, notamment au cours du montage ou du démontage de la structure 1. On peut, en effet, avantageusement prévoir de gonfler tous les boudins situés en-dessous de la zone de montage ou de démontage-et utiliser les rangées de boudins comme matelas de sécurité. De plus, le gonflage des boudins soumet les éléments de la structure déjà montés à des efforts de traction qui peuvent permettre de repérer les éventuels défauts d'asassemblage Lorsque seule une partie des boudins est gonflée, par exemple pour réduire l'effet du vent sur les parties hautes de la structure, les boudins dégonflés 7' mis en place peuvent être reliés en permanence à un circuit de gonflage à réservoir 8 et qui est susceptible d'être activé par une stimulation extérieure.Cette stimulation extérieure peut être constituée, dans le cas d'une tribune sportive représentée à la figure 1, par le poids des spectateurs, les boudins étant par exemple dégonflés lorsque la tribune est vide pour limiter la prise au vent de la tribune. Les boudins sont gonflés dès qu'un certain nombre de spectateurs occupe la tribune et l'alourdit en réduisant la sensibilité au vent. Pour mesurer la charge supportée par la structure 1, on peut par exemple disposer transversalement à l'intérieur du treillis 3 des filins 9 et 10, tendus entre des extrémités opposées de la structure. Ces filins 9, 10 aboutissent chacun dans un boîtier 11, 12 (voir la figure 1) de mesure d'efforts et/ou de déformation de la structure. Le dépassement d'une valeur limite d'efforts ou de déformation peut déclencher le gonflage automatique de l'ensemble ou d'une partie des boudins 7. Afin de faciliter la mise en place des boudins 7 dans la structure en treillis 3, on peut prévoir sur les pièces 4, 5 du treillis 3 et/ou sur les pièces ou échasses verticales 2 des supports de guidage et de maintien 13 (voir la figure 5) fixés rigidement à ces pièces et qui sont traversés par les boudins 7. Ces supports sont avantageusement des anneaux circulaires, tels que représentés sur la figure 5. Ces anneaux de guidage limitent localement le diamètre des boudins 7 au gonflage et diminuent le risque d'éclatement de ces boudins. I1 est ainsi possible d'utiliser des pressions de gonflage plus importantes et la mise en place des boudins 7 dans la structure de treillis 3 est facilitée. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Structure d'assemblages d'éléments de construction pour des échafaudages, tribunes et autres structures provisoires, constituée de pièces verticales (2) dites échasses et d'un treillis (3) de pièces transversales (4, 5) solidairement accouplées aux précédentes en des noeuds d'assemblage (6), caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un boudin gonflable (7, 7'), disposé au sein dudit treillis (3), gonflé jusqu'à venir en appui sur les pièces verticales (2) et les pièces transversales (4, 5) dudit treillis (3) qui lui sont directement adjacentes. 2.- Structure d'assemblages selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte des séries de boudin gonflable (7, 7') disposées au sein dudit treillis (3), au moins une partie de ces boudins (7) étant gonflée jusqu'à venir en appui sur les pièces verticales (2) et les pièces transversales (4, 5) dudit treillis (3) qui leur sont directement adjacentes. 3.- Structure d'assemblages selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit treillis (3) est constitué de pièces horizontales transversales (4) et de pièces inclinées ou d'entretoisement (5), lesdits boudins (7) étant disposés de manière à venir en appui sur au moins une partie des pièces d'entretoisement (5). 4.- Structure d'assemblages selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les boudins (7) sont disposés en rangées horizontales alternées, de préférence sensiblement perpendiculaires les unes aux autres. 5.- Structure d'assemblages selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les boudins (7) présentent une forme générale cylindrique allongée fermée à ses extrémités et une longueur de 5 à 20 m et comportent au moins un raccord de gonflage (7a). 6.- Structure d'assemblages selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que tous les boudins (7) sont gonflés lors de l'utilisation de ladite structure d'assemblages (1). 7.- Structure d'assemblages selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'une partie au moins des boudins (7) est dégonflée, ladite partie étant susceptible d'etre gonflée sous l'effet d'une stimulation extérieure. 8.- Structure d'assemblages selon la revendication 7, caractérisée en ce que ladite stimulation est fournie par la charge appliquée à des filins (9, 10) de mesure des déformations de ladite structure d'assemblages (1). 9.- Structure d'assemblages selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que le gonflage des boudins (7) s'effectue par détente brusque d'un gaz comprimé dans au moins un réservoir (8) en liaison de fluide avec lesdits boudins dégonflés (7'). 10.- Structure d'assemblages selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que les boudins (7) sont portés par des supports (13) de forme sensiblement annulaire fixés rigidement aux pièces verticales (2) et/ou aux pièces transversales (4, 5) du treillis (3). 11.- Structure d'assemblages selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que les boudins (7, 7') présentent une surface extérieure annelée (7c). 12.- Structure d'assemblages selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que les boudins (7, 7') sont réalisés en élastomère. 13.- Procédé de réalisation d'une structure d'assemblages d'éléments de construction pour des échafaudages, tribunes et autres structures provisoires, ladite structure étant constituée de pièces verticales dites échasses et d'un treillis de pièces transversales solidairement accouplées aux précédente en des noeuds d'assemblage, caractérisé en ce qu'il consiste à introduire des séries de boudins gonflables (7) disposés par rangées alternées au sein dudit treillis (3) et à gonfler au moins une partie de ces boudins (7) jusqu'à ce qu'ils viennent en appui sur les pièces verticales (2) et les pièces (4, 5) dudit treillis (3) qui leur sont directement adjacentes.