Brevet FR2689919A1 — publié le 19931015

L'invention a pour objet un procédé de réalisation d'ouvrages en béton et se rapporte également à des structures métalliques constituées de façon particulière permettant la mise en oeuvre du procédé. Le procédé de réalisation d'ouvrages en béton de l'invention est du type comportant une structure métallique formant ossature sur laquelle est construit l'ouvrage par coulage ou projection de béton frais sur elle. On connaît effectivement de tels procédés de construction permettant de réaliser par exemple des bâtiments tels que des maisons individuelles ou des piscines. La technique généralement utilisée fait appel à un canon à béton qui projette sur la structure métallique le béton qui s'y accroche. Mais la mise en oeuvre de ce procédé est relativement délicate, nécessitant une face arrière de coffrage derrière la structure métallique et un parfait dosage du béton projeté sur la structure pour que celui-ci s'y accroche sans avoir trop tendance à couler. L'inconvénient du procédé est en fait qu'il requiert une haute technicité et peut conduire à des déboires s'il n'est pas mis en oeuvre de façon très rigoureuse. En outre, compte tenu des structures métalliques existant dans le commerce, le procédé manque de souplesse et d'adaptabilité. L'invention a pour objet de résoudre ces difficultés. A cet effet, le procédé de l'invention du type général ci-dessus mentionné se caractérise par les étapes successives suivantes - on déploie sur le lieu d'implantation de la construction une structure formée d'un panneau métallique ajouré, ondulé qui suit sensiblement le volume de la construction à réaliser, - on rigidifie cette structure dans la conformation qu'on lui a donnée au moyen d'armatures métalliques convenablement orientées traversant les ajours de la structure ondulée, - on applique et fixe sur les deux faces opposées de l'onde de la structure deux lattis ou grillages à mailles relativement fines, - on coule du béton dans le volume de la structure et de ses armatures entre les deux surfaces des lattis. On comprend que lorsque l'on procède de cette manière, on peut, grâce à la structure ondulée du panneau métallique de base, faire suivre à cette structure n'importe quelle courbe voulue dans l'espace : par exemple, la courbe quelconque d'une paroi de piscine paysagère, la courbe quelconque du volume intérieur ou extérieur d'un bâtiment, toute paroi plane et tout angle de bâtiment, etc... On conçoit également que cette structure parfaitement modulable et conformable peut être rigidifiée dans la conformation définitive qu'elle doit avoir par la mise en place simple d'armatures métalliques convenablement orientées qui vont traverser les ajours de la structure ondulée et se renforcer mutuellement. On comprend enfin que par l'application sur les deux faces opposées le long de la structure des lattis ou grillages en mailles fines, il devient immédiatement facile d'appliquer le béton dans le volume de la structure, les deux surfaces des lattis de structures convenablement choisies permettant de maintenir en place le béton le temps de son séchage. Selon une autre caractéristique du procédé de l'invention, et dans une de ses applications, avant de couler le béton dans le volume de la structure et de ses armatures entre les deux surfaces des lattis, on applique sur les deux surfaces des lattis un mortier obturant de façon étanche ces surfaces et formant ultérieurement paroi de coffrage pour la coulée du béton. On fait notamment appel à cet expédient, lorsque l'on coule dans le volume de la structure et de ses armatures un béton lourd. Dans un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, on coule ou projette le béton dans le volume de la structure et de ses armatures à travers l'un des lattis jusqu'à refus du béton à travers ce lattis. Dans un autre mode de mise en oeuvre encore de l'invention, on utilise plusieurs panneaux métalliques ajourés, ondulés que l'on fait s'interpénétrer et que l'on verrouille en articulation les uns avec les autres. L'invention vise également des structures métalliques particulières adaptées pour la mise en oeuvre du procédé. L'invention et sa mise en oeuvre apparaîtront plus clairement à l'aide de la description qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnant uniquement à titre d'exemples quelques modes de mise en oeuvre. Dans ces dessins La figure 1 montre de façon schématique, en coupe transversale, la section d'un panneau métallique à structure ajourée, ondulée conforme à l'invention, la figure 2 montre une vue de dessus d'une partie du panneau de la figure 1, la figure 3 est une vue en coupe transversale d'une poutrelle de renfort, la figure 4 est une vue de côté de la poutrelle de la figure 3, la figure 5 est une vue en perspective du détail agrandi entouré V de la figure 4, la figure 6 montre une coupe d'une structure complète juste avant le coulage du béton dans son volume, la figure 7 est une vue en plan de la structure de la figure 6 expliquant plus clairement le croisement de la structure en ondes et de ses poutrelles de renforcement, la figure 8 montre schématiquement la construction d'un mur vertical en béton allégé à partir d'une structure telle que celle illustrée aux figures 6 et 7, la figure 9 montre une autre structure métallique particulièrement adaptée pour la mise en oeuvre de la construction d'une paroi telle qu'une paroi de piscine, la figure 10 montre à plus grande échelle et en perspective comment se fait l'interpénétration de deux ondes telles que mises en oeuvre à la figure 9 au niveau de leurs sommets, la figure 11 est une vue en plan montrant le croisement en superposition des deux ondes de la figure 10. En se référant tout d'abord aux figures 1 et 2, on a montré la structure d'un panneau métallique ajouré, ondulé, parfaitement adapté à la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Avantageusement, le panneau métallique en question sera constitué en acier galvanisé, par exemple en tôle d'épaisseur 15/10sème de millimètre perforée de losanges, de grande diagonale environ 11 centimètres, petite diagonale environ 5 centimètres et largeur des barettes de jonction des losanges telle que référencée e à la figure 7 : environ 4 millimètres. A partir d'un tel panneau initialement plan, on forme un panneau ondulé tel qu'il apparaît plus clairement à la figure 1, en pliant le panneau régulièrement selon les lignes de noeuds des losanges, tantôt dans un sens, tantôt dans l'autre pour former les lignes de sommets s, s' des ondes. On trouve ainsi une demi-onde descendante 2 à laquelle succède une demi-onde montante 3 ; on a différencié sur la figure 2 les demi-ondes montantes en traits noirs des demi-ondes descendantes en traits grisés. La hauteur de l'onde peut être dans l'exemple envisagé de 8 centimètres (référencée h à la figure 1), tandis que la longueur d'onde peut être par exemple de 16 centimètres référencée 1 à la même figure. Bien évidemment, les dimensions ci-dessus indiquées ne le sont qu'à titre d'exemple et peuvent être considérablement modifiées selon la nature de l'ouvrage que l'on veut réaliser. On fera maintenant référence aux figures 3 à 7 dans lesquelles on a montré comment l'on pouvait renforcer une telle structure ajourée, ondulée, au moyen de poutrelles de renforcement. En faisant tout d'abord référence aux figures 3 à 5, on a illustré dans ces figures une poutrelle de renforcement constituée en fil d'acier galvanisé, mécanosoudé. De façon plus précise, chaque poutrelle 4 est constituée par un fil métallique ondulé, central 5 (plié en V successifs inversés) sur chaque face duquel fil sont soudés deux autres fils métalliques rectilignes respectivement 6, 7, 8, 9 au voisinage des sommets opposés des ondes, la jonction par soudure apparaissant plus clairement à la figure 5. En se référant aux figures 6 et 7, on voit que pour armer le panneau ondulé, métallique de base 1, on a utilisé une poutrelle de renforcement telle que 4, que l'on a introduite dans les ajours en losanges du panneau ondulé 1, parallèlement à la direction longitudinale x', x de l'onde, et d'autres poutrelles 4' dirigées orthogonalement aux poutrelles 4 et venant sous une ligne de sommets s de l'onde. De façon plus précise, dans l'exemple illustré, on mettra d'abord en place les poutrelles de renforcement 4' sous les lignes de sommets s, et l'on introduira ensuite orthogonalement dans les ajours du panneau 1 et à l'intérieur des poutres creuses 4' les poutres 4 de dimensions un peu moins grandes. La structure ainsi constituée est alors complétée, comme il apparaît plus clairement à la figure 6, par la mise en place sur chaque face de la structure, c'est-à-dire sur les deux faces opposées de l'onde, à savoir respectivement les sommets s et les sommets s', de lattis ou grillages à mailles relativement fines avantageusement en tôle d'acier galvanisé référencé respectivement 10 et 11. Ces grillages peuvent être fixés notamment par agrafage. Dans le mode de réalisation illustré à la figure 6, on vient appliquer sur les deux grillages 10, 11 une couche de mortier 12, 13 qui, après séchage, pourra constituer le coffrage pour la coulée dans le volume 14 de la structure, par exemple d'un béton lourd. Si, au lieu d'une structure rectiligne, telle qu'illustrée à la figure 6, on veut obtenir une structure non rectiligne, il suffira de conformer convenablement les poutres telles que 4 de renfort, par exemple en les découpant localement pour permettre à la structure, d'épouser n'importe quelle courbe. En faisant référence à la figure 8, on a illustré l'utilisation d'une structure telle que celle décrite aux figures 6 et 7, pour à la construction d'un mur en béton allégé. Dans ce cas, la structure, référencée 15 dans son ensemble est érigée verticalement sur son embase 16. On y retrouve le panneau de base 1 à structure ondulée, ajourée avec une armature telle que 4 et les fins grillages formant peau extérieure de la structure tels que 10 et 11. En 17, on a montré schématiquement quelques points d'agrafage des grillages aux sommets des ondes du panneau 1 sur des lignes des sommets ou crêtes de ces panneaux. Le panneau peut comprendre avantageusement d'autres structures de renforcement orthogonales aux armatures 4 (non représentées). Pour la constitution du mur en béton allégé, il suffit, à partir d'une installation schématisée en 18, d'injecter le béton allégé à l'intérieur du volume 14 de la structure directement à travers le grillage 11 par la manche 27 que l'on déplace contre le lattis 11. Avantageusement, le grillage 11 aura une structure plus ajourée que celle du grillage 10. Pour construire le mur, il suffit d'injecter le béton à travers le lattis 11 jusqu'à refus du béton à travers ce lattis. On fera maintenant référence à la figure 9 dans laquelle on a illustré une autre application de l'invention. Dans cette application, on utilise deux panneaux métalliques ajourés tels que le panneau 1 respectivement référencés 1 et 1' et on fait s'interpénétrer ces deux panneaux au niveau des sommets de leurs ondes telles que s, s' par un décalage d'une demi-longueur d'onde parallèlement à la direction de l'ondulation. La manière dont les panneaux s'interpénètrent apparait plus clairement des figures de détails 10 et 11. On comprend que dans l'espace compris entre les sommets voisins de deux ondes qui s'interpénètrent tels que s, s', espace référencé 19 à la figure 9, il est possible d'introduire une armature tel qu'un fer à béton 20 qui va venir à la fois renforcer la structure et verrouiller les deux armatures l'une sur l'autre. Les armatures bien que verrouillées s'articulent cependant autour de ces armatures 20 de verrouillage, ce qui permet à la structure composite d'épouser n'importe quelle forme voulue, par exemple la forme d'une paroi courbe que l'on voudrait donner à une piscine. Bien entendu, il est ensuite facile de renforcer l'armature, également dans le plan horizontal par la mise en place de fers à béton tels que 21 suivant la courbure de la paroi, lesquels fers 21 traversent les ajours des panneaux ondulés. La structure peut encore être renforcée par la mise en place, comme indiqué en 28, d'aciers de blocage, aux creux de sommets tels que s", verrouillés par le fer 21. Comme dans les exemples précédents, sur la structure ainsi construite, on vient agrafer sur les deux parois extrêmes un grillage fin 22, 23. Si la paroi doit être coulée en béton allégé, le béton allégé peut être directement injecté dans le volume 24 compris entre les deux surfaces 22, 23. Si la coulée doit être effectuée en béton lourd, on vient au préalable appliquer sur les grillages formant face d'extrémité 22, 23 une couche de mortier 25, 26 qui après séchage formera coffrage pour le moulage du béton lourd dans le volume 24 de la structure. I1 apparaît qu'une structure du type décrite à la figure 9 et constituée de deux ondes, verrouillées l'une sur l'autre, pourrait très bien éventuellement recevoir une troisième, voire une quatrième onde en succession, se verrouillant les unes les autres. I1 est ainsi possible de constituer à partir d'une même structure de base des parois de toute épaisseur voulue l'épaisseur de la paroi étant sensiblement égale à la hauteur h de l'onde (figure 1) ou à un multiple de cette hauteur (figure 9) dans le cas où plus plusieurs ondes superposées verrouillées et articulées entre elles sont utilisées dont la hauteur est sensiblement égale à une fraction de l'épaisseur de la paroi. Parmi les nombreux avantages de l'invention, on citera la souplesse d'emploi du procédé, son application à tout type de construction, et la possibilité de faire emploi selon l'invention du type de béton le plus approprié, lourd, léger, isolant thermique ou phonique, etc... REVENDICATIONS 1 - Procédé de réalisation d'ouvrages en béton du type comportant une structure métallique formant ossature sur laquelle est construite l'ouvrage par coulage ou projection de béton frais sur elle, caractérisé par les étapes successives suivantes - on déploie sur le lieu d'implantation de la construction une structure formée d'un panneau métallique ajouré (1) qui suit sensiblement le volume de la construction à réaliser, - on rigidifie cette structure dans la conformation qu'on lui a donnée au moyen d'armatures métalliques convenablement orientées (4, 4' ; 21) traversant les ajours de la structure ondulée, - on applique et fixe sur les deux faces opposées de l'onde de la structure deux lattis ou grillages à mailles relativement fines (10, 11 ; 22, 23), - on coule du béton dans le volume (14, 24) de la structure et de ses armatures entre les deux surfaces des lattis. 2 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'avant de couler le béton dans le volume (14) de la structure et de ses armatures entre les deux surfaces des lattis, on applique sur les deux surfaces des lattis un mortier (12, 13 ; 25, 26) obturant de façon étanche ces surfaces et formant ultérieurement parois de coffrage pour la coulée du béton. 3 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on coule ou projette le béton à travers l'un des lattis (11) jusqu'à refus du béton à travers ce lattis. 4 - Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'on projette le béton à travers un lattis (11) dont les mailles sont plus grosses que celles du lattis opposé (10). 5 - Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'on utilise au moins deux panneaux métalliques ajourés, ondulés, précités (1, 1') que l'on fait s'interpénétrer au niveau des sommets (s, s') de leurs ondes, par un décalage d'une demi-longueur d'onde parallèlement à la direction de l'ondulation, et on verrouille les deux panneaux en articulation en introduisant une armature (20) dans l'espace (19) compris entre les sommets voisins qui s'interpénètrent desdites ondes. 6 - Structures métalliques pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisées en ce qu'elles comprennent - au moins un panneau métallique ajouré, ondulé (1) dont la hauteur de l'onde est sensiblement égale à l'épaisseur ou à une fraction de l'épaisseur de la paroi en béton armé que l'on veut construire, - des armatures métalliques de renfort s'étendant de préférence en se croisant sensiblement orthogonalement parallèlement à la crête des ondes et perpendiculairement à elles et dont certaines au moins traversent des ajours du panneau métallique ajouré. 7 - Structure selon la revendication 6 caractérisée en ce que les armatures métalliques sont constituées par des poutrelles (4) ou profilés en fil métallique soudé comportant un fil ondulé (5) sur chaque face duquel sont soudés des fils (6-9) reliant les sommets opposés des ondes. 8 - Structure selon la revendication 7 caractérisée en ce que des poutrelles (4, 4') sont introduites dans les ajours des panneaux ondulés perpendiculairement à la direction d'ondulation du panneau et parallèlement à cette direction en s'interpénétrant mutuellement, les poutrelles les plus hautes venant sensiblement se verrouiller sous les sommets des ondes. 9 - Structure selon l'une des revendications (6 à 8) caractérisée en ce que sur chaque face extérieure des structures métalliques, au sommet desdites ondes, on fixe par agrafage des nappes de lattis ou grillages à fines mailles (10, 11). 10 - Structure selon la revendication 9 caractérisée en ce que sur une des faces, on agrafe un grillage (10) à mailles plus fines que sur l'autre. 11 - Structure selon l'une des revendications 6 à 10 caractérisée en ce que les panneaux sont formés de plaques métalliques initialement planes ajourées de losanges isocèles ensuite conformées en demis-ondes sensiblement rectilignes alternativement montantes et descendantes avec comme lignes de sommets ou crêtes, les noeuds alignés du réseau des losanges.