Brevet FR2688733A1 — publié le 19930924

La présente invention concerne une installation modulaire de préparation et maturation d' éléments en matériau durcissable dans le temps ou sous l'effet de la chaleur tel que le béton, destinés à la réalisation d'ouvrages de génie civil ou de travaux publics ou à être employés dans le bâtiment. Les travaux publics et/ou le bâtiment ont de plus en plus souvent recours à la préfabrication d'éléments. C'est notamment le cas de la réalisation des tunnels où on emploie un nombre important d'éléments préfabriqués en béton pour assurer le revêtement des parois du forage. La préfabrication consiste à fournir un matériau mis dans une forme adaptée à l'ouvrage ou à la construction à réaliser. Pour ce faire, elle comporte différentes étapes: mouler les pièces, les laisser durcir, les démouler, les stocker (si besoin est) et les transporter du lieu de leur fabrication au lieu de-leur emploi. Le durcissement naturel présente des inconvénients dans le fait qu'il est long et que les caractéristiques de dureté du produit au démoulage ne sont pas maîtrisées totalement. On préfère aujourd'hui, malgré l'existence d'additifs chimiques jouant le rôle d'accélérateur de durcissement, la thermomaturation du béton c'est-à-dire, porter et maintenir le produit en température dans son moule pendant un espace de temps donné qui est beaucoup plus court que celui dont a besoin la maturation naturelle, permettant ainsi un démoulage plus rapide de l'élément et une meilleure maîtrise des caractéristiques de dureté. L'apport de calories peut s'opérer de plusieurs manières différentes. On utilise la vapeur alimentant une enceinte dans laquelle sont placés les moules. Cette technique n'est pas pleinement satisfaisante car la température de la vapeur est souvent trop élevée par rapport à la température souhaitée pour les éléments. En outre, la condensation de cette vapeur pose des problèmes techniques importants. On a également proposé le chauffage d'une telle enceinte à air chaud ; l'inconvénient de ce type de médium caloporteur réside dans une hygrométrie souvent trop faible et aléatoire qui entraîne des problèmes de qualité du produit durci. Le seul moyen de chauffage vraiment satisfaisant est l'énergie électrique dissipée dans des résistances de chauffage placées dans l'enceinte. Une technologie a donc été développée dans cette voie à l'occasion de grands chantiers de génie civil, à proximité desquels de véritables usines de production d'éléments en béton préfabriqué ont été construites. La présente invention entend proposer des moyens pour que cette technologie fiable et maintenant éprouvée puisse être appliquée à des chantiers de beaucoup plus petite importance pour lesquels un investissement lourd d'une unité de production ne saurait se justifier économiquement alors que les coûts de transport à partir d'une production éloignée du site d'utilisation constitueraient également une contrainte inacceptable en terme de prix de revient. Ces moyens résident donc dans une installation pour la préfabrication d'éléments en béton comportant une enceinte tunnel pour accueillir une pluralité de moules devant y séjourner, des moyens d'amenée de ces moules à l'une de ses extrémités de l'enceinte, des moyens d'extraction de ces moules à l'autre extrémité de cette enceinte, et une voie de liaison des moyens d'extraction aux moyens d'amenée desservant une pluralité de postes pour le démoulage des éléments, la préparation des moules, le remplissage de ceux-ci, leur vibration et la finition du moulage. Selon l'invention, l'enceinte du tunnel et la voie de liaison sont divisées en modules parallèles, chaque module comportant une embase constituée d'un tronçon de voie de roulement central bordé par deux cadres coplanaires d'entretoisement latéraux formant éléments de liaison et de positionnement de chaque embase avec les embases adjacentes. La structure de cette embase présente plusieurs avantages. Il suffit pour la recevoir de préparer une surface plane (par exemple une dalle), les éléments latéraux de l'embase étant ensuite rapportés aux tronçons par tous moyens de fixation adéquats. Une référence de montage est ainsi constituée, à laquelle on rapporte toutes les autres embases que l'on additionne à la première pour constituer l'installation. Les éléments modulaires ainsi assemblés sont fixés par chevillage à la dalle susdite. On peut réaliser ainsi par exemple, et en fonction des besoins de production des éléments préfabriqués, une à trois voies d'étuvage et une voie de liaison, chaque voie pouvant compter, à titre indicatif, jusqu'à seize modules. A chaque extrémité de ces voies, la dalle comporte une fosse de faible profondeur dans laquelle on met en place les moyens de transbordement qui sont constitués par les plate-formes roulantes sur des surfaces ou voies disposées au fond des fosses, perpendiculairement aux rails des voies d'étuvage et de liaison, les plate-formes comportent des tronçons de voies que l'on peut placer en prolongement des voies principales afin de charger ou décharger des chariots porte-moules à partir de ou en direction de ces voies. La constitution des enceintes ou tunnels thermiques pour les voies d'étuvage est possible grâce à la présence sur les embases de moyens en attente pour la mise en place de panneaux verticaux isolants et autoporteurs parallèlement aux voies . Ces panneaux constituent des cloisons verticales de soutien de panneaux de toit qui ferment les enceintes. Les moyens de transbordement sont également enfermés dans une enceinte constituée de manière identique par des panneaux isolants verticaux et les panneaux de toit, ces panneaux étant bloqués entre eux et formant une structure rigide autoporteuse. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven tion ressortiront de la description d'un mode de réalisation donné ci-après à titre d'exemple non limitatif. Il sera fait référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue générale de dessus d'une installation selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe transversale selon la ligne III-III de la figure 1, - la figure 4 est une vue de dessus d'une embase formant l'assise de chaque module de l'installation, - la figure 5 enfin est une vue en coupe verticale partielle selon la ligne IV-IV de la figure 4. A la figure 1, on a représenté schématiquement une installation conforme à l'invention qui comporte deux voies d'étuvage 1 et 2 et une voie de liaison 3, ces trois voies étant reliées à chaque extrémité par des unités de transbordement 4 et 5. Cette installation est montée sur un sol qui est de préférence formé par une dalle plane 6 comportant à l'endroit des moyens de transbordement 4 et 5, une fosse de faible profondeur 7, 8. Chacune des voies 1, 2, 3 est réalisée au moyen de modules tels que celui 9 représenté à la figure 4. Chaque module comporte trois éléments coplanaires, à savoir un élément de voie 10 et deux bas côtés 11 et 12. L'élément de voie 10 comporte deux tronçons de rails 13, 14 entretoisés par les éléments 15. On indiquera à titre indicatif qu'une longueur préférée de cet élément central de voie 10 est de 4,50 m, la largeur de voie étant de 1,20 m. Chacun des bas côtés 11 et 12 est en fait un cadre réalisé en mécano soudé à base de cornières et de profilés, ce cadre pouvant être rapporté latéralement à l'élément central de voie 10 par tout moyen connu tel que par exemple le boulonnage. Une longueur préférée de ces élément est de 3,90 m de sorte que les rails se prolongent au-delà des éléments de bas côtés sur une longueur d'environ 30cm afin de permettre le raboutage d'une embase adjacente, les rails étantéclissés entre eux. Une embase telle que celle représentée à la figure 4- constitue le module de base à partir duquel on élabore toute l'installation. Ainsi pour réaliser une voie complète qu'elle soit de liaison ou d'étuvage, on prolonge le module de la figure 4 par un élément central de voie semblable à celui 10 et qui lui est relié par éclissage des rails, cet élément de voie étant ensuite équipé de bas côtés. Dans le même temps, on peut constituer la voie parallèle en reliant par exemple un bas côté12 avec un bas côté 1l au moyen de pattes de liaison 16 en forme de U qui sont boulonnées à espaces réguliers sur les longs côtés de chaque bas côtés à relier. On peut alors mettre en place un élément central de voie attaché à ce nouveau bas côté et poursuivre ainsi la construction complète des trois voies de la figure 1. On notera que la longueur de chacune des voies est ajustée par le nombre de modules que l'on met bout à bout, ce nombre pouvant aller jusqu'à seize. La fixation définitive de ces modules est assurée après avoir procédé au dernier alignement des voies, par chevillage de chaque tronçon de voie dans la dalle 6. Les pattes en U 16 qui servent à la liaison de deux modules appartenant à des voies différentes, définissent entre ces deux modules une sorte de chenal 17 dans lequel il est possible d'encastrer la base de panneaux verticaux 18 et au fond duquel on peut mettre en place un joint d'étanchéité et d'isolation thermique. Ces panneaux, de longueur égale à celle de chaque module, sont constitués par un cadre'autopor- teur et garnis d'une matière isolante. Lorsqu'ils sont mis en place ils constituent donc les parois verticales des voies d'étuvage 1 et 2 susceptibles d'être recouvertes par des panneaux 19 de toit. On a ainsi constitué deux tunnels parallèles, la voie de liaison 3 restant quant à elle découverte. On notera que les bas côtés 11 et 12 de la voie de liaison 3 constituent des plate-formes pour des opérateurs ayant à intervenir sur les produits. Ces bas côtés peuvent être alors à cet effet recouverts soit drun caillebotis, soit d'une tôle gaufrée et le bas côté 12 le plus extérieur de cette voie peut comporter une rambarde de sécurité pour ces opérateurs. L'installation comporte également une pluralité de chariots 21 pour circuler sur les voies 1, 2 et 3 et pour porter des moules 22 nécessaires à la fabrication. La voie 3, qui est la voie de liaison, dessert différents postes, non représentés aux dessins, qui permettent d'extraire le produit moulé, de préparer le moule pour une opération de moulage et d'étuvage suivantes. Ces différents postes sont donc, de manière classique et connue, un poste de démoulage par exemple à l'extrémité gauche de la figure 1 suivi d'un poste de préparation de moule, suivi d'un ou plusieurs postes de ferraillage, puis d'un poste de moulage, c'est-à-dire d'un poste de remplissage du moule, le chariot 21 atteignant ensuite un poste où on procède au vibrage du moule et enfin un poste de finition de remplissage de ce moule qui correspondrait à l'extrémité de droite de la voie 3 sur la figure 1. Pour assurer le passage des chariots de l'une à l'autre voie, l'installation comporte des moyens de transbordement. Ces moyens de transbordement sont constitués à chaque extrémité des voies 1, 2, 3 par une plate-forme 23 susceptible de circuler dans le sens des flèches AB de la figure 1 pour pouvoir être placée en prolongement de chacune des voies 1, 2, 3 de l'installation, cette plate-forme portant égale ment un tronçon de voie 24 qui peut accueillir chacun des chariots 21. Comme on le voit aux figures, les moyens de transbordement sont logés dans les fosses 7 et 8 et sont également recouverts de panneaux latéraux et supérieurs d'isolation thermique liés aux panneaux 18 et 19 des voies 2 et 3. Le bridage en partie supérieure de tous ces panneaux entre eux confère une bonne stabilité à ltensemble de l'installation. Pour chaque module de voie d'étuvage, les panneaux latéraux 18 comportent des moyens de support 25 pour des résistances électriques 26. Par ailleurs, mais non représentés, ces panneaux 18 sont équipés de sondes thermiques et de sondes hygrométriques pour surveiller l'atmosphère des voies dans les tunnels d'étuvage. Une cabine de commande 27 est reliée à chacun des modules des voies d'étuvage 1 et 2, ou plus exactement à chacun des capteurs que comporte chaque module, ainsi qu'à chacune des résistances 26 de ce module. Les liaisons électriques sont réalisées par des câbles qui sont disposés dans des passages de câbles prévus dans les structures 11 et 12 de chaque module. En outre, la circulation de chariots 21 le long des voies d'étuvage ou de la voie de liaison et de préparation est réalisée à partir des plate-formes de transbordement 23. En effet, seules ces plates-formes sont motorisées pour se déplacer perpendiculairement à ces voies 1, 2, 3 et comportent des moyens moteurs également non représentés permettant d'assurer le transfert des chariots du tronçon d'extrémité de chacune des voies sur la plate-forme de transbordement et inversement.Dans le cas où le chariot est transbordé depuis la plate-forme sur une voie, son mouvement entraîne la translation de tous les chariots déjà présents sur cette voie, d'une amplitude égale à la longueur d'un chariot, c'est-à-dire la longueur d'un module. Si la voie est pleine, il faut que la plate-forme de transbordement située à l'autre extrémité de cette voie soit présente pour recueillir le chariot qui doit la quitter et la transférer dans la voie suivante. On comprend que grâce à l'invention, en fonction des temps de cycles élémentaires de préparation des moules, de la nature du produit et de la quantité de celui-ci dans chaque moule, ce qui détermine le temps d'étuvage, de la cadence de production, il est possible de déterminer le nombre de modules dont a besoin l'installation pour la production souhaitée et donc d'offrir, soit à la vente, soit à la location, l'installation parfaitement adaptée aux désirs d'un entrepreneur. La modularité, la standardisation de l'installation selon l'invention, la rationalisation des connexions et notamment des connexions électriques entre chaque module et la cabine de commande et de contrôle 27, la décomposition de cette installation en éléments d'encombrement faible et de poids peu important, permettant donc une manutention extrêmement aisée avec peu de moyens, l'utilisation de moyens simples d'assemblage, font de l'invention un outil extrêmement souple pour les chantiers de toutes tailles de génie civil mettant en oeuvre des éléments préfabriqués. Enfin, il est aisé de modifier la capacité de l'installation si la production vient à varier : il suffit de condamner une ligne d'étuvage ou au contraire d'en ajouter une en parallèle aux suivantes, les moyens de transbordement restant identiques. REVENDICATIONS 1. Installation pour la préfabrication d'éléments en béton comportant une enceinte tunnel (1,2) pour accueillir une pluralité de moules (22) devant y séjourner, des moyens (23) d'amenée de ces moules à l'une des extrémités de l'enceinte (1,2), des moyens d'extraction (23) de ces moules à l'autre extrémité de l'enceinte (1,2) et une voie (3) de liaison des moyens d'extraction aux moyens d'amenée desservant une pluralité de postes pour le démoulage des éléments, la préparation des moules, le remplissage de ceux-ci, leur vibration et la finition du moulage, caractérisée en ce que l'enceinte tunnel (1,2) et la voie de liaison (3) sont divisées en modules parallèles (9), chaque module (9) comportant une embase constituée d'un tronçon de voie (10) de roulement central bordé par deux cadres (11, 12) coplanaires d'entretoisement latéraux formant élément de liaison et de positionnement de chaque embase (9) avec les embases adjacentes. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la voie (3) de liaison et la ou chacune des voies d'étuvage (1,2) appartenant à l'enceinte tunnel comportent une pluralité identique d'embases modulaires (9) alignées, dont les extrémités communiquent avec un transbordeur (23) de déplacement des moules perpendiculairement aux voies (1,2,3). 3. Installation selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que chaque embase (9) comporte des moyens (16) en attente pour la mise en place et le maintien d'éléments verticaux (18,20) parallèlement aux tronçons de voies. 4. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que les éléments verticaux sont des panneaux (18) d'isolation autoporteurs susceptibles d'accueillir des panneaux (19) de toit. 5. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que les éléments verticaux (20) sont des barrières de sécurité. 6. Installation selon la revendication 4, caractérisé en ce que les panneaux latéraux (18) comportent des moyens de support (25) pour au moins une résistance électrique (26). 7. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comporte une unité centrale (27) de commande et de régulation des paramètres de fonctionnement de chacun des modules à laquelle ils sont raccordés individuellement. 8. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chacun des éléments qui la constituent est de dimensions compatibles avec celles imposées par le gabarit de transport routier. 9. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le sol qui la reçoit comporte une surface plane (6) pour recevoir les modules des voies d'étuvage et de liaison (1,2,3) et deux fosses de faible épaisseur (7 et 8) pour recevoir les moyens de transbordement (23).