Brevet FR2713263A1 — publié le 19950609

SILO PLAT CIRCULAIRE POUR LE STOCKAGE D'UNE MATIERE PULVERULENTE OU GRANULAIRE La présente invention concerne un silo plat circulaire pour le stockage d'une matière pulvérulente ou granulaire et notamment un silo à grains pour le stockage de céréales. Les silos à grains connus actuellement sont de deux types principaux comprenant, d'une part, des silos verticaux, réalisés en coffrage glissant et, d'autre part, des silos plats qui sont des constructions composées d'un sol intérieur en béton ou en enrobé, de murs périphériques en béton ou en métal et d'une couverture généralement en métal. Du fait de leur coût b la tonne logée assez important, les silos verticaux sont construits de moins en moins, et on utilise de plus en plus des silos plats car ils offrent l'avantage, d'une part, d'avoir un coût à la tonne logée très bas et, d'autre part, une très grande polyvalence qui leur permet d'être utilisés en magasin général lorsqu'il n'y a plus nécessité de stocker des céréales. Les silos plats se répartissent en deux grandes familles qui comprennent, d'une part, ceux qui ont leurs murs périphériques constituant un rectangle en plan et, d'autre part, ce qui ont leurs murs périphériques constituant un cercle en plan. Dans le cas des silos plats rectangulaires, les murs périphériques qui reprennent la poussée de la masse de grains, se comportent comme des murs de soutènement. Ils sont soumis à un effort vertical dans leur plan (frottement du grain sur le mur) et à un effort horizontal perpendiculaire à leur plan (poussée du grain). Le sol qui les supporte, doit reprendre un effort de glissement horizontal, un effort vertical et un moment de renversement, ce qui constitue des contraintes importantes sur les sols qui ont généralement une faible portance. Ceci conduit souvent à remplacer les fondations superficielles par des pieux qui augmentent le coût de construction. Dans le cas des silos plats circulaires, les murs périphériques reprennent les mêmes sollicitations que cidessus mais la forme circulaire fait que l'effort horizontal dû à la poussée du grain ne produit plus ni un moment de renversement, ni un effort horizontal sur le sol porteur. Ces derniers sont remplacés par une traction dans la paroi circulaire qu'il est facile d'équilibrer avec les aciers de cette paroi. Le sol porteur n'est donc plus soumis qu'à l'effort vertical dû au frottement du grain sur le mur. Le coût des fondations et des murs est donc moindre que dans un silo plat rectangulaire et pour cette raison les silos plats circulaires sont plus économiques que les silos plats rectangulaires. La présente invention concerne des perfectionnements apportés à ces silos plats circulaires dans le but de faciliter la fabrication de leurs éléments constitutifs et l'assemblage des éléments sur le lieu d'utilisation du silo et de réduire le coût global de tels silos. A cet effet, ce silo plat circulaire pour le stockage d'une matière pulvérulente ou granulaire, notamment de céréales, comprenant une paroi latérale inférieure et une toiture en appui sur le bord supérieur de la paroi latérale, cette paroi latérale et la toiture ayant un axe de symétrie vertical commun, est caractérisé en ce que sa paroi latérale inférieure est constituée, au moins sur la plus grande partie de sa périphérie, de panneaux principaux préfabriqués, juxtaposés, identiques, ayant chacun la forme d'un trapèze isocèle convergeant vers le haut et assemblés les uns avec les autres, le long de leurs côtés convergents adjacents, de manière à être inclinés vers l'intérieur du silo d'un même angle, si bien que la paroi latérale présente une forme sensiblement tronconique. Le silo suivant l'invention offre un certain nombre d'avantages par rapport aux silos plats circulaires traditionnels. En premier lieu, la forme sensiblement tronconique de sa paroi latérale lui permet d'être parfaitement stable même dans le cas d'une masse de matière ensilée répartie d'une façon dissymétrique à l'intérieur, une charge dissymétrique ne pouvant pas créer un moment de renversement. Par ailleurs, du fait de l'inclinaison de sa paroi latérale vers l'intérieur, le frottement de la matière ensilée sur la paroi est réduit et il en est de même en ce qui concerne la composante horizontale de la poussée de la matière ensilée. Alors que des parois circulaires coulées "en place" nécessitent des coffrages plus onéreux que des parois planes et que des parois inclinées coulées "en place" coûtent plus cher que des parois verticales, la réalisation de la paroi latérale avec des panneaux plans en béton préfabriqué est particulièrement économique. Les panneaux sont appuyés, lors de la pose, sur des étais métalliques leur donnant leur inclinaison définitive. La préfabrication permet aussi de réaliser la paroi latérale sensiblement tronconique aussi facilement qu'une paroi plane verticale. Un autre avantage procuré par le silo suivant l'invention est que comme la charpente de sa toiture, également de forme tronconique, est en appui sur la petite base supérieure de la paroi latérale inférieure, la surface et la portée de cette charpente sont réduites, d'où une économie en ce qui concerne la quantité d'acier employée pour sa construction. Les formes tronconiques de la charpente et de la paroi périphérique permettent de reprendre facilement, au moyen d'un chaînage annulaire situé en partie haute de la paroi périphérique, les composantes horizontales des efforts générés par la charpente. La forme particulière de la toiture tronconique et de la paroi latérale inférieure sensiblement tronconique permet d'avoir une manutention automatisée à un prix très économique grâce à une évacuation automatique, par simple action de la gravité, de la plus grande partie de la masse de matière ensilée. En effet le déchargement de cette matière peut s'effectuer très aisément et économiquement au moyen d'un transporteur horizontal s'étendant radialement jusqu'au centre du cercle de base du silo. Ce transporteur permet déjà, avec une seule sortie centrée, de vider par simple gravité plus de la moitié du silo. En lui adjoignant une vis pivotante on peut obtenir, pour un faible coût, une vidange complète, entièrement automatique, du silo. Son remplissage, quant à lui, s'effectue très facilement au moyen d'un transporteur déversant la matière à ensiler au-dessus de l'ouverture de remplissage disposée au sommet de la toiture tronconique, la matière ensilée remplissant automatiquement la totalité du volume interne du silo, au fur et à mesure de son écoulement, sous la simple action de la gravité. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention en référence au dessin annexé dans lequel - La figure 1 est une vue en élévation, partiellement en coupe verticale, d'un silo plat circulaire pour le stockage de céréales suivant 1' invention. - La figure 2 est une vue en plan partielle du silo de la figure 1, une partie de la toiture ayant été enlevée pour laisser apparaître la constitution de la charpente. - La figure 3 est une vue en élévation de la face interne d'un panneau préfabriqué en béton armé constituant la paroi latérale du silo. - La figure 4 est une vue en coupe verticale faite suivant la ligne IV-IV de la figure 3. - La figure 5 est une vue en plan partielle, à plus grande échelle, de la charpente métallique du silo dans sa partie périphérique externe en appui sur les panneaux préfabriqués adjacents constituant la paroi latérale. - La figure 6 est une vue en coupe verticale, à plus grande échelle, faite suivant la ligne VI-VI de la figure 2. - La figure 7 est une vue en coupe faite suivant la ligne VII-VII de la figure 6. - La figure 8 est une vue en coupe verticale faite suivant la ligne VIII-VIII de la figure 5. - La figure 9 est une vue en élévation partielle du sas d'accès au silo. - La figure 10 est une vue en coupe verticale faite suivant la ligne X-X de la figure 9. - La figure 11 est une vue en élévation d'un demipanneau préfabriqué monté au-dessus du sas. - La figure 12 est une vue en coupe verticale faite suivant la ligne XII-XII de la figure 11. Le silo plat circulaire pour le stockage de céréales, suivant l'invention, qui est représenté sur les figures du dessin, comprend une paroi latérale inférieure 1, sensiblement tronconique, d'axe vertical Z et une toiture tronconique 2, de même axe vertical Z, reposant sur la paroi latérale inférieure 1 sensiblement tronconique. La toiture 2 est elle-même constituée d'une charpente métallique 3 supportant des éléments de couverture 4 d'un type quelconque, tels que des bacs, des tôles etc.... La toiture 2, de forme tronconique, présente à son sommet une ouverture de remplissage qui est délimitée par un anneau central 5 auquel sont fixées les extrémités supérieures de poutres métalliques rayonnantes 6 faisant partie de la charpente, comme il sera précisé plus loin. La paroi latérale inférieure 1 du silo est constituée par une juxtaposition de panneaux principaux plans 7, préfabriqués en béton armé, disposés régulièrement autour de l'axe vertical Z et inclinés de bas en haut, vers l'intérieur du silo, d'un angle a qui est avantageusement de l'ordre de 750. Chaque panneau 7 a la forme d'un trapèze isocèle convergeant vers le haut et la juxtaposition des panneaux 7, dans le sens circonférentiel, constitue la paroi latérale 1 qui a en fait la forme d'un tronc de pyramide mais qui est présentement considérée comme étant "sensiblement tronconique". Les panneaux 7, de même forme trapézoïdale, présentent chacun une grande base inférieure et une petite base supérieure dont les dimensions sont fonction de la pente et du rayon désirés de la paroi latérale 1, c'est-à dire du silo. Chaque panneau 7 qui est représenté d'une façon détaillée sur les figures 3 et 4, repose, par sa grande base inférieure, sur une semelle filante circulaire en béton 8, formée dans le sol et délimitant la zone d'appui du silo sur le sol. A sa partie supérieure chaque panneau 7 présente une tête 9, de plus grande épaisseur que le reste du panneau, en saillie par rapport à la face interne du panneau et s'étendant suivant la petite base supérieure de celui-ci. Cette tête surépaissie 9 sert d'appui à la charpente 3 comme on le verra plus loin. Les panneaux préfabriqués adjacents 7 sont assemblés les uns avec les autres par des clavetages le long de leurs bords latéraux convergents, ces clavetages étant indiqués par la référence 11 sur la figure 5. Pendant la réalisation des clavetages les panneaux 7 sont maintenus à l'inclinaison désirée (750 par exemple) par des étais prévus à l'intérieur de la paroi latérale en cours de construction. On décrira maintenant, en se référant plus particulièrement aux figures 5 à 8, une forme d'exécution non limitative de la charpente métallique et son mode de liaison avec la paroi latérale 1. Comme il a été indiqué précédemment, la charpente 3 comprend essentiellement des poutres métalliques rayonnantes 6 qui sont fixées, à leurs extrémités supérieures, dans des plans verticaux radiaux, à l'anneau central 5 et qui reposent, par leurs parties extrêmes inférieures, sur les têtes supérieures 9 des panneaux préfabriqués 7 et plus particulièrement sur les zones des clavetages 11, comme on peut mieux le voir sur la figure 5. Vues en plan, les poutres 6 sont ainsi disposées en étoile autour de l'axe vertical Z, en étant équidistantes les unes des autres. Chaque poutre 6 est avantageusement constituée par un profilé à section transversale en I et elle est reliée aux poutres voisines par l'intermédiaire de pannes 12, qui sont, elles aussi, constituées de préférence par des profilés à section transversale en I. Du fait de la forme sensiblement tronconique de la charpente 3, la longueur des pannes individuelles 12 va en diminuant depuis le bord inférieur de la charpente 3 jusqu'à l'anneau central supérieur 5. Les diverses pannes 12 s'étendant entre deux poutres 6 voisines sont reliées entre elles, en leurs milieux, par un lien de panne 13 qui s'étend de ce fait suivant la bissectrice de l'angle formé par deux poutres 6 voisines. Pour renforcer la rigidité de la charpente, on peut prévoir additionnellement des contreventements en cornières 14 fixés entre une paire de poutres voisines 6, les séries de contreventements 14 étant disposées à des intervalles réguliers dans le sens circonférentiel. La figure 6 illustre un mode de liaison entre la partie extrême inférieure d'une poutre 6 et la tête 9 d'un clavetage 11 situé entre deux panneaux préfabriqués 7. Cette tête 9 porte, sur sa face supérieure, une platine métallique 15, fixée par tous moyens appropriés et sur laquelle est soudée une partie de l'âme du profilé constituant la poutre 6, préalablement découpée avec 1' inclinaison appropriée. L'angle d'inclinaison b de la charpente 3, c'est-àdire des poutres rayonnantes 6, est choisi de préférence égal à l'angle de talus naturel de la matière ensilée, cet angle étant de 250 dans le cas de céréales. Par ailleurs, l'angle d'inclinaison a de la paroi latérale 1 est choisi de préférence égal à 750. Toutefois, les valeurs des angles a et b peuvent varier en fonction de différentes considérations. Du fait de l'inclinaison de la paroi latérale 1, vers l'intérieur, de l'angle a, cette paroi sensiblement tronconique 1 est soumise à une poussée moindre, de la part de la matière ensilée A, par rapport à celle s'exerçant sur une paroi cylindrique, ce qui permet d'alléger les fondations et de réduire la quantité d'acier mise en oeuvre dans la construction. L'inclinaison de la paroi latérale 1 vers l'intérieur permet de réduire également le diamètre de la toiture 2, ce qui se traduit également par une économie notable en ce qui concerne le coût de la construction du silo. Comme on peut le voir sur les figures 1 et 2, la paroi latérale 1 du silo est interrompue, sur une partie de sa longueur, pour former un sas 16 permettant d'avoir accès à l'intérieur du silo, pour en extraire la matière ensilée A. Ce sas 16 comprend une porte 17 de grandes dimensions, par exemple de 4 mètres x 4 mètres, permettant l'entrée dans le sas d'engins de grandes dimensions. Cette porte est maintenue dans une embrasure délimitée en partie supérieure par un linteau 18 coulé en place. L'embrasure de la porte est également délimitée par des cloisons latérales 19 et 20, également coulées en place. Au-dessus du linteau 18 et des cloisons latérales 19,20 la paroi latérale est constituée de panneaux auxiliaires préfabriqués 21 qui présentent une forme de trapèze isocèle homothétique de celle des panneaux préfabriqués 7 mais d'une hauteur inférieure, comme on peut le voir sur les figures 11 et 12. Les panneaux auxiliaires préfabriqués 21 prennent appui sur le linteau 18 des cloisons 19 et 20 coulées en place et ils assurent ainsi la continuité de la paroi latérale 1 au-dessus du sas 16. Pour éviter un éboulement de la matière ensilée A à l'extérieur, lors de l'ouverture de la porte 17, une "cloison américaine" 22, constituée de madriers horizontaux superposés, est montée en arrière de la porte 17, comme il est représenté sur la figure 10, pour encaisser la poussée de la matière ensilée A. L'ouverture de la porte 17 peut s'effectuer ainsi sans difficulté et les madriers constituant la "cloison américaine" sont enlevés ensuite les uns après les autres pour que la matière ensilée A s'écoule doucement et régulièrement. REVENDICATIONS 1 - Silo plat circulaire pour le stockage d'une matière pulvérulente ou granulaire, notamment de céréales, comprenant une paroi latérale inférieure (1) et une toiture (2) en appui sur le bord supérieur de la paroi latérale (1), cette paroi latérale (1) et la toiture (2) ayant un axe de symétrie vertical commun (Z), est caractérisé en ce que sa paroi latérale inférieure (1) est constituée, au moins sur la plus grande partie de sa périphérie, de panneaux préfabriqués principaux (7), juxtaposés, identiques, ayant chacun la forme d'un trapèze isocèle convergeant vers le haut et assemblés les uns avec les autres, le long de leurs côtés convergents adjacents, de manière à être inclinés vers l'intérieur du silo d'un même angle (a), si bien que la paroi latérale (1) présente une forme sensiblement tronconique. 2 - Silo suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la paroi latérale (1) présente, sur une petite partie de sa périphérie, un sas (16) d'accès à l'intérieur du silo, délimité par un linteau (18) et des cloisons latérales (19,20) coulées en place, supportant, à leurs parties supérieures, des panneaux préfabriqués auxiliaires (21), de plus petite hauteur que celle des panneaux principaux (7), et en forme de trapèze isocèle homothétique, pour assurer la continuité de la paroi latérale (1) au-dessus du sas (16). 3 - Silo suivant la revendication 2 caractérisé en ce que les panneaux principaux et auxiliaires (7,21) sont des panneaux préfabriqués en béton armé et ils sont assemblés entre eux par des clavetages (11) le long de leurs côtés convergents. 4 - Silo suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que chaque panneau principal (7) et auxiliaire (21) est plan. 5 - Silo suivant la revendication 4 caractérisé en ce que chaque panneau (7,21) présente, à son extrémité supérieure, le long de sa petite base et sur sa face interne, une tête (9) de plus grande épaisseur que celle du reste du panneau. 6 - Silo suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la charpente (3) de la toiture (2), de forme générale tronconique, comprend plusieurs poutres rayonnantes équidistantes (6) fixées, à leurs extrémités supérieures, à un anneau central (5), délimitant une ouverture de remplissage supérieure du silo, et dont les parties extrêmes inférieures sont fixées aux extrémités supérieures des clavetages (11) des panneaux préfabriqués (7,21). 7 - Silo suivant la revendication 6 caractérisé en ce que la partie extrême inférieure de chaque poutre (6) est soudée à une platine (15) fixée sur le bord supérieur d'un panneau (7,21). 8 - Silo suivant l'une quelconque des revendications 6 et 7 caractérisé en ce que les poutres rayonnantes voisines (6) sont reliées entre elles par des pannes (12) lesquelles sont à leur tour reliées entre elles par un lien de panne (13) s'étendant sensiblement suivant la bissectrice de l'angle formé par deux poutres (6) voisines, des contreventements (14) étant éventuellement prévus additionnellement entre deux poutres voisines (6). 9 - Silo suivant l'une quelconque des revendications 2 à 8 caractérisé en ce que la pente (b) de la toiture (2) est sensiblement égale à l'angle de talus naturel de la matière ensilée, par exemple de l'ordre de 250 dans le cas du stockage de céréales, et l'angle d'inclinaison (a), vers l'intérieur, de chaque panneau préfabriqué (7,21) est de l'ordre de 750.