Brevet FR2715958A1 — publié le 19950811

PANNEAU EN BOIS ASSEMBLE PAR HAUTE FREQUENCE DESTINE A L'INDUSTRIE DE LA PREFABRICATION DU BETON Le panneau de démoulage est utilisé comme base de moule dans la chine de fabrication des produits en béton vibré ou non. Les produits peuvent être des parpaings. (ou blocs). pavés libres ou autobloquants. dalles gravillonnées ou non. bordures de tous types wtoirv allées ..) ainsi que tout autre objet en béton fabriqué en une ou plusieurs matières (masse avec ou sans parement) destiné à l'aménagement et à la décoration urbaine. en tout site. pour des colletMtés assai que pour des particuliers. Dans b chaîne de fabrication des produits en béton. le panneau de démoulage itervbnt de façon significative sur la qualité finale du produit Pour obtenir des produits de haute qualité et de forte densité. il est nécessaire que les panneaux de démoulage soient parfaitement plans. sans effet de voile ni défaut de surface. L'assemblage des différents éléments constitutifs doit pouvoir résister. sans aucune déviance, aux alternances d'humidité et de séchage dans les étuves, aux changements de température. ainsi qu'à la transmission des vibrations de la machine vers le produit en béton. Les panneaux de démoulage sont extrêmement sollicités. L'objet de ce brevet conceme un système d'assemblage capable de résister simultanément à tous les paramètres physiques et chimiques qui lui sont imposés, augmentant sa résistance mécanique par la même sa durée de vie. Quel que soit le procédé d'assemblage. les panneaux de démoulage sont constitués de plusieurs planches avivées ou liteaux, assemblés entre eux par leur longueur. Ces éîérnents de base sont généralement en bois résineux (essence variable selon les régions) mais toutes autres essences peuvent entrer dans le procédé protégé par le présent brevet Certains utilisateurs préfèrent les bois exotiques. pour leur forte densité et leur grande résistance mécanique. A ce jour. deux systèmes d'assemblage sont particulièrement utilisés pour ce genre de produit: I'assemblage par queue d'aronde et l'assemblage par profil et tirants métalliques transversaux. L'assemblage par queue d'aronde est le seul utilisé jusqu'ici en France pour ce genre de produit II s'agit d'un assemblage de type mécanique. tel que celui qu'on utilisait ü y a une dizaine d'années pour la fabrication des cercueils. Cet assemblage est réalisé sur une panneauteuse. capable de produire un profil conique. emmenchable et démanchable dans un sens seulement Cependant. le système présente de nombreuses failles : rassemblage étant purement mécanique. le profil travaille et se modifie avec les alternances d'humidité et de séchage subies par le panneau au cours du cycle de fabrication des produits moulés. La queue d'aronde s'écarte alors. et deux phénomènes peuvent se produire : I'écartement entre deux planches successives cause un défaut au produit béton moulé sur le panneau : ou le panneau. fragilisé. se disjoint. et devint définitivement inutilisable. Le fait d'entailler le bois pour faire un profil tel que la queue d'aronde fragile raurdernent la planche dans son épaisseur. et cette fragilisation ertaîne souvent la casse du panneau sur le joint Ce phénomène est accentué aujourd'hui du fait que les panneauteuses capables de réaliser ces profils sont très anciennes. II est donc de plus en plus difficile d'obtenir des prdlls réguliers et bien emboîtants avec ces machines. D'autre part. I'assemblage par profil et tirants métalliques transversaux pose le problème de la différence de comportement entre la Matière Bois et la Matière MétaL De plus. les tirants métaüiques qui traversent l'épaisseur du panneau ressortent des deux côtés de celutci. la présence de ce métal peut provoquer des incidents dans les rails métalliques lors des transferts dans les presses à béton, voire provoquer des courts-circuis Enfin, ce système nécessite que le panneau soit percé dans son épaisseur, ce qui. là encore. remet en cause la résistance mécanique du bois massif. Tous les procédés de fabrication précédemment cités n'étant pas satisfaisants. il a semblé intéressant de conduire des recherches sur d'autres techniques d'assemblage. Toutes ces recherches ont conduit à l'élaboration d'un système d'assemblage par collage. L'objet de ce brevet est donc explicitement l'association pour une fonction donnée, ici les panneaux de démoulage. de deux matériaux mis dans des conditions spécifiques, dans le cas présent un matériau 1BOlS" et un matériau COLLE". L'importance des qualités intrinsèques du panneau de démoulage quant à ces caractéristiques géométriques est évidente dans le processus de fabrication des produits en béton. II est donc nécessaire d'apporter un soin particulier à la mise en oeuvre des différents matériaux lors de la fabrication des panneaux de démoulage. Les différents assemblages résistent aux contraintes suivantes: - Variations de température comprises entre 0 et 80" C selon les saisons et les régions (ces températures seront effectives à des degrés d'humidité allant jusqu'à 95 %) - Alternance des cycles d'humidité et de séchage (variation d'environ 75 %) sur une durée maximale de 24 H. - Contraintes mécaniques élevées dues à l'application de vibrations sur la table principale de la machine. Les presses de préfabrication sont équipées de vibrateurs de chaque côté et sous le panneau Les vibrations peuvent varier en intensité de 0 à 60 kN. Les moteurs qui sont à rorigine de ces vibrations toument à une vitesse de 1500 à 4700 Tr.min-1. Chaque panneau subit les mouvements vibratoires de deux ou trois moteurs sééuItanémenL synchronisés de manière à obtenir une vibration verticale unidirectionnelle. Ceci permet de dire que l'attaque des ondes vibratoires se fait toujours perpendiculairement au pbn joint Les presse de préfabrication exercent une force centrée sur le panneau de démoulage de 0 à 15 tonnes. qui peut générer une contrainte de flexion importante. Le procédé que nous avons mis en oeuvre pour atteindre de telles résistances Siors conditions initiales est un collage des liteaux de bois et séchage sous presse (ou colonne) à haute fréquence. Le principe élémentaire consiste à encoller les liteaux. les presser pour les maintenir en position et faire traverser la colle par un courant à haute fréquence pour provoquer sa polymérisation. Passage d'un rouleau encolleur sur les tranches. ou encollage au pinceau ou par pulvérisations. ou tout autre type d'encollage existant ou à venir. - Les üteaux de bois ainsi encollés sont mis en contact par un système mécanique. Ce système peut être soit pneumatique. oléo-hydraulique, électrique ou manuel. - Les liteaux ainsi rapprochés subissent une pression bi-directionnelle. empêchant tout mouvement des composants de la planche. c'est-à-dire une pression perpendiculaire aux tranches des planches sous presse. et perpendiculaire au plan du panneau de démoulage. - Lorsque b table inférieure et le plateau supérieur de la presse exercent leur poussée verticale sur les liteaux on procède à la mise sous tension. On applique le courant haute fréquence. Le panneau est parfaitement surfacé à la sortie de presse haute fréquence. sans qu'il soit nécessaire d'v faire la moindre retouche. On peut cependant appliquer s'il était nécessaire au panneau un traitement de surface (rabotage. ponçage, ou tous autres traitements). Ses caractéristiques et sa stabilité dimensionnelle indépendante de toute variation hygrométrique ou thermique lui permettent d'être assimilé à du bois massif. II est possible de pratiquer sur les liteaux bruts une rainure ou un profil. afin d'accroître l'adhérence par augmentation de la surface de collage. S'il n'est pas, nécessaire de rainurer la planche avant de la coller, on conservera la pleine résistance mécanique évitant les concentrations de contraintes par l'absence d'amorce de rupture. Lors de la mise en oeuvre de la colle son élévation de température, augmente sa viscosité. celle-ci pénètre dans les fibres du bois. en lui procurant les caractéristiques d'un milieu continu et homogène. Le procédé de collage des planches par haute fréquence est en mesure d'assurer un assemblage définitif. L'obtention d'un milieu continu permet l'assimilation de l'assemblage à du bois massif. L'utilisateur est certain par ce type de mise en oeuvre de ne plus connaître les problèmes de dislocation des panneaux dans ses installations sans compromettre pour autant les qualités mécaniques et vibratoires de la planche. Les alternatives qui vont suivre sont proposées comme étant des extensions possibles des techniques de collage. donc comme extensions du brevet initial ici notifié. Le dépôt initial devra être étendu à tous les procédés de collage actuellement connus ou à venir. quel que soit le type de préparation des surfaces à coller, permettant de restituer à partir de liteaux de bois des panneaux dont la résistance mécanique sera équivalente ou supérieure à celle du bois massif. et ce quel que soit le type d'essence utilisé. A titre d'exemple non exhaustif, on peut citer parmi les méthodes connues actuellement le collage par eau chaude et toutes les méthodes de collage à froid On obtient également le même résultat en utilisant des colles de type HotMeL Le dépôt de brevet initial devra être étendu à toutes les catégories de colles existantes ou à venir. à savoir: - Colles Urée-Formol, et tous dérivés. - Colles Résorcines, et tous dérivés. - Colles Vinyliques. et tous dérivés. - Colles Phénoliques. et tous dérivés. - Colles Polyuréthannes. et tous dérivés. - Colles Acryliques. et tous dérivés. - Colles Epoxy, et tous dérivés. Et de manière générale. tous autres colles ou produits de substitution qui pourraient permettre l'obtention d'un résultat équivalent au procédé mis en oeuvre. Et ce. quels que soient leur procédé d'application. leur dosage ou leur provenance avec ou sans durcisseur. thermo durcissante ou non. monocomposant ou pluricomposants. quels que soient leur mode de durcissement, leur mode de séchage. leur thermofusibilité ou leur non thermofusibilité. REVENDICATIONS 1) - Panneau de démoulage en bois à l'usage des presses de préfab des produits moulés en béton. caractérisé par un système d'assemblage par collage de liteaux de bois successils disposés dans le sens des fibres du bois. 2) - Panneau de démoulage selon la revendication 1 caractérisé par un assemblage par collage enjoint mince (Fig 1). 3) - Panneau de démoulage selon l'une quelconque des re"endaations précédentes, caractérisé par l'application d'une colle ou d'un produit de substitution sur l'un ou les deux champs de chaque liteau. préalablement rainuré(s) ou non. par le passage d'un rouleau encoller. ou à raide d'un pinceau. ou par pulvérisations. ou par tout autre moyen permettant d'encoller un liteau de bois. 4) - Panneau de démoulage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par la mécanique. pneumatique, oléo-hydraulique. électrique ou manueL 5) - Panneau de démoulage selon l'une quelconque des revendications précédentes. caractérisé par l'application sur les liteaux encollés d'une pression bi-direcüonnelle, empêchant tout mouvement de ceux-ci. soit une pression perpendiculaire aux tranches de la planches sous presse. et perpendiculaire au plan du panneau de démoulage. 6) - Panneau de démoulage selon quelconque des revendications précédentes. caractérisé par l'application d'un courant haute fréquence dans les joints de colle entre deux liteaux successifs.