Brevet FR2731028A1 — publié le 19960830

La présente invention a pour objet un dispositif de liaison de barres d'armature à haute adhérence pour béton armé, et un procédé pour son obtention. Lorsqu'il convient de construire un ouvrage en béton armé par tranches, ou lorsque les longueurs de barres d'armature nécessaires ne sont pas disponibles, car étant supérieures à celle des barres standards, il est connu de disposer bout à bout plusieurs barres et de réaliser la liaison entre leurs extrémités. Cette opération de liaison est également appelée raboutage. La solution la plus traditionnelle pour réaliser le raboutage consiste à faire chevaucher les extrémités des deux barres d'armature, avec une longueur minimale de chevauchement qui est supérieure ou égale à cinquante fois le diamètre des barres. C'est ainsi que, pour des barres d'un diamètre de 40 mm, il convient de réaliser un chevauchement sur une longueur de 2 m. Il convient donc de laisser des extrémités de barres d'armature en attente, ce qui est gênant pour la sécurité du personnel, et peut poser un problème d'encombrement au niveau de la première partie d'ouvrage réalisée. En outre, il convient, lors d'un tel chevauchement, de réaliser une opération de ligature entre les deux extrémités de barres se chevauchant, pour assurer leur tenue avant la coulée du béton. Il a ensuite été imaginé de réaliser la liaison de deux extrémités de barres en plaçant ces deux extrémités bout à bout, et en les reliant par un manchon qui assure une continuité mécanique. Une première solution consiste à réaliser des filetages coniques aux extrémités des deux barres à assembler, et de les relier par un coupleur ou manchon en forme d'écrou comportant deux filetages coniques, comme décrit dans le document US 3 415 552. Il est également connu de réaliser une telle liaison en réalisant des filetages cylindriques aux extrémités des barres, et en les assemblant à l'aide de manchons formant écrous. Cet assemblage peut être réalisé avec réduction de la section des barres dans la zone filetée, comme décrit dans le document GB 1 546 253. Cette réduction de section liée au procédé de fabrication se traduit par une perte de résistance des pièces. Il est également possible de mettre en oeuvre des filetages cylindriques sans réduction de section en procédant tout d'abord au refoulement à froid ou à chaud des extrémités de barres pour augmenter leur section, l'usinage mis en oeuvre pour l'obtention du filetage permettant de restituer aux extrémités des barres la section qu'elles comportent sur le reste de leur longueur, comme décrit dans les documents FR 2 626 600 et FR 2 639 054. Il est également connu de réaliser la liaison entre deux barres en forgeant un coupleur dans une barre femelle, et en filetant l'extrémité màle de l'autre barre, éventuellement après forgeage, comme décrit dans le document US 4 619 096. Suivant une autre technique, les extrémités des barres o10 d'armature ne sont pas modifiées et leur liaison est réalisée par un manchon serti, comme décrit dans le document US 4 241 490. Dans un tel cas, il convient de réaliser l'opération de sertissage sur le chantier même, avec nécessité d'utiliser une machine. Il est également connu de réaliser l'assemblage d'extrémités de barres non filetées, en mettant en oeuvre un manchon dont la face intérieure est lisse, comportant des perçages radiaux taraudés destinés au passage de vis qui pressent les barres contre des surfaces crantées, par exemple en forme de crémaillères, rendues solidaires de la face intérieure du manchon. Cette technique, décrite dans le document GB 2 220 241, nécessite un coupleur de dimensions transversales importantes par rapport à celle des barres d'armature à assembler. Dans les différents cas évoqués précédemment, la section extérieure du manchon peut être cylindrique, polygonale, oblongue ou même carrée. Il convient de réaliser une bonne adhérence des barres en acier par rapport au béton. Cette adhérence est obtenue par l'intermédiaire d'éléments faisant saillie de la face extérieure des barres d'armature, constitués par des stries encore appelées verrous. Il s'agit souvent de verrous obliques en forme de croissants, disposés selon deux chants s'étendant chacun sur environ 180 , avec inversion du sens des verrous d'un chant à l'autre. Les deux chants peuvent être séparés par des nervures ou des plats longitudinaux. De façon connue, les coupleurs ou manchons possèdent une surface lisse. Il en résulte une discontinuité de l'adhérence du béton au niveau de la face extérieure du coupleur. Le but de l'invention est de fournir un coupleur entre deux barres d'armature possédant d'excellentes propriétés mécaniques, d'un prix de revient modéré, et permettant l'adhérence du béton sur sa face extérieure. A cet effet, le dispositif qu'elle concerne, dans lequel les barres d'armature comportent des éléments faisant saillie de leur surface extérieure, en forme d'éléments obliques ou verrous, éventuellement associés à des nervures longitudinales, et dans lequel la liaison entre deux extrémités de barres bout à bout est réalisée par un manchon ou coupleur dans lequel sont immobilisées les extrémités des deux barres, est caractérisé en ce que le manchon est réalisé à partir d'un tronçon de barre d'armature à haute adhérence, de diamètre supérieur à celui des barres à assembler, dans lequel est ménagé un perçage axial de diamètre au moins égal à celui de ces barres ou à la plus grande dimension transversale de celles-ci, et dans lequel sont disposés des moyens de fixation des extrémités des barres. Le manchon ou coupleur de liaison entre deux barres est donc réalisé dans un matériau de même nature que celui constitutif des barres. Il existe donc une homogénéité entre les barres et le manchon. En outre, il s'agit d'un produit d'un prix de revient modéré, puisque les barres d'armature ne sont pas des produits coûteux, de telle sorte que le prix du coupleur, malgré l'usinage auquel il doit être soumis, notamment pour former le perçage central, demeure inférieur ou égal à celui d'un coupleur traditionnel, avec l'avantage supplémentaire de posséder une surface extérieure présentant la même géométrie que la surface extérieure des barres assemblées l'une à l'autre. Suivant une possibilité, le coupleur présente un perçage axial fileté, destiné à recevoir les extrémités filetées des deux barres à relier. Dans une première forme d'exécution, le perçage axial du coupleur présente deux filetages coniques destinés à recevoir les deux extrémités à filetages coniques des deux barres à relier. Dans une seconde forme d'exécution, le perçage axial du coupleur présente un filetage cylindrique, à filets parallèles, destiné à recevoir les extrémités à filetages cylindriques des deux barres à relier. Selon une autre possibilité, I'intérieur du perçage axial du coupleur est équipé de moyens de fixation des extrémités de barres, par serrage radial de celles-ci et appui contre des surfaces en relief rapportées à l'intérieur du perçage. Un procédé pour la réalisation d'un tel dispositif consiste tout d'abord à découper une barre d'armature à haute adhérence en tronçons, chacun de longueur égale à celle d'un coupleur, et à réaliser un perçage axial dans chaque tronçon, ou a réaliser un forage central long dans une barre d'armature avant de la découper en tronçons, chacun de longueur égale à celle d'un coupleur, puis à usiner l'intérieur du perçage ou à monter à l'intérieur de celui-ci des moyens de fixation des extrémités de barres à assembler. L'invention concerne également une armature pour béton armé obtenue par assemblage mécanique d'au moins deux barres d'armature à haute adhérence par un dispositif de liaison, caractérisée en ce que les barres d'armature et les coupleurs sont réalisés dans un acier de même nuance et en ce que leurs surfaces extérieures possèdent les mêmes caractéristiques géométriques. De toute façon, I'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution de ce dispositif: Figure 1 est une vue d'une barre d'armature destinée à la réalisation de coupleurs; Figures 2 et 3 sont deux vues d'un tronçon destiné à former un coupleur au cours de deux phases de la réalisation d'un coupleur, ces vues étant en coupe longitudinale et à échelle agrandie par rapport à la figure 1; Figure 4 est une vue du coupleur de figure 3 après assemblage d'une extrémité de barre; Figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'un autre coupleur; Figure 6 est une vue en coupe transversale du coupleur de figure 5 selon la ligne Vl-VI de figure 5; Figure 7 est une vue extérieure de la liaison de deux barres d'armature par le coupleur de figures 3 ou 5. La figure 1 représente une barre d'armature en acier 2 à haute adhérence pour béton armé, comprenant, faisant saillie de sa surface extérieure, des verrous 3 en croissants disposés de façon oblique. Chaque série de verrous 3 s'étend sur un chant disposé suivant environ 180 de la périphérie de la barre 2. Chaque chant est séparé du chant voisin par une nervure longitudinale 4 faisant également saillie par rapport à la surface de la barre. Pour obtenir des éléments de liaison entre barres, la barre 2 est découpée transversalement en tronçons 5. Le tronçon 5 de figure 1 est alors percé à l'aide d'un outil 6 pour présenter un perçage 7 central et longitudinal. Au cours d'une autre opération d'usinage, il est procédé à la o10 réalisation dans le perçage 7 d'un filetage cylindrique 8 permettant d'obtenir, à partir du tronçon 5, un coupleur 9. Ce coupleur 9 est destiné à réaliser l'assemblage de deux barres 10 d'armature à haute adhérence comportant elles aussi des verrous 3 et des nervures 4 sur leurs faces extérieures. Chaque extrémité d'une barre 10 comporte un filetage cylindrique 12 destiné à son vissage dans le filetage 8 du coupleur 9. Comme montré notamment à la figure 4, la barre d'acier 2 à partir de laquelle est réalisé le coupleur 9 est de section supérieure à celle des barres 10, la différence de section étant telle qu'après réalisation du perçage 7 et du filetage cylindrique 8, l'épaisseur de matière du coupleur 9 soit suffisante pour fournir la résistance mécanique souhaitée. Il est intéressant de noter que la surface extérieure du coupleur 9 possède la même géométrie que celle des barres 10 à assembler, de telle sorte que l'adhérence sur le béton est réalisée également au niveau du coupleur. Les figures 5 et 6 représentent un coupleur 19 réalisé comme le coupleur 9 à partir d'un tronçon 5 de barres d'armature à haute adhérence, dans lequel a été ménagé un perçage 7. Dans ce cas, deux éléments longitudinaux en forme de crémaillères 20 sont soudés dans le perçage 7, et au moins deux perçages 22 sont ménagés dans la paroi du coupleur, du côté opposé aux crémaillères 20. En pratique, les extrémités de deux barres d'armature 23 à haute adhérence sont engagées dans le coupleur 19, et sont maintenues bloquées contre les crémaillères 20 par l'intermédiaire de vis pointeaux 24 traversant les trous 22 qui sont filetés. La figure 7 montre clairement que, dans ce cas encore, la surface extérieure du coupleur 19 possède la même géométrie que la surface extérieure des barres à assembler. Comme il ressort de ce qui précède, I'invention apporte une grande amélioration à la technique existante en fournissant un dispositif de liaison d'extrémités de barres d'armature à haute adhérence, obtenu de façon simple, d'un coût peu élevé, et possédant la géométrie de la surface extérieure des barres à assembler. Comme il va de soi, I'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de ce dispositif, décrites ci-dessus à titre d'exemples, elle en embrasse au contraire toutes les variantes. C'est ainsi notamment que la forme des éléments faisant saillie des barres d'armature pourrait être différente, que les moyens de blocage des extrémités de barres à l'intérieur du coupleur pourraient être différents sans que l'on sorte pour autant du cadre de l'invention, ou encore que la barre à partir de laquelle sont obtenus les coupleurs pourrait subir un forage long pour réaliser le ménagement du perçage central, avant d'être découpée en tronçons, chacun de longueur égale à celle d'un coupleur. REVENDICATIONS 1. Dispositif de liaison de barres d'armature à haute adhérence pour béton armé, dans lequel les barres d'armature (10, 23) comportent des éléments faisant saillie de leur surface extérieure, en forme d'éléments obliques ou verrous (3), éventuellement associés à des nervures longitudinales (4), et dans lequel la liaison entre deux extrémités de barres bout à bout est réalisée par un manchon ou coupleur (9, 19) dans lequel sont immobilisées les extrémités des deux barres, caractérisé en ce que le manchon (9, 19) est réalisé à partir d'un tronçon (5) de barre d'armature à haute adhérence, de diamètre supérieur à celui des barres à assembler, dans lequel est ménagé un perçage axial (7) de diamètre au moins égal à celui de ces barres ou à la plus grande dimension transversale de celles-ci, et dans lequel sont disposés des moyens de fixation (8, 20, 24) des extrémités des barres (10, 23). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le coupleur (9) présente un perçage axial fileté (7, 8), destiné à recevoir les extrémités filetées (12) des deux barres (10) à relier. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le perçage axial du coupleur présente deux filetages coniques destinés à recevoir les deux extrémités à filetages coniques des deux barres à relier. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le perçage axial (7) du coupleur présente un filetage cylindrique (8), à filets parallèles, destiné à recevoir les extrémités à filetages cylindriques (12) des deux barres (10) à relier. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'intérieur du perçage axial (7) du coupleur (19) est équipé de moyens de fixation des extrémités de barres (23), par serrage radial de celles- ci et appui contre des surfaces en relief (20) rapportées à l'intérieur du perçage. 6. Procédé pour la réalisation d'un dispositif de liaison selon I'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il consiste, tout d'abord, à découper une barre d'armature (2) à haute adhérence en tronçons (5), chacun de longueur égale à celle d'un coupleur (9, 19), et à réaliser un perçage axial dans chaque tronçon (5), ou à réaliser un forage central long dans une barre d'armature avant de la découper en tronçons (5), chacun de longueur égale à celle d'un coupleur (9, 19), puis à usiner l'intérieur du perçage (7) ou à monter à l'intérieur de celui-ci des moyens de fixation des extrémités de barres à assembler. 7. Armature pour béton armé obtenue par assemblage mécanique d'au moins deux barres d'armature (10, 23) à haute adhérence par un dispositif de liaison selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les barres d'armature (10, 23) et les coupleurs (9, 19) sont réalisés dans un acier de même nuance et en ce que leurs surfaces extérieures possèdent les mêmes caractéristiques géométriques.