Brevet FR2728293A1 — publié le 19960621

PERFECTIONNEMENT AUX DISPOSrTIFS DE RENFORCEMENT DES CHARPENTES EN BOIS La présente invention concerne le renforcement des charpentes en bois. On sait que les pièces de charpente en bois peuvent être affaiblies au cours du temps sous l'effet de divers phénomènes, par exemple - pourriture, attaques d'insectes xylophages, champignons. - apparition de fentes dues à des noeuds - fléchissement dus à des surcharges ou au tassement des fondations, etc.u On connaît déjà divers procédés et dispositifs destinés en ce cas à restaurer l'intégrité des éléments de charpente dégradés ou à les renforcer après leur mise en service. Ces divers procédés visent à améliorer l'inertie des éléments de charpente vis-à-vis des effets tranchants et des moments fléchissants auxquels ils sont soumis. Le brevet français n 86-15333 décrit un procédé de renforcement d'un élément en bois consistant à creuser des cavités sensiblement rectilignes (saignées, rainures, feuillures) dans les zones à renforcer, à introduire dans ces cavités des plaques (généralement métalliques) de renforcement, et à remplir ces cavités garnies de plaques d'un produit durcissable à base de résine qui solidarise les plaques à l'élément renforcé. Ce procédé, qui est d'un emploi devenu courant, a prouvé son efficacité dans de nombreux cas. Toutefois, lorsqu'il est utilisé pour renforcer sur toute sa longueur une poutre présentant une flèche importante qu'il n'est pas possible de rectifier entièrement, ce procédé présente les inconvénients suivants - si l'on veut, selon le but recherché par le brevet n 86-15333, respecter la forme et l'encombrement d'origine des éléments, il est nécessaire d'utiliser des plaques de renforcement spécialement adaptées au profil longitudinal de la ou des cavités, ou bien d'utiliser une pluralité d'éléments unitaires de faible longueur que l'on juxtapose le long de la ou des cavités. Ces contraintes compliquent et renchérissent la mise en oeuvre du procédé dans ce cas particulier. - si l'on utilise une plaque rectangulaire unique s'étendant sur toute la longueur de la poutre, la plaque déborde largement à l'extérieur de la cavité, notamment au point maximal de la flèche de la poutre et elle est soumise à des efforts de flambage néfastes. En outre, son chant libre (opposé au chant inclus dans la cavité) constitue une piètre surface d'appui pour les pièces de charpente venant prendre appui sur ou contre la poutre. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et de procurer dans le cadre de la mise en oeuvre du procédé selon le brevet n 86-1533 des moyens pour réaliser de manière particulièrement simple et peu onéreuse des plaques de renforcement qui peuvent déborder des cavités sans risque de flambage et qui comportent une surface d'appui convenable pour les pièces de charpente coopérant avec la poutre. Selon l'invention, le procédé de renforcement d'un élément en bois consistant à creuser des cavités sensiblement rectilignes dans les zones à renforcer, à introduire dans ces cavités des éléments de renforcement, et à remplir ces cavités garnies de ces éléments d'un produit durcissable à base de résine qui les solidarise à l'élément renforcé est caractérisé en ce que l'on utilise au lieu de plaques planes de renforcement des éléments de profilés en T, la jambe du T étant destinée à être incluse au moins partiellement dans la cavité pratiquée dans la poutre à restaurer. Ainsi, après durcissement de la résine, les parties d'extrémité de la jambe du profilé en T sont tenues dans la cavité sur une surface suffisante pour résister aux efforts tranchants subis par la poutre au niveau de ses appuis, l'insertion de la jambe au niveau de la flèche est suffisante pour équilibrer les moments fléchissants tandis que la barre du profilé en T rigidifie celui-ci dans sa direction longitudinale en supprimant les risques de flambage de la partie émergeant de la poutre, rétablit l'horizontalité du plan supérieur de la poutre et constitue une surface d'appui importante pour les pièces de charpente coopérant avec la poutre. En effet, la résistance à la rupture d'un élément fléchi est proportionnelle au carré de sa hauteur et sa rigidité est proportionnelle au cube de cette hauteur. L'élément de renforcement en forme de T a donc intérêt à être placé au-dessus de la poutre à renforcer, augmentant ainsi la hauteur H (figure 2) qui détermine la résistance et la déformation de l'élément fléchi. D'autre part, on sait que les aciers courants ont une résistance à la rupture et un module élastique sensiblement 15 à 20 fois plus élevé que ceux des bois de construction. I1 y a donc intérêt à augmenter la surface du métal dans sa partie située à l'extérieur du bois pour améliorer sensiblement la résistance de l'ensemble bois-métal. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre d'un exemple non limitatif de réalisation, en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'une poutre renforcée selon l'invention, - la figure 2 est une vue schématique en coupe transversale selon la ligne I-I de la figure 1. Sur les figures, la poutre 1 présente une forte flèche vers le sol. Afin de restaurer son inertie, on a pratiqué à partir de sa face supérieure une feuillure 2 suffisamment profonde pour qu'une plaque de renforcement 3, s'étendant sur pratiquement toute la longueur de la poutre 1, puisse y être insérée au moins partiellement. Conformément à l'invention, l'élément de renforcement 3 est constitué par un profilé en T dont la jambe 4 vient s'insérer dans la feuillure 2 et dont la barre horizontale 5 empêche le flambage de la partie du profilé qui n'est pas insérée dans la feuillure 2 et constitue une face d'appui importante pour les pièces de charpente destinées à coopérer avec la poutre ainsi renforcée. Après insertion du profilé 3, on injecte dans la feuillure 2 une résine durcissable 6 destinée à solidariser la jambe 4 du profilé avec la poutre. De manière connue en soi, la jambe 4 peut présenter des fentes, des évidements, des protubérances ou des aspérités destinées à procurer une meilleure tenue de la résine 6. Dans l'exemple qui vient d'être décrit, le renforcement de la pente 1 par l'élément en T 3 s'effectue par la partie supérieure de la poutre. Cependant l'invention n'est pas limitée à cette forme de réalisation, le renforcement pouvant être pratiqué, sur toute face utile de la poutre lorsque par exemple la face supérieure n'est pas accessible. Ainsi, les figures 3 à 5 représentent des exemples de renforcement par la face inférieure. Les numéros de référence correspondent aux mêmes pièces que celles décrites en relation avec les figures 1 et 2. La figure 3 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un renforcement par la face inférieure d'une poutre 1 par un élément 3 en T selon l'invention. La figure 4 est une vue en coupe transversale selon la ligne II-II de la figure 3. La figure 5 est une vue en coupe transversale selon la ligne III-III de la figure 3. Dans le cas d'un renforcement par la face inférieure tel qu'illustré aux figures 3 à 5, l'avantage en termes de résistance à la déformation de la poutre, est moins important que dans le cas d'un remplacement par la face supérieure. En effet, la longueur de la jambe 4 de l'élément en T 3 doit rester réduite pour respecter autant que possible la hauteur sous plafond initiale, la barre horizontale 5 de l'élément devant au minimum etre appliquée contre la poutre au niveau de la flèche de la partie 1 (figure 5L Pour compenser cette perte on peut prévoir d'augmenter la section de l'élément de renforcement 3, ou au moins de sa jambe 4. Dans cette solution de renforcement par la face inférieure, on obtient en tout cas un rattrapage de l'horizontalité du plafond, comme il est requis dans les bâtiments en rénovation. Dans tous les cas, aussi bien dans l'hypothèse d'un renforcement par le dessus que par le dessous de la poutre, il ne sera pas nécessaire que l'élément de renforcement s'étende sur toute la longueur de la poutre, ce qui évite d'avoir à encastrer les extrémités de l'élément de renforcement 3 dans la maçonnerie. Cela ne sera indispensable que lorsque le bois de la poutre sera détérioré au niveau de son scellement. REVENDICATZON 1. Procédé de renforcement d'un élément en bois consistant à creuser des cavités sensiblement rectilignes dans les zones à renforcer, à introduire dans ces cavités des plaques de renforcement, et à remplir ces cavités garnies de plaques d'un produit durcissable à base de résine qui solidarise les plaques à l'élément renforcé, caractérisé en ce que l'on utilise au lieu de plaques de renforcement des éléments de profilés en T (3), la jambe (4) du T étant destinée à être incluse au moins partiellement dans la cavité (2) pratiquée dans la poutre G) à restaurer. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de renforcement en T (3) est introduit dans une cavité (2) pratiquée sur la face supérieure de la poutre G). 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de renforcement en T (3) est introduit dans une cavité (2) pratiquée sur la face inférieure de la poutre (1). 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la jambe (4) de l'élément de renforcement (3) est de section plus grande que celle de sa barre horizontale (5).