Brevet FR2739123A1 — publié le 19970328

STRUCTURE GONFLABLE FORMANT SUPPORT COFFRANT POUR PANNEAUX DE REVETENENT COMPOSITES La présente invention concerne une structure gonflable destinée à supporter des panneaux de revêtement composites pour la réalisation de coques monoblocs utilisées à des fins telles que bâtiments, silos, entrepôts. Ce type de réalisation présente des avantages liés à la simplicité du coffrage permettant de supprimer ou simplifier les armatures métalliques d'où rapidité d'exécution et faibles coûts. Généralement sur le support coffrant gonflable on effectue une projection de matériaux à l'état plastique tels que béton, fibres de verre, susceptibles de durcir. Après solidification la structure gonflable est dégonflée sous la coque ainsi réalisée puis récupérée par une ouverture. Le brevet du JOINT FRANCAIS FR.A.2.268.924 concerne un coffrage souple gonflable destiné à la fabrication rapide de bâtiments en mortier projeté. Une poche gonflable, dont les bords sont munis d'une ceinture d'ancrage, comporte une membrane épaisse servant de support à un treillis métallique. Ce type de coffrage souple est adapté à des constructions hémisphériques plus difficilement à d'autres formes complexes. Le brevet CURE FR.A.2.293.543 décrit également un coffrage gonflable constitué d'une enveloppe plastifiée retenue par un réseau de fils déterminant les dimensions et la forme du volume gonflé. Après démoulage des panneaux plans fixés sur le matériau projeté rectifient la face intérieure des parois construites. La création d'un réseau de fils, bien que permettant des formes variées, est délicate. En outre la reprise de la face interne peut s 'avérer coûteuse. Le brevet LASRY ET PAVIE FR.A.2.297.971 concerne une structure gonflable comportant des saillies jointives formées elles-mêmes par des enveloppes gonflables disposées sur une partie de la face intérieure de la structure. Le réglage de la pression de gonflage des saillies jointives permet de régler la courbure de la paroi qui les porte. Cet avantage non négligeable n'est obtenu qu'au prix d'une complexité susceptible d'avoir une incidence sur la rapidité de mise en oeuvre et sur le coût. Le brevet TSENTRALNAYA FR.A.2.620.750 protège une structure gonflable pour construire des bâtiments à murs minces à partir de matériaux composites projetés. La structure est formée d'éléments arqués maintenus de chaque côté par des tirants flexibles. Cette structure est adaptée à des bâtiments voutés tels qu'entrepôts, hangars. Le brevet DYKMANS EP.0.262.818 concerne un procédé mettant en oeuvre une structure précontrainte en utilisant une membrane gonflable. Un matériau composite est appliqué en couches sur la surface externe pour former les parois. Des profilés sont placés de façon contiguë à l'intérieur de la membrane pour stabiliser la précontrainte. Ce procédé utilisé pour la construction de grands réservoirs nécessite la mise en place d'une pluralité de profilés fortement étayés ce qui se justifie pour de telles constructions mais difficilement transposable à la réalisation d'édifices simples peu onéreux. La présente invention se propose de remédier aux inconvénients de l'art antérieur évoqué ci-dessus. L'invention a pour but de mettre en oeuvre une structure gonflable constituée d'éléments flexibles étanches gonflés à l'air recouverts par une enveloppe souple ancrée au sol, laquelle forme un support coffrant pour des panneaux de revêtement collés sur ladite enveloppe de façon à obtenir une coque dont les parois interne et externe sont terminées. Elle a également pour buts de proposer un procédé de réalisation simple, peu onéreux, facile à réaliser et rapide. Ces objectifs sont atteints en utilisant des éléments flexibles étanches superposés en plusieurs strates maintenues par i'enveloppe souple et par des tirants réglables liés à l'enveloppe souple et articulés autour d'un mât central, creux, étanche, fixé au sol par sa base et contreventé à son sommet par des haubans. De préférence chacune des strates est constituée d'au moins deux éléments flexibles gonflés de forme sensiblement cylindrique disposés en quinconces d'une strate à l'autre. Selon une variante de réalisation les strates sont constituées d'éléments flexibles gonflés de forme sensiblement torique maintenues par l'enveloppe souple et par des panneaux s'appuyant sur les tirants réglables. Avantageusement les tirants réglables sont disposés selon des rayons entre chaque étage formé d'au moins une strate, lesdits tirants sont, articulés en rotation autour du mât central selon des axes horizontaux et liés à l'enveloppe souple par des moyens de réglage en longueur accessibles à l'extérieur de l'enveloppe. Selon une caractéristique préférentielle chacun des éléments flexibles étanches comporte au moins deux valves de gonflage, l'une servant à la mise en pression initiale, l'autre reliée au mât central creux et étanche destiné à maintenir et égaliser les pressions entre tous les éléments flexibles étanches. Ainsi selon l'invention la structure gonflable recouverte de l'enveloppe souple ancrée au sol est constituée soit d'éléments flexibles étanches gonflés de forme cylindrique soit d'éléments de forme torique. La forme cylindrique équivalente à celle d'un disque de forte épaisseur est utilisée pour des édifices peu volumineux. Chaque strate est alors composée d'au moins deux éléments indépendants gonflés, ces éléments étant disposés en quinconce d'une strate à l'autre. La forme torique équivalente à celle de boudins est plus particulièrement utilisée pour de grands volumes. Plusieurs portions de boudins sont disposés à la périphérie intérieure de l'enveloppe souple, en quinconce, d'une strate à l'autre. Les tirants sont disposés entre chaque strate pour les éléments flexibles cylindriques et entre deux ou trois strates pour les éléments flexibles toriques. Ces tirants maintiennent l'enveloppe souple, selon des rayons articulés en rotation autour d'axes horizontaux constitués par des chapes fixées sur la périphérie du mât. Des moyens de fixation tels que des vis permettent de régler la longueur du tirant à partir de l'extérieur de l'enveloppe. Des panneaux mixtes bois-métal s'appuient chacun sur deux tirants pour maintenir les éléments flexibles gonflés toriques coincés entre la paroi interne de l'enveloppe souple et lesdits panneaux. Chacun des éléments flexibles qu'il soit cylindrique ou torique comporte deux valves de gonflage, l'une permettant de gonfler élément par élément l'autre reliée au mât central creux étanche permet d'équilibrer la pression entre chaque élément, ou pour gonfler simultanément tous les éléments. Pour ce faire l'extrémité inférieure du mât comporte une valve alimentée en air comprimé par un compresseur. De préférence les panneaux de revêtement sont collés sur la paroi externe de l'enveloppe souple selon des assemblages jointifs. Avantageusement les panneaux de revêtement sont constitués à partir de la face interne, d'un placage de finition adhérant à une couche flexible de matériaux servant de support à un assemblage de divers matériaux disposés en sandwich tels que matériaux composite - isolation thermique - matériaux composites - isolation phonique - matériaux composites. Selon une réalisation préférentielle la couche flexible de matériaux servant de support à des matériaux disposés en sandwich est rainurée de façon à la découper en petits pavés destinés à augmenter la flexibilité facilitant son adhérence à l'enveloppe souple. Les panneaux ainsi collés sur la paroi externe de l'enveloppe souple sont jointifs ou séparés par un joint dit en creux. Le placage de finition de la paroi interne, généralement du bois de très faible épaisseur, adhère à une couche flexible de matériaux tels que du bois. Cette couche est rainurée pour la rendre très flexible et faciliter ainsi l'adhérence de l'ensemble placage + couche flexible. Cet ensemble placage + couche flexible sert de support à divers matériaux disposés en sandwich alternant une couche de matériaux composites et une couche possédant des caractéristiques physiques et mécaniques particulières telles qu'isolation phonique, isolation thermique, résistance au feu, etc. Au-dessus de cet ensemble de matériaux est disposée une couche de finition constituée de lattes de bois ou de fibres de verre ou tout autre matériau susceptible d'adhérer à l'ensemble et présentant des qualités esthétiques répondant au cahier des charges imposé. De préférence le procédé de montage de la structure comporte les phases suivantes A - réalisation de la dalle support, B - confection de l'enveloppe souple à la forme finale, C - mise en place du mât central ancré à sa base sur la dalle et contreventé par des haubans, D - fixation de l'enveloppe souple au sommet du mât et à sa base sur la dalle à l'aide d'attaches, E - mise en place des premiers éléments flexibles étanches formant la première strate, F - mise en place des premiers tirants réglables reliant l'enveloppe souple au mât central sur lequel ils sont articulés, G - mise en pression des premiers éléments flexibles, chacun par une des deux valves, raccordement de l'autre valve au mât central, H - répétition des phases E - F - G jusqu'au sommet en disposant en quinconce les éléments flexibles de chaque strate, I - équilibrage des pressions des éléments flexibles, J - réglage des tirants par l'extérieur de l'enveloppe souple prête à recevoir les panneaux de revêtement, K - mise en place des panneaux de revêtement, L - application de la couche de finition externe M - dégonflage des éléments flexibles étanches, l'enveloppe souple se décolle du placage de finition, N - démontage des tirants, du mât, de l'enveloppe souple. Avantageusement les panneaux de revêtement sont mis en place selon le procédé suivant a) - réalisation des panneaux de revêtement, b) - mise en place d'un adhésif double face dont la face la moins adhésive est fixée sur le placage de finition interne c) - tracé de méridiens et parallèles destinés à positionner les panneaux de revêtement sur l'enveloppe souple d) - ajustage et fixation des panneaux de revêtement sur 1 'enveloppe souple. Ainsi le procédé selon l'invention permet d'obtenir un édifice selon la forme de l'enveloppe souple. Les parois tant interne qu'externe sont directement terminées. La présente invention se propose d'éviter les inconvénients de l'art antérieur et de répondre aux objectifs précisés ci-dessus. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de la description d'un exemple de réalisation donné à titre illustratif et non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels - les figures 1 sont des vues schématiques de la structure gonflable selon l'invention, - les figures 2 sont des vues schématiques des éléments flexibles gonflés de forme torique, - les figures 3 sont des vues des panneaux de revêtement, - la figure 4 est une vue schématique de l'articulation des tirants sur le mât central. Quelques dimensions représentatives seront données à titre purement illustratif. La figure 1A est une vue schématique en coupe des éléments flexibles 1 étanches maintenues par l'enveloppe souple 2. Le mât central 4 creux étanche est contreventé à son sommet par des haubans 5. Le pied du mât est fixé sur la dalle. L'enveloppe souple 2 est ancrée sur cette dalle sur toute sa périphérie. On a représenté sur la partie droite de cette vue les éléments flexibles la gonflés de forme sensiblement cylindrique et sur la partie gauche les éléments flexibles lb de forme sensiblement torique. Les tirants 3 articulés en rotation sur le mât central 4 maintiennent écartée l'enveloppe souple 2, mise en tension par les éléments flexibles disposés en strates. On montre sur la figure 1B selon une vue schématique en coupe au niveau B la disposition des tirants 3 répartis en rayons. Sur la partie droite figure un élément flexible la cylindrique et à gauche un élément flexible lb torique maintenu par des panneaux 6 s'appuyant sur deux tirants 3. Les éléments cylindriques la formant une strate sont disposés en quinconce d'une strate à l'autre. L'équivalent de cette strate est obtenu avec trois éléments toriques lb superposés. Le montage s'effectue de proche en proche, strate après strate. Chacun des éléments flexibles 1 est pourvu de deux valves, l'une 8a permet de gonfler élément par élément l'autre 8b est reliée au mât central 4 creux étanche de façon que tous les éléments flexibles 1 y étant reliés soient équilibrés en pression.Une valve 8c installée au pied du mât central 4 permet de gonfler ou dégonfler simultanément tous les éléments flexibles 1. Le réglage de la longueur du tirant 3 se fait par l'extérieur de l'enveloppe 2 de façon que la paroi externe de cette enveloppe ne présente ni bosse ni creux au moment de mettre en place les panneaux de revêtement 9. Ce réglage est obtenu à laide de vis 7 à tête fraisée, l'enveloppe étant pourvue au droit de ces vis d'un renfort collé sur sa paroi interne. On a représenté sur la figure 2A une vue partielle en plan et sur la figure 2B une vue partielle en coupe longitudinale des éléments flexibles lb toriques. Ces éléments sont coincés d'une part contre l'enveloppe souple 2 et d'autre part contre le panneau 6 nervuré. Ce panneau s'appuie sur une entretoise 16 maintenue de chaque côté par les tirants 3 et à sa base par une butée 18 ancrée sur le sol. Sur la figure 2B on montre de façon schématique la butée la d'ancrage de l'enveloppe souple 2 sur la dalle. De même le réglage de la longueur du tirant 3 s'effectue par une vis 7 à tête fraisée s'appuyant sur la paroi externe de l'enveloppe. Pour une circonférence à la base de 38 mètres les éléments flexibles lb toriques ont un diamètre de 66 cm environ de façon à former un étage de 2 m comprenant trois strates liées ensemble. Pour éviter d'utiliser un trop grand nombre d'éléments toriques lb il est possible de réaliser deux étages puis de récupérer le premier étage pour réaliser le troisième. I1 suffit pour ce faire de limiter la longueur des éléments toriques par simple ligature et de procéder au fur et à mesure à la mise en place des panneaux de revêtements 9. Cette façon de procéder n'est pas transposable à l'utilisation d'éléments flexibles cylindriques la dont les dimensions varient d'une strate ou étage à l'autre. On montre sur les figures 3 selon des vues schématiques en perspective cavalière la constitution des panneaux de revêtement. La figure 3A illustre une réalisation particulière du support flexible de l'assemblage de divers matériaux. Une première couche d'adhésif double face 10 de type Scotch (Marque déposée) est collée sur un placage de finition 11 constitué d'une plaque de très faible épaisseur de bois exotique. Ce placage est lui-même collé sur une couche flexible 12 telle que du bois rainuré pour augmenter sa flexibilité. A noter que les rainures ainsi pratiquées délimitant de petits pavés ne débouchent pas pour éviter que les matériaux composites utilisés pour le revêtement suivant n'altèrent le placage de finition 11. Sur la figure 3B on montre la constitution générale du panneau 9. Le support flexible 10-11-12 est revêtu d'une première couche 13 de matériaux composites sur laquelle est collée une couche 14 de matériaux d'isolation phonique, une deuxième couche 13 de matériaux composites suivie d'une couche 15 de matériaux d'isolation thermique, une troisième couche 13 de matériaux servira de base à la couche de finition externe qui sera appliquée après que tous les panneaux de revêtement 9 aient été placés. Sur la figure 3B la couche de finition 17 représentée est de type lambris en bois imputrescible. I1 est évidement possible de multiplier le nombre de couches matériaux composites + matériau à caractéristiques mécaniques particulières ou même substituer une des couches par exemple matériaux composites + isolation phonique par une autre matériaux composites + matériaux pare-feu. On montre sur la figure 4 selon une vue schématique de face l'articulation des tirants 3 sur le mât central 4. Des tenons 20 sont soudés sur le mât central 4, un axe A sensiblement horizontal permet un débattement vertical des tirants 3. Ces tirants sont répartis selon des rayons tout autour du mât à un niveau correspondant à la séparation entre chaque strate pour les éléments flexibles cylindriques la et entre chaque étage groupant deux ou trois strates pour les éléments flexibles toriques lb. Ainsi la structure gonflable formant support coffrant selon l'invention est rustique, facile à mettre en oeuvre tant pour des édifices de faibles volumes que pour de plus grands. Cette structure est à la fois simple, peu onéreuse permettant des réalisations rapides. Elle répond bien aux objectifs fixés. Bien entendu, entrent également dans le cadre de la présente invention, les modifications ou substitutions susceptibles d'être apportées, par l'homme de l'art, au dispositif décrit et qui, sans en altérer les dispositions originales n'en seraient que de simples équivalents techniques. REVENDICATIONS 1) Structure gonflable formant support coffrant pour panneaux de revêtement (9) comportant une enveloppe souple (2) ancrée au sol recouvrant plusieurs éléments flexibles (1) étanches gonflés à l'air caractérisée en ce que lesdits éléments flexibles (1) étanches sont superposés en plusieurs strates maintenues par l'enveloppe souple (2) et par des tirants réglables liés à l'enveloppe souple (2) et articulés autour d'un mât central (4), creux, étanche, fixé au sol par sa base et contreventé à son sommet par des élingues (5). 2) Structure gonflable formant support coffrant pour panneaux de revêtement (9) selon la revendication 1 caractérisée en ce que chacune des strates est constituée d'au moins deux éléments flexibles (1) gonflés de forme sensiblement cylindrique disposés en quinconces d'une strate à l'autre. 3) Structure gonflable formant support coffrant pour panneaux de revêtement (9) selon la revendication 1 caractérisée en ce que les strates sont constituées d'éléments flexibles (1) gonflés de forme sensiblement torique maintenues par l'enveloppe souple (2) et par des panneaux s'appuyant sur les tirants réglables. 4) Structure gonflable formant support coffrant pour panneaux de revêtement (9) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que les tirants réglables sont disposés selon des rayons entre chaque strate pour les éléments flexibles (1) gonflés de forme cylindrique et entre plusieurs strates pour les éléments gonflés de forme torique, lesdits tirants sont, articulés en rotation autour du mât central (4) selon des axes horizontaux et liés à l'enveloppe souple (2) par des moyens de réglage en longueur accessibles à l'extérieur de i enveloppe. bj Structure gonflable formant support coffrant pour panneaux de revêtement (9) selon l'une des revendications 2 ou 3 caractérisée en ce que chacun des éléments flexibles (1) étanches comporte au moins deux valves de gonflage, l'une servant à la mise en pression initiale, l'autre reliée au mât central (4) creux et étanche destiné à maintenir et égaliser les pressions entre tous les éléments flexibles (1) étanches. 6) Structure gonflable formant support coffrant pour panneaux de revêtement (9) selon la revendication 1 caractérisée en ce que les panneaux de revêtement sont collés sur la paroi externe de l'enveloppe souple (2) selon des assemblages jointifs. 7) Structure gonflable formant support coffrant pour panneaux de revêtement (9) selon la revendication 6 caractérisée en ce que les panneaux de revêtement sont constitués à partir de la face interne, d'un placage de finition adhérant à une couche flexible de matériaux servant de support à un assemblage de divers matériaux disposés en sandwich tels que matériaux composite isolation thermique - matériaux composites - isolation phonique matériaux composites. 8) Structure gonflable formant support coffrant pour panneaux de revêtement (9) selon la revendication 7 caractérisée en ce que la couche flexible de matériaux servant de support à des matériaux disposés en sandwich est rainurée de façon à la découper en petits pavés destinés à augmenter la flexibilité facilitant son adhérence à l'enveloppe souple (2). 9) Procédé de montage de la structure formant support coffrant pour panneaux de revêtement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte les phases suivantes A - réalisation de la dalle support, B - confection de l'enveloppe souple (2) à la forme finale, C - mise en place du mât central (4) ancré à sa base sur la dalle et contreventé par des élingues (5), D - fixation de l'enveloppe souple (2) au sommet du mât et à sa base sur la dalle à l'aide d'attaches, E - mise en place des premiers éléments flexibles (1) étanches formant la première strate, F - mise en place des premiers tirants réglables reliant l'enveloppe souple (2) au mât central (4) sur lequel ils sont articulés, G - mise en pression des deux premiers éléments flexibles (1), chacun par une des deux valves, raccordement de l'autre valve au mât central (4), H - répétition des phases E - F - G jusqu'au sommet en disposant en quinconce les éléments flexibles (1) de chaque strate, I - équilibrage des pressions des éléments flexibles (1), J - réglage des tirants par l'extérieur de l'enveloppe souple (2) prête à recevoir les panneaux de revêtement, K - mise en place des panneaux de revêtement, L - application de la couche de finition externe M - dégonflage des éléments flexibles (1) étanches, l'enveloppe souple (2) se décolle du placage de finition, N - démontage des tirants, du mât, de l'enveloppe souple (2). 10) Procédé de lise en place des panneaux de revêtement sur l'enveloppe souple (2) formant support coffrant selon la revendication 9 caractérisé en ce qu'il comporte les phases suivantes a) - réalisation des panneaux de revêtement selon la revendication 7, b) - mise en place d'un adhésif double face dont la face la moins adhésive est fixée sur le placage de finition interne, c) - tracé de méridiens et parallèles destinés à positionner les panneaux de revêtement sur l'enveloppe souple (2), d) - ajustage et fixation des panneaux de revêtement sur l'enveloppe souple (2).