Brevet FR2747715A1 — publié le 19971024

La présente invention concerne la fabrication d'éléments de construction pour structures porteuses de bâtiments et se rapporte plus particulièrement à la fabrication d'éléments de construction à proximité des sites d'érection des bâtiments. Les éléments de construction essentiellement en béton armé de structures porteuses de bâtiments sont généralement fabriqués dans des usines spécialisées puis transportés jusqu'aux sites de construction par chemin de fer, par bateau ou par route. Compte tenu du poids et de l'encombrement de tels éléments de construction qui comprennent notamment des poteaux, des poutres, des dalles, des plots de soubassement ou autres, leur transport nécessite un équipement important et coûteux. En outre au cours du transport les risques de détérioration de certains éléments ne sont pas négligeables Par conséquent, lors de la livraison d'un ensemble d'éléments de construction destinés à la réalisation d'un bâtiment, la présence d'un ou de plusieurs éléments défectueux risque de compromettre la suite du déroulement du programme de construction pendant des périodes plus ou moins longues, compte tenu notamment de l'éloignement de l'usine de fabrication par rapport à l'emplacement du site de montage du bâtiment. Afin de remédier à ces inconvénients on a pensé, pour la réalisation de programmes de construction d'un nombre important de bâtiments sur un site éloigné, à réaliser une usine de fabrication sur place. Une telle solution résout le problème du transport des éléments de construction. Elle a en outre l'avantage de permettre un approvisionnement en matière première au moins partiellement sur place. Elle présente cependant l'inconvénient de nécessiter de la part de l'industriel un investissement important dans des pays étrangers sans avoir l'assurance de rentabiliser son investissement. En outre, l'instabilité politique de certains pays entraîne pour l'industriel le risque de la perte définitive de son installation. L'invention vise à créer une installation de fabrication d'éléments de construction notamment de structures porteuses de bâtiments qui tout en ayant les performances d'une usine classique, puisse être amenée à proximité du site de réalisation d'un programme de construction et retirée du site après l'achèvement des travaux. Elle a donc pour objet une installation de fabrication d'éléments de construction en béton armé notamment pour structures porteuses de bâtiments, caractérisée en ce qu'elle comporte un bâtiment comprenant au moins un niveau de fabrication comprenant des moyens de réalisation des armatures métalliques des éléments de construction, des moules de fabrication desdits éléments et des moyens de coulée de béton dans lesdits moules et au-dessus de ce niveau de fabrication un niveau de manutention comprenant des moyens de livraison des matières premières nécessaires et d'enlèvement des produits finis desservant le niveau de manutention et ledit au moins un niveau de fabrication, et des moyens de fabrication et de distribution du béton vers les moyens de coulée. Selon d'autres caractéristiques - l'installation comporte deux niveaux de fabrication superposés - le bâtiment est une barge flottante pouvant être remorquée par voie maritime et/ou fluviale jusqu'à un lieu se trouvant à proximité du site des travaux de construction à réaliser - le bâtiment est une barge amenée par remorquage sur un lieu proche du site des travaux de construc tion puis immobilisée sur le fond d'un plan d'eau par ballastage - le bâtiment est une construction à terre. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés, donnée uniquement à titre d'exemple et sur lesquels: - la figure 1 est une vue en élévation et en coupe d'une usine-barge de fabrication d'éléments de construction suivant l'invention ; - la figure 2 est une vue en plan du pont supérieur de l'usine-barge de la figure 1 - la figure 3 est une vue en plan du pont intermédiaire de l'usine-barge suivant 1 invention; - la figure 4 est une vue en plan du pont inférieur de l'usine-barge suivant l'invention ; et - la figure 5 est un schéma de fonctionnement de l'approvisionnement et de la distribution du béton pour la fabrication des différents éléments à fabriquer. L'usine-barge représentée à la figure 1 comporte essentiellement une coque 1 flottant sur un plan d'eau et amarrée à un quai à l'aide d'aussières non représentées ou bien mouillée à l'ancre. La partie inférieure de la coque 1 comporte une série de caissons étanches 2. La barge comporte trois ponts, à savoir un pont supérieur 3 ou niveau de manutention, un pont intermédiaire 4 et un pont inférieur 5, ce dernier pouvant de façon avantageuse se trouver à la hauteur d'un quai d'amarrage de la barge. Les ponts intermédiaire et inférieur forment deux niveaux de fabrication. A l'avant de la barge se trouve une grue principale 6 dont la flèche 7 présente une longueur suffisante, par exemple de 35 m, pour permettre aisément le chargement et le déchargement sur le quai ainsi qu'on peut le voir clairement à la figure 2. Entre l'emplacement de la grue 6 et de le nez de la barge est prévue une trémie 8 de grandes dimensions permettant d'accéder aux ponts inférieurs de la barge en vue d'assurer à l'aide de la grue la livraison des matières premières et l'évacuation des produits finis. Sur le côté bâbord avant de la barge sont prévus des rails 9 pour des chariots 10 de desserte de la zone intérieure au rayon d'action de la grue. Une voie analogue est également prévue sur le côté tribord. Dans la trémie 8 est ménagée une aire 14 de livraison du pont intermédiaire 4. A l'arrière du pylône 11 de la grue 6 est disposée une centrale à béton 16 reliée à des silos à béton et adjuvants 18 par l'intermédiaire de goulottes d'alimentation 19. La centrale à béton 16 est en outre desservie par des trémies 20 à agrégats tels que sable et gravier reliées à la centrale 16 par un dispositif d'alimentation 21. A l'arrière de la barge est prévue une grue secondaire 25 de plus faible hauteur et de longueur de flèche inférieure à celle de la grue principale 6. Cette grue secondaire est disposée côté bâbord arrière de la barge. Sa flèche 26 a une longueur lui permettant d'atteindre le quai et de procéder aux opérations de chargement et de déchargement auxquelles elle est destinée. A l'arrière de la barge sont également prévues des trémies 28 à agrégats tels que sable et béton alimentant une seconde centrale à béton 29 desservie par ailleurs par des silos à béton et à adjuvants 30 au moyen de goulottes appropriées 31. Les trémies 28 sont reliées à la centrale 29 par un dispositif 32 d'alimentation en agrégats. Dans la zone d'action de la grue secondaire 25 le pont supérieur comporte une trémie 33 d'accès aux tôles stockées sur le pont intermédiaire 4. On voit sur le côté bâbord de la barge un chariot 10 sur lequel sont disposées des éléments préfabriqués C en béton armé destinés à être amenés dans la zone d'action de la grue principale 6 en vue d'être enlevés et livrés par la grue ou bien enlevés par des dispositifs de levage extérieurs ou par des ponts roulants transversaux de la barge qui vont être décrits par la suite. Ces éléments sont par exemple des poteaux ou encore des plots de soubassement, des dalles, ou autres. A l'arrière de la barge, derrière la grue secondaire 25 et la centrale à béton 29 sont prévus des locaux techniques et des locaux d'habitation 34. Dans la partie centrale du pont supérieur 3 est prévue une ouverture 35 recouverte par une toiture 36 de protection du pont intermédiaire 4. Dans les régions de circulation des chariots 10 de desserte de la grue principale 6 sont également prévus des ponts roulants transversaux 37 dont des becquets 38 dépassent de la coque de la barge symétriquement par rapport à l'empattement de son volume et comme indiqué audessus du quai contre lequel elle est amarrée. Ainsi qu'on peut le voir à la figure 3 le pont intermédiaire 4 comporte dans sa partie avant une trémie 40 à l'air libre de montée et de descente des produits. Cette trémie est située au-dessous de la trémie 8 du pont supérieur 3. Sur la périphérie du pont intermédiaire 4 s'étendent des moyens d'alimentation en matériel des aires de préparation des éléments de construction comprenant un monorail 42. Le monorail porte des chariots suspendus 43. Sur ce pont intermédiaire est également disposée une structure porteuse 44 de la grue principale 6. La trémie 40 définit l'aire de dégagement et de livraison 14. Immédiatement à l'arrière de la trémie 40 sont prévues des bennes motrices 48 pour la livraison du béton dans les moules de fabrication des éléments de construction. Les bennes 48 sont alimentées en béton par des goulottes verticales telles que la goulotte 49. A la partie arrière du pont intermédiaire 4 est prévues une goulotte verticale 50 d'alimentation d'une benne 48. En cas de la présence de plusieurs bennes, on dispose de plusieurs goulottes. Lesdites bennes circulent sur une voie longitudinale 52 disposées dans l'axe du pont intermédiaire 4, dans la zone centrale contenant les moules. Sur les côtés tribord et bâbord du pont intermédiaire sont prévues des aires 54 de préparation des fers et à l'arrière de ce pont sont disposés les ateliers de ferraillage et des postes de soudure des pièces spéciales 56. En 58 on aperçoit une trémie de distribution des tôles d'acier aux postes de soudure du pont inférieur. Dans la partie du pont intermédiaire desservie par les bennes 48 sont disposés des moules 60,62,64,66 de fabrication des éléments de construction à obtenir. Des ponts roulants transversaux 69 destinés à la mise en place du ferraillage dans les moules 60 à 66 et au démoulage des éléments fabriqués dans les moules sont disposés au plafond de l'étage intermédiaire 4. La zone 68 du pont intermédiaire 4 dans laquelle se trouvent les moules de fabrication 60 à 66 est ouverte vers le pont supérieur 3 et permet de ce fait le déchargement des pièces obtenues également par les ponts roulants transversaux 37 du pont supérieur 3. Comme représenté à la figure 4, le pont inférieur 5 de l'usine-barge comporte une aire à l'air libre 70 pour la montée et la descente des produits, ladite aire étant située à l'avant du pont inférieur 5 en-dessous des trémies 40 et 8 des ponts intermédiaire et supérieur. Sur le pourtour du pont inférieur s'étend une voie 72 pour des chariots 74 de transport de produits finis tels que des dalles. Un monorail suspendu 76 dessert l'avant et l'arrière du pont inférieur 5 afin de permettre la livraison des fers aux ateliers de ferraillage. A l'avant du pont inférieur se trouve une aire 78 desservie par la voie 72 et constituant une aire de dégagement pour le levage des produits finis à l'aide de la grue principale. A l'arrière du pont inférieur se trouve une goulotte verticale 80 d'alimentation de bennes motrices 82 de livraison du béton dans les moules. Les bennes 82 sont déplaçables sur des voies longitudinales 83 du pont inférieur 5. La goulotte 80 est reliée aux bennes 82 en cours de remplissage par des tapis de distribution 84. A l'avant de la goulotte verticale 80 se trouve un collecteur 86 d'évacuation des eaux de lavage des bennes du pont intermédiaire 4 situé au-dessus. Un collecteur analogue est disposé à la partie avant du pont inférieur 5. Ces collecteurs alimentent des réservoirs de récupération des eaux résiduelles des bennes qui seront décrits en référence à la figure 5. Sur le côté tribord du pont inférieur est prévue une aire 89 de préparation des fers. A l'arrière de ce pont est prévu un atelier 90 de façonnage des aciers en vue de la réalisation par exemple de colliers métalliques d'assemblage destinés à être incorporés à des poteaux ou analogues. Sur le côté bâbord du pont inférieur est prévue une zone 92 de préstockage avant chargement des chariots 74 avec des produits finis. Dans la zone centrale ou intermédiaire du pont inférieur 5 sont prévus des moules-tables 94 pour la fabrication des dalles de plancher, desservis par les bennes 82. Au-dessus de la zone du pont inférieur 5 occupée par les moules 94 sont disposés des ponts roulants trans versaux 95 destinés à la mise en place des armatures dans les moules 94 et au démoulage des dalles obtenues. Il résulte de l'agencement qui vient d'être décrit que le pont inférieur 5 est destiné principalement à la fabrication de pièces planes telles que des dalles en béton. Il est alimenté en matière première par la goulotte verticale 80 et les tapis de distribution 84 qui remplissent les bennes 82. Celles-ci distribuent le béton aux moules 94 après qu'ils aient reçu les armatures métalliques appropriées réalisées sur l'aire de préparation des fers 88 et mises en place dans les moules à l'aide des ponts roulants transversaux 37. Les dalles obtenues sont ensuite retirées des moules 94 à l'aide des ponts roulants transversaux 95 et préstockées dans la zone 92 puis sont chargées sur les chariots 74 qui les amènent vers l'aire de dégagement 78 en vue de leur enlèvement par la grue principale 6. Le trajet d'évacuation des éléments préfabriqués obtenus dans les installations du pont inférieur 5 est représenté sur la figure 1 par une ligne en trait interrompu 100. Les pièces réalisées dans les installations du pont intermédiaire 4 sont évacuées directement d'une part par les ponts roulants transversaux 69, et d'autre part par les ponts roulants transversaux 37 par l'ouverture ménagée dans le pont supérieur selon des trajets représentés par les courtes flèches 102 en trait interrompu. Ils sont alors préstockés dans les zones latérales du pont supérieur 2 et chargés sur les chariots 10 pour être acheminés par les voie 9 vers la zone desservie par la grue principale 6 qui assure leur enlèvement et leur déchargement sur le quai. Ils peuvent être de même déchargés directement par les ponts roulants transversaux 37 sur le quai ou sur une barge voisine. L'alimentation en matière première des ponts intermédiaire et inférieur 4 et 5 est assurée selon des trajets représentés par des traits pleins 104 et 106 à partir de l'aire de livraison 8 du pont supérieur 3. Pour le pont intermédiaire 4 cette alimentation a lieu à l'aide de chariots suspendus sur le monorail d'alimentation 42 qui forme un circuit fermé s'étendant pratiquement sur toute la périphérie du pont intermédiaire. Pour le pont inférieur 5, l'alimentation est assurée par le monorail suspendu 76 de livraison des fers. Quant au béton, il est délivré aux bennes 48 du pont intermédiaire 4 et aux bennes 84 du pont inférieur 5 par les goulottes 49,50 d'alimentation en béton du pont intermédiaire et par la goulotte 80 d'alimentation du pont inférieur. Le fonctionnement de l'approvisionnement et de la distribution du béton va maintenant être décrit en référence à la figure 5. Sur cette figure, on a représenté les deux centrales à béton 16 et 29 situées à l'avant et à l'arrière de la barge ainsi que les silos 18 et 30 correspondants d'alimentation des centrales en béton et en adjuvants. Au-dessus des centrales à béton 16 et 29 sont disposées les bennes motrices 48 de livraison du béton dans les moules du pont intermédiaire 4 et les bennes motrices 82 de livraison du béton dans les moules du pont inférieur 5. Les bennes 48 et 82 sont alimentées en béton à partir des centrales à béton 16 et 29 par les goulottes 49,50,80. Au-dessous des emplacements de remplissage des bennes 48 et 82 sont prévus les collecteurs 86 d'évacuation des eaux de lavage des bennes. Les collecteurs sont reliés à des réservoirs 87 situés dans la cale de la barge au-dessous du pont inférieur ou niveau de fabrication inférieur 5. Les réservoirs 87 sont reliés par des canalisations équipées de pompes 88 aux centrales à béton 16 et 29 afin de recycler l'eau de lavage des bennes et des produits résiduels. On voit donc que grâce à l'agencement qui vient d'être décrit on procède au remplissage des bennes motrices 48 et 82 à partir des centrales à béton 16,30, les bennes circulant sur leurs voies respectives 52 et 83 pour assurer le remplissage des moules 60 à 66 et 94 (figures 3 et 4). Puis les bennes 48 et 82 sont lavées périodiquement et les eaux de lavage récupérées par les collecteurs 86 sont envoyées dans les réservoirs 87 et recyclées dans les centrales à béton 16 et 29. Bien que selon le présent mode de réalisation l'installation comporte deux niveaux de fabrication et un niveau de manutention, elle peut également comporter un niveau de fabrication et un niveau de manutention ou encore plus de deux niveaux de fabrication et plus d'un niveau de manutention. L'installation suivant l'invention est particulièrement bien adapté pour la fabrication de tous éléments de construction en béton armé et notamment des éléments de construction décrits dans la demande de brevet français n" 96 00 807 déposée le 24 janvier 1996 par le demandeur. REVENDICATIONS 1. Installation de fabrication d'éléments de construction, notamment pour structures porteuses de bâtiments, caractérisée en ce qu'elle comporte un bâtiment (1) comprenant au moins un niveau (4,5) de fabrication comprenant des moyens (54,56,89,90) de réalisation des armatures métalliques des éléments de construction, des moules (60,62,64,66,94) de fabrication desdits éléments et des moyens (48,82) de coulée de béton dans lesdits moules et au-dessus de ce niveau de fabrication un niveau de manutention (3) comprenant des moyens (6,25) de livraison des matières premières nécessaires et d'enlèvement des produits finis, desservant le niveau de manutention et ledit au moins un niveau de fabrication, et des moyens (16,29,49,50,80) de fabrication et de distribution du béton vers les moyens de coulée. 2. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte deux niveaux de fabrication (4,5) superposés. 3. Installation suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les moyens de réalisation des armatures métalliques des éléments de construction comprennent pour chaque niveau de fabrication une aire (54,89) de préparation des fers et des ateliers de ferraillage (56,90). 4. Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les moyens de coulée de béton dans les moules (60,62,64,66,94) comprennent des bennes (48,82) circulant sur au moins une voie (52,83) par niveau de fabrication pour distribuer le béton auxdits moules. 5. Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que chaque niveau de fabrication comporte en outre des moyens (42,43,76) d'alimentation en matériel d'aires de préparation des éléments de construction. 6. Installation suivant la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens d'alimentation en matériels comportent un monorail (42,76) par niveau de fabrication s'étendant sur une partie au moins du périmètre dudit au moins un niveau de fabrication (4,5) passant par les zones desservies par les moyens de livraison de matières premières et d'enlèvement de produits finis, des chariots suspendus (43) circulant sur le monorail. 7. Installation suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'un niveau de fabrication (5) et le niveau de manutention (3) comportent chacun une voie (72,9) pour des chariots (74,10) de transport de produits finis, chaque voie (72,9) desservant une aire de dégagement correspondante pour l'enlèvement des produits finis par les moyens de livraison des matières premières et d'enlèvement des produits finis. 8. Installation suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les moyens de livraison des matières premières nécessaires à l'installation et d'enlèvement des produits finis comportent des grues (6,25) desservant le niveau de manutention (3) et ledit au moins un niveau de fabrication. 9. Installation suivant la revendication 8, caractérisée en ce que lesdits moyens de livraison et d'enlèvement comportent en outre des ponts roulants (37,69,95) desservant les emplacements des moules (60,62, 64,66,94). 10. Installation suivant l'une des revendications 8 et 9, caractérisée en ce que les moyens de fabrication de béton comprennent des centrales à béton (16,29) reliées à des silos à béton et adjuvants (18,30) et desservies par des trémies à agrégats (20,28), lesdites centrales à béton étant disposées à proximité des grues et des goulottes (49,50,80) d'alimentation en béton des bennes (48,82) situées audit au moins un niveau de fabrication (3,4). 11. Installation suivant la revendication 10, caractérisée en ce qu'en dessous des emplacements de remplissage des bennes (48,82) sont prévus des collecteurs (86) d'évacuation des eaux de lavage des bennes, lesdits collecteurs étant reliés à des réservoirs (87) situés audessous du niveau de fabrication inférieur (5) et reliés à leur tour par des canalisations équipées de pompes (88) aux centrales à béton (16,29) afin de recycler l'eau de lavage des bennes et les produits résiduels. 12. Installation suivant l'une des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que le bâtiment est une barge flottante pouvant être remorquée par voie maritime et/ou fluviale jusqu'à un lieu se trouvant à proximité du travaux à réaliser. 13. Installation suivant l'une des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que le bâtiment est une barge amenée par remorquage sur un lieu proche des travaux de construction puis immobilisée sur le fond d'un plan d'eau par ballastage. 14. Installation suivant l'une des revendications 12 et 13, caractérisée en ce que ladite barge comporte un pont intermédiaire (4) et un pont inférieur (5) formant deux niveaux de fabrication (4,5), tandis que le niveau de manutention occupe le pont supérieur (3) de la barge, en ce que les moyens (54,56,84,90) de réalisation des armatures métalliques des éléments de construction sont disposés le long des bords et à l'arrière des ponts intermédiaire et inférieur (4,5), les moules (60,62,64,66, 94) sont disposés dans une partie intermédiaire des ponts intermédiaire et inférieur, les moyens (48,82) de coulée du béton dans les moules sont déplaçables dans ladite partie intermédiaire, les moyens (6,25,37,69,95) de livraison de matières premières et d'enlèvement des produits finis sont disposés à l'avant et à l'arrière du pont supérieur ainsi qu'au-dessus de la partie intermédiaire des ponts intermédiaire et inférieur (4,5) et les moyens (16,29,49,50,80) de fabrication et de distribution du béton vers les moyens de coulée sont disposés à proximité des moyens de livraison et d'enlèvement (6,25) placés à l'avant et à l'arrière du pont supérieur (3). 15. Installation suivant la revendication 14, caractérisée en ce que les moyens de livraison et d'enlèvement situés à l'avant et à l'arrière du pont supérieur (3) sont les grues (6,25) qui desservent lesdits ponts intermédiaire et inférieur (4,5) au moyen de trémies (8,40,33,58) ménagées dans le pont supérieur (3) et dans le pont intermédiaire (4). 16. Installation suivant l'une des revendications 12 à 15, caractérisée en ce que les moyens de livraison et d'enlèvement disposés au-dessus de la partie intermédiaire des ponts intermédiaire et inférieur (4,5) sont des ponts roulants transversaux (37) situés sur le pont supérieur (3), et comportant des becquets (38) symétriques par rapport à l'empattement du volume de la coque (1), des ponts roulants transversaux (69) desservant le pont intermédiaire (4) et des ponts roulants transversaux (95) desservant le pont inférieur (5). 17. Installation suivant l'une des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que le bâtiment est une construction à terre.