Brevet FR2750915A1 — publié le 19980116

PROCEDE DE FABRICATION DE PANNEAUX EN BELON ARME, PANNEAU OBTENU ET INSTALLATION DE MISE EN OEUVRE La présente invention concerne un procédé de fabrication de panneaux en béton armé, par exemple pour la réalisation de murs de construction ; elle concerne également les panneaux en béton armé obtenus par le procédé, ainsi que l'installation mettant en oeuvre ce procédé. Actuellement, les panneaux en béton armé pour la réalisation de garages ou d'abris en préfabriqué sont réalisés selon la technique du démoulage immédiat. Après avoir été enduit d'huile de démoulage, le moule de fabrication constitué d'un fond bordé de flancs latéraux, est rempli manuellement d'armatures et de béton. L'ensemble est vibré fortement pour obtenir une bonne compacité ; le dessus de la pièce est surfacé puis elle est retournée sur un plancher métallique. La pièce moulée est ensuite décoffrée, séparée du moule et elle est évacuée vers un stockeur ou le béton fera sa prise. Le moule est récupéré vide pour effectuer une nouvelle opération. Le fait de réaliser le démoulage avant que le béton n'ait fait sa prise entralne bien souvent de légères déformations des pièces. Ces risques de déformations sont d'autant plus importants que le béton est plus "mouillé" et il est généralement nécessaire de travailler avec des bétons très "pointus", ayant des caractéristiques précises, dont il est difficile de maintenir la régularité. Un autre inconvénient de cette technique réside dans les cadences de productivité limitées, du fait de la prépondérance d'opérations manuelles. Le procédé de fabrication de panneaux en béton armé conforme à la présente invention consiste, après avoir placé l'armature et le béton dans le moule de fabrication constitué d'un fond bordé par des flancs latéraux amovibles - à venir appliquer une pression sur toute la surface supérieure de la masse de béton, entre les flancs latéraux du moule, - à assurer la vibration du moule et de l'organe de pressage pendant l'application de la pression, - à enlever l'organe de pressage et les flancs latéraux pour assurer le démoulage, puis - à stocker la pièce moulée portée par le fond du moule en vue du séchage. L'invention concerne également le panneau préfabriqué en béton armé, pressé et compacté, obtenu par le procédé décrit ci-dessus. L'invention concerne encore l'installation de fabrication de panneaux en béton armé pour la mise en oeuvre du procédé. Cette installation comprend - un moule de fabrication constitué d'un fond bordé par des flancs latéraux amovibles, - un corps de Presse, en forme de coulisseau supérieur, muni d'un organe de pressage définissant la face supérieure du moule, et - des moyens adaptés pour provoquer la vibration de l'organe de pressage, d'une part, et du fond du moule de fabrication, d'autre part. Toujours selon l'invention, l'installation comprend une table de travail fixe, avec un orifice correspondant sensiblement à la forme générale du moule de fabrication; les flancs latéraux du moule de fabrication sont positionnés sur les bordures de cet orifice, en léger débordement. D'autre part, le fond du moule, indépendant, est mobile verticalement sous la table de travail et il est porté par des moyens de déplacement en forme de coulisseau inférieur ; ce coulisseau inférieur est adapté pour amener le fond du moule dans l'orifice de la table de travail, en butée contre la bordure inférieure des flancs latéraux, et pour permettre son retrait vers le bas, avec la pièce moulée, pour assurer l'évacuation de cette dernière vers un stockeur par exemple. Selon une autre caractéristique, des moyens permettent d'appliquer une pression sur la face supérieure des flancs latéraux du moule pour plaquer ces derniers contre la table de travail lors de l'opération de moulage. Selon une autre caractéristique, l'installation comporte une pluralité de fonds de moule, associés à des moyens de transfert qui passent par le poste de moulage. Ces moyens de transfert assurent l'arrivée automatique des fonds, à vide, au-dessus du coulisseau inférieur pour permettre l'opération de moulage et ils assurent l'évacuation de ces fonds, avec la pièce moulée, vers une zone de stockage en vue du séchage. Selon une autre caractéristique, le moule de fabrication comporte des flancs latéraux constitués de plusieurs tronçons juxtaposés qui forment chacun l'un des cotés, qui sont indépendants les uns des autres et amovibles. Toujours selon l'invention, l'installation comporte des moyens de positionnement de broches amovibles, pour la réalisation d'orifices ou de réservations dans les chants de la pièce moulée. Selon une autre caractéristique préférentielle, des moyens complémentaires permettent de prélever une quantité déterminée de béton à partir d'une trémie de stockage, et de remplir automatiquement le moule de fabrication du panneau avec la dose de béton prélevée. Pour cela, l'installation comporte avantageusement une trémie de stockage du béton sous laquelle sont placés les moyens de prélèvement automatique en forme de chariot doseur. Ce chariot doseur est associé à des moyens de convoyage jusqu'au moule de fabrication ; il comporte une ouverture supérieure pour réceptionner le béton provenant de la trémie et un système de trappe(s) inférieure(s) pour déverser la dose de béton dans le moule de fabrication. Cette installation de fabrication de panneaux en béton armé, par pressage et compactage, permet d'obtenir une excellente finition des pièces moulées. La technique utilisée permet de travailler avec des bétons relativement secs et d'obtenir un excellent compactage grâce à l'action de la presse et des vibreurs. On obtient des pièces moulées sans aucune déformation et d'une très grande régularité. De plus, l'automatisation complète de l'installation permet des cadences de production élevées et par conséquent un prix de revient attractif. Mais l'invention sera encore illustrée, sans être aucunement limitée, par la description suivante d'un mode de réalisation particulier, donné uniquement à titre d'exemple et représenté sur les dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue d'ensemble, schématique, qui montre l'installation pour la fabrication de panneaux en béton armé conforme à la présente invention - les figures 2a à 2d illustrent les différentes étapes de la fabrication du panneau au moyen de l'installation de la figure 1 - la figure 3 est une vue schématique d'ensemble de l'installation, plus détaillée. L'installation de fabrication de panneaux en béton armé représentée sur la figure 1 comporte - un moule de fabrication 1 constitué d'un fond 2 et de flancs latéraux 3 séparés, - un corps de presse 5 en forme de coulisseau supérieur, avec un organe de pressage 6 définissant la face supérieure du moule, et - un coulisseau inférieur 8 adapté pour manoeuvrer verticalement le fond 2 du moule 1. Les flancs latéraux 3 du moule de fabrication 1 sont posés sur une table de travail fixe 9 dans laquelle est aménagé un orifice ou ouverture 10. Cet orifice 10 a une forme générale qui correspond sensiblement à celle du moule de fabrication 1 ; les flancs latéraux 3 sont positionnés sur les bordures de l'orifice 10, en léger débordement. Les flancs latéraux 3 sont constitués de plusieurs tronçons juxtaposés qui forment chacun l'un des côtés du moule de fabrication. Ces différents tronçons sont indépendants les uns des autres et ils sont amovibles pour permettre le réglage de leur positionnement à volonté, notamment en fonction des caractéristiques dimensionnelles du panneau, d'une part, et pour faciliter le démoulage, d'autre part. Le positionnement des flancs latéraux 3 en léger débordement sur les bordures de l'orifice 10 permet de définir une bordure d'appui 11 sur la face inférieure desdits flancs 3. Le fond 2 du moule de fabrication 1 est mobile verticalement sous la table de travail 9. Ses dimensions sont adaptées pour pouvoir s'insérer dans l'encombrement de l'orifice 10, en butée contre la bordure d'appui 11 des flancs latéraux 5. L'organe de pressage 6 a un encombrement général qui correspond à la surface délimitée par les faces intérieures des flancs latéraux 3. Cette forme générale est adaptée pour pouvoir pénétrer verticalement dans le volume intérieur du moule 1, en vue d'assurer une fonction de pressage sur toute la surface supérieure de la masse de béton. L'organe de pressage 6 est monté de façon amovible sur un plateau récepteur 15 assujetti à un organe de manoeuvre 16 en forme de vérin. Le vérin de manoeuvre 16 assure le déplacement de l'organe de pressage 6 verticalement, parallèlement à lui-même. Sur le plateau 15, on remarque la présence de plusieurs vibreurs 17 montés sur des silentblocs 18. Le coulisseau inférieur 8 est constitué d'un vérin de manoeuvre 20 sur lequel est monté un plateau 21. Une pluralité de chevalets porteurs 22 sont fixés sur le plateau mobile 21 par l'intermédiaire d'organes vibreurs 23 montés sur des silentblocs 24. Tel que cela apparalt sur la figure 1, une pluralités de fonds supports 2 sont posés les uns à la suite des autres sur des moyens de transfert du type à chalnes latérales, non représentées. Les fonds supports 2 proviennent à vide de l'amont du système de transfert. Lorsqu'ils arrivent sous le coulisseau inférieur 8, ils sont pris en charge par les chevalets 22 pour assurer un cycle de fabrication ; une fois le cycle de moulage terminé, ils sont redéposés sur les channes de transfert avec la pièce moulée 25 pour être orientés vers un stockeur de séchage non représenté. Ainsi, le fond du moule de fabrication fait également office de plancher de stockage pour la pièce moulée. Les figures 2a à - 2d illustrent les étapes successives du procédé de fabrication des panneaux. Sur la figure 2a, l'installation est en attente. Les flancs latéraux 3 du moule de fabrication sont correctement positionnés sur le pourtour de l'orifice 10 de la table de travail 9. L'organe de pressage 6 est en position haute au-dessus du moule de fabrication 1. Le fond/plancher 2 est en appui sur les channes de transfert, correctement positionné sous l'ouverture 10 et les chevalets supports 22 sont en position basse extrême, sous le plan de transfert des fonds/planchers 2. La première opération du cycle consiste à prendre en charge le fond/plancher 2 par les chevalets 22 pour former le fond du moule de fabrication 1, figure 2b. Cette opération est réalisée par une manoeuvre du vérin 20. La périphérie du fond/plancher 2 est alors en appui contre la face inférieure des flancs latéraux 3 et le moule de fabrication 1 est prêt à recevoir les armatures et la masse nécessaire de béton 24. Cette étape de remplissage du moule de fabrication peut être réalisée manuellement ou automatiquement. Vient ensuite la phase de pressage/compactage, figure 2c, dans laquelle l'organe de pressage 6 est abaissé au moyen du vérin 16 du corps de presse, pour former la face supérieure du moule de fabrication et pour appliquer une pression sur toute la surface supérieure de la masse de béton 24. Cette phase de pressage est associée à une mise en vibration, d'une part, du corps de presse au moyen des vibreurs 17, et d'autre part, du fond de moule 2 au moyen des vibreurs 23. Une étape de prévibration avant pressage peut être envisagée, si nécessaire ; d'une manière générale, la vibration et le pressage seront adaptés au produit final que l'on désire obtenir. Comme on peut le voir sur la figure 2c, l'organe de pressage 6 a la possibilité de pénétrer dans le volume intérieur du moule de fabrication ; la pression appliquée sur la face supérieure de la masse de béton est adaptée au produit que l'on désire obtenir et aux caractéristiques structurelles de l'installation. On obtient la pièce moulée, pressée et compactée 25 qui peut être séparée du moule de fabrication. L'étape de démoulage, figure 2d, consiste à relever l'organe de pressage 6, à écarter les différents tronçons 3 formant les flancs latéraux et à abaisser les chevalets porteurs 22 de telle sorte que le fond/plancher 2 vienne reposer sur les chaînes de transfert, avec la pièce moulée en béton armé 25. Les chaînes de transfert sont manoeuvrées pour évacuer la pièce moulée 25 en vue du séchage ; par le même mouvement, un nouveau fond/plancher 2 est convenablement positionné sous l'orifice 10 de la table de travail 9. Après repositionnement des flancs latéraux 3 sur la bordure de l'orifice 10 de la table de travail 9, un nouveau cycle de fabrication peut être initié. Cette technique de fabrication de panneaux en béton armé, par pressage/compactage, permet l'utilisation d'un béton plus sec que dans les techniques traditionnelles de moulage ; cette caractéristique augmente la rapidité de prise du béton et elle limite les possibilités de déformation des pièces après démoulage. D'autre part, le fait d'utiliser le fond du moule à titre de plancher de stockage limite la manipulation des pièces moulées avant leur séchage complet, ce qui optimise la qualité de finition desdites pièces. Un autre avantage de ce type d'installation réside dans le fait que tout type de forme peut être envisagé sur les différentes faces de la pièce moulée. On peut ainsi obtenir des panneaux pleins, des panneaux évidés sur l'une ou les deux faces avec, éventuellement, des réservations, orifices ou parties saillantes sur les chants. Une installation plus détaillée, avec des moyens de remplissage automatique du moule, a été représentée sur la figure 3. Sur cette figure, les parties qui correspondent à l'installation illustrée sur les figures 1 et 2 conservent les mêmes repères pour faciliter la compréhension. D'une manière générale, on remarque - la succession de fonds/planchers 2 en appui sur les channes latérales de transfert 26, - les flancs latéraux 3 du moule de fabrication 1, - le corps de presse 5 et - le coulisseau inférieur 8 avec les chevalets porteurs 22. La table de travail fixe sur laquelle sont positionnés les flancs latéraux 3 n'a pas été représentée pour simplifier l'illustration. Sur cette figure 3, on remarque les flancs latéraux 3 du moule de fabrication en plusieurs éléments indépendants, en l'occurence quatre, destinés à définir les chants de la pièce moulée. Les différents tronçons juxtaposés 3 forment chacun l'un des côtés du moule de fabrication ; ils sont tous mobiles indépendamment les uns des autres, manoeuvrés par des vérins 28 qui permettent de régler leur positionnement sur la table de travail et qui permettent le retrait du tronçon de flanc correspondant, en vue du démoulage. Chaque tronçon de flanc 3 est manoeuvré par un ou par deux vérins 28, en fonction de sa longueur. Derrière les grands tronçons de flancs 3, on remarque la présence de barres longitudinales 30 manoeuvrées par deux vérins 31. Ces barres longitudinales 30 portent les broches qui sont destinées à former des orifices ou des réservations dans les chants de la pièce moulée, en vue de l'assemblage des panneaux préfabriqués, notamment. Ces broches passent par des orifices en correspondance, non représentés, aménagés dans les tronçons de flancs 3. Elles sont positionnées dans le moule de fabrication avant la coulée du béton et elles en sont extraites juste avant le démoulage. Dans l'exemple de réalisation représenté, seules les grandes longueurs du moule comportent de telles barres de broches 30. Si nécessaire, des moyens similaires peuvent être aménagés au niveau des petites longueurs d'extrémités. Au-dessus des différents tronçons de flancs 3, on remarque la présence de vérins complémentaires 32 qui manoeuvrent une pièce d'extrémité 33. Ces pièces 33 consistent en des éléments d'appui amovibles qui sont destinées à venir appliquer une pression sur la face supérieure des flancs latéraux 3, pour plaquer ces derniers contre la table de travail. Ces moyens d'appui 33 sont régulièrement répartis sur la longueur des tronçons de flancs 3 ; ils permettent d'assurer une force de pression supérieure à la force d'appui opposée générée par les fonds/planchers 2 contre la face inférieure desdits tronçons 3 lors de l'opération de moulage. L'installation représentée sur la figure 3 comporte des moyens qui permettent de prélever une quantité déterminée de béton à partir d'une trémie de stockage 35 et qui permettent de remplir automatiquement le moule de fabrication avec cette dose de béton prélevé. Ces moyens sont constitués d'un chariot doseur volumétrique 36 guidé sur un système de transfert automatique en forme de channes latérales 37 assujetties à des moyens motoréducteurs 38. Le chariot doseur 36 est constitué d'un réceptacle ouvert sur le dessus et dont le fond est obturé par un système de trappe(s) 39. Les channes latérales 37 permettent le transfert du chariot doseur 36 depuis la trémie 35 jusqu'au moule de fabrication 1. Pour son remplissage, le chariot doseur 36 est placé sous l'ouverture inférieure de la trémie de stockage 35. Il forme alors le fond de la trémie et le béton remplit son volume intérieur par simple gravité. Pour alimenter le moule de fabrication, le chariot doseur est automatiquement déplacé vers le poste de moulage par les chalnes de transfert 37 manoeuvrées par la motorisation 38. Simultanément, une trappe de fermeture 40 poussée par un vérin pneumatique 40' vient obturer le fond de la trémie de stockage 35 pour éviter l'écoulement gravitaire du béton stocké. La trappe de fermeture 40 consiste en un simple plateau muni de roulettes portées par des rails de guidage. Des butées adaptées permettent de verrouiller convenablement son positionnement sous la trémie. Entre la trémie de stockage 35 et le moule de fabrication 1, la face supérieure du chariot doseur 36 est obturée par une plaque de couverture 41. Cette plaque 41 est suspendue par un crochet 42 orienté en direction du poste de moulage et manoeuvré verticalement par un vérin 43. Lorsque le chariot doseur 36 arrive sous la plaque suspendue 41, la motorisation 38 stoppe son déplacement. Le vérin 43 abaisse la plaque de couverture 41 qui vient reposer sur les bordures supérieures du chariot doseur-'36 la motorisation 38 entraîne à nouveau le chariot doseur 36 avec la plaque de couverture 41 qui se sépare naturellement du crochet 42. Le vérin 43 reste dans cette position basse d'attente. Les chalnes de transfert 37 déplacent le chariot doseur 36 au-dessus du moule de fabrication 1 et la ou les trappes inférieures 39 sont ouvertes pour déverser la dose de béton dans le moule préparé à l'avance. L'ouverture des trappes est réalisée par coulissement automatique et la plaque de couverture 41 permet d'éviter le débordement ou le rebroussement de la dose de béton, en liaison avec cette manoeuvre. L'ouverture de la ou des trappes 39 est avantageusement réalisée au moyen d'un convoyeur à channes 45 assujetti à une motorisation 46 et qui porte des butées adaptées pour coopérer avec des taquets d'ouverture et de fermeture aménagés au niveau de la ou desdites trappes 39. Lorsque le chariot doseur 36 est correctement positionné au-dessus du moule 1, les chaînes à butées 45 sont manoeuvrées pour réaliser l'ouverture puis la fermeture des trappes 39. Le chariot doseur se vide et il est ensuite ramené vers la trémie de stockage. La trappe de couverture 41 est reprise par le crochet 42 et elle est ramenée en position haute par le vérin 43. Sous la trémie 35, le chariot 36 prend appui contre la trappe de fermeture 40 et il la pousse pour venir se positionner correctement en vue du prélèvement d une nouvelle dose de béton. Le déplacement de la trappe de fermeture 40 réinitialise le vérin pneumatique 40' et le système de prélèvement général est prêt pour un nouveau cycle. Pour compléter l'installation, on peut prévoir un système de contrôle par pesée de la dose de béton prélevée. Ce système de contrôle complémentaire peut être constitué de pesons adaptés sur la trémie de stockage et permettant de définir le poids de produit prélevé par simple différence entre les valeurs de pesée avant et après le prélèvement. Le procédé et l'installation conformes à la présente invention permettent d'obtenir des panneaux moulés d'excellente qualité et à des cadences relativement élevées. Les signes de référence insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières et n'en limitent aucunement la portée. - REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication de panneaux en béton armé, caractérisé en ce qu'il consiste, après avoir placé l'armature et le béton dans un moule de fabrication (1) constitué d'un fond (2) bordé par des flancs latéraux amovibles (3), - à venir appliquer une pression sur toute la surface supérieure de la masse de béton, entre les flancs latéraux (3) du moule (1), au moyen d'un organe de pressage (6), - à assurer la vibration dudit moule (1) et dudit organe de pressage (6) pendant l'application de la pression, - à enlever l'organe de pressage (6) et les flancs latéraux (3) pour assurer le démoulage, puis - à stocker la pièce moulée (25) portée par le fond (2) du moule (1) en vue du séchage. 2.- Panneau préfabriqué en béton armé, pressé et compacté, obtenu par le procédé selon la revendication 1. 3.- Installation de fabrication de panneaux en béton armé, pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend - un moule de fabrication (1) constitué d'un fond (2) bordé par des flancs latéraux amovibles (3), - un corps de presse (5), en forme de coulisseau supérieur muni d'un organe de pressage (6) définissant la face supérieure du moule (1), et - des moyens (17, 23) adaptés pour provoquer la vibration de l'organe de pressage (6), d'une part, et du fond (2) du moule, d'autre part. 4.- Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comprend - une table de travail fixe (9) avec un orifice (10) correspondant sensiblement à la forme générale du moule de fabrication (1), les flancs latéraux (3) dudit moule (1) étant positionnés sur les bordures dudit orifice (10), en léger débordement, - un fond de moule (2) mobile verticalement sous la table de travail (9), porté par des moyens de déplacement (8) en forme de coulisseau inférieur, ledit coulisseau inférieur (8) étant adapté pour amener le fond du moule (2) dans l'orifice (10) de la table de travail, en butée contre la bordure inférieure (11) des flancs latéraux (3), et pour permettre son retrait vers le bas, avec la pièce moulée (25), pour assurer l'évacuation de cette dernière. 5.- Installation selon la revendication 4, caractérisée -en ce qu'elle comporte des moyens d'appui (33) sur la face supérieure des flancs latéraux (3) du moule (1), pour plaquer ces derniers contre la table de travail (9). 6.- Installation selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce qu'elle comporte une pluralité de fonds de moule (2) associés à des moyens de transfert (26) passant par le poste de moulage, lesdits moyens de transfert (26) assurant l'arrivée automatique des fonds (2) à vide au-dessus du coulisseau inférieur (8), pour permettre l'opération de moulage, et lesdits moyens de transfert (26) assurant l'évacuation desdits fonds de moule (2) avec la pièce moulée (25) vers une zone de stockage en vue du séchage. 7.- Installation selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisée en ce qu'elle comporte un moule de fabrication (1) dont les flancs latéraux (3) sont constitués de plusieurs tronçons juxtaposés formant chacun l'un des côtés, indépendants les uns des autres et amovibles. 8.- Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (30) de positionnement de broches amovibles pour la réalisation d'orifices ou de réservations dans les chants de la pièce moulée (25). 9.- Installation selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (36) qui permettent de prélever une quantité déterminée de béton à partir d'une trémie de stockage (35) et qui permettent de remplir automatiquement le moule (1) de fabrication du panneau avec cette dose de béton prélevée. 10.- Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comporte une trémie (35) de stockage du béton sous laquelle sont placés les moyens de prélèvement automatique en forme de chariot doseur (36) associés à des moyens de convoyage (37, 38) jusqu'au moule de fabrication (1), ledit chariot doseur (36) comportant une ouverture supérieure pour réceptionner le béton de la trémie (35) et un système de trappe(s) inférieure(s) (39) pour déverser la dose de béton dans ledit moule de fabrication (1).