Brevet FR2749033A1 — publié le 19971128

La présente invention concerne un procédé de réalisation d'un revêtement à base de liant hydraulique tel que du ciment sur une face d'une paroi au moins pour l'essentiel en acier ou en matériau similaire en termes de rigidité et de comportement à la traction. Comme on le comprendra par la suite, on entend ici par matériau similaire" à l'acier un matériau qui, constituant au moins pour l'essentiel la paroi, puisse au même titre que l'acier conférer à celle-ci des caractéristiques mécaniques telles que cette paroi puisse servir de seule armature, ou au moins d'armature principale, pour le revêtement à base de liant hydraulique et limiter ainsi de façon admissible la fissuration que celui-ci peut subir notamment lors de son retrait. En effet, la plupart des matériaux à base de liant hydraulique, notamment de ciment (béton, mortier...), sont soumis au retrait lorsqu'ils sont exposés à une atmosphère non saturée en humidité. Le retrait est susceptible de provoquer une fissuration, surtout si la déformation du matériau est empêchée. Quand il n'est pas possible d'éviter le retrait, on cherche au moins à limiter la fissuration qu'il provoque parce qu'elle est en général indésirable. La technique traditionnelle consiste à prévoir une armature dans le matériau armature classique (barres, fils, treillis soudé,...) pour le béton, grillage ou fibres (d'acier, mais aussi de verre ou en matériaux organiques,...) pour les mortiers. Cette technique traditionnelle a des limites, dans le cas des mortiers en particulier les fibres acier ne sont pas toujours utilisables, les fibres de verre sont fragiles et, du fait de leur capacité d'allongement limitée, elles résistent mal aux fissures de retrait empêché, les fibres "organiques" - polypropylène, par exemple - sont moins performantes en résistance mécanique et il n'est pas toujours possible, compte tenu du procédé utilisé pour la mise en oeuvre du matériau, d'atteindre le dosage de fibre nécessaire pour maîtriser la fissuration. Or, le problème de la maîtrise de la fissuration devient crucial lorsqu'il s'agit d'utiliser un revêtement à base de liant hydraulique pour protéger, par exemple à l'encontre de sollicitations mécaniques par chocs ou frottements, une paroi réalisée pour l'essentiel en acier ou en un matériau similaire, dans la mesure où une fissuration excessive peut porter suffisamment atteinte à l'homogénéité mécanique du revêtement pour le rendre à peu près inefficace. Toutes les techniques connues d'armature interne au revêtement à base de liant hydraulique ne donnant pas véritablement satisfaction à cet égard, la Demanderesse a songé à s'écarter radicalement de ces techniques traditionnelles en utilisant la paroi elle-même comme armature, c'est-àdire en faisant jouer à cette paroi le rôle d'une armature externe pour le revêtement à base de liant hydraulique, afin d'en maîtriser la fissuration. Il est apparu toutefois que, s'il est vrai qu'un revêtement à base de liant hydraulique s'ancre suffisamment sur une armature qu'il enrobe intégralement, I'efficacité de cet ancrage résulte essentiellement d'un effet de confinement de l'armature en compression à l'intérieur du matériau à base de liant hydraulique, et l'on ne retrouve pas cet effet dans le cas du revêtement d'une face d'une paroi que l'on ne peut enrober totalement dans la mesure où elle n'est pas initialement destinée à servir d'armature mais à remplir une autre fonction, et peut par exemple délimiter une capacité de toute géométrie, telle qu'une citerne, ou former un tube, tel qu'un tronçon d'oléoduc ou de gazoduc, dont on désire revêtir de matériau à base de liant hydraulique une face périphérique intérieure ou une face périphérique extérieure, ou encore présenter la forme de toute autre paroi même plane dont on ne désire revêtir qu'une face sans l'enrober intégralement. Le but de la présente invention est de remédier à cet inconvénient et, à cet effet, il est proposé un procédé du type indiqué en préambule, caractérisé par la succession des étapes consistant à a) appliquer sur l'intégralité de ladite face, de façon répartie, un matériau d'adhérence propre à faire prise et à adhérer à ladite face en faisant prise, b) appliquer sur l'intégralité de ladite face, avec interposition du matériau d'adhérence, avant prise complète de celui-ci, une couche continue de mortier hydraulique frais, c) autoriser ou provoquer la prise et le durcissement du mortier hydraulique en autorisant ou provoquant la poursuite de la prise du matériau d'adhérence, de façon à former une couche de mortier hydraulique qui soit solidaire de la paroi, de façon répartie, par l'intermédiaire du matériau d'adhérence et dont la paroi constitue ainsi au moins pour l'essentiel une armature. On entend ici par "prise" du matériau d'adhérence, notamment mais non exclusivement, une polymérisation de celui-ci. Selon les cas, le matériau d'adhérence peut être appliqué à l'état liquide, visqueux ou pâteux, sous forme de points, de plots ou de bandes, répartis de préférence régulièrement sur ladite face, ou encore d'une pellicule continue qui couvre intégralement ladite face et que l'on recouvre de mortier hydraulique lors de l'étape c). Bien qu'il puisse donner satisfaction pour toute épaisseur du revêtement à base de liant hydraulique, le procédé selon l'invention présente un intérêt tout particulier lorsque l'épaisseur de ce revêtement est faible, à savoir notamment lorsqu'on limite l'épaisseur de la couche de mortier hydraulique à 20 mm environ, au plus. Naturellement, le matériau d'adhérence doit être compatible avec le mortier hydraulique à l'état frais, c'est-à-dire notamment avec son eau de gachage, mais il existe déjà sur le marché, pour d'autres applications, des matériaux d'adhérence formulés de façon à satisfaire cette condition, à partir de résines choisies dans un groupe comportant les résines époxydes, les résines acryliques et les styrènes butadiènes, cette liste n'étant nullement limitative. On observera que l'application du procédé selon l'invention n'est pas limitée à la maîtrise des fissurations de retrait du revêtement à base de liant hydraulique, mais peut être étendue à la maîtrise des fissurations résultant de toutes contraintes dues aux sollicitations mécaniques, ou thermiques, ou éventuellement autres. Outre qu'il permet de mieux maîtriser la fissuration en utilisant la paroi en acier ou en matériau similaire comme armature, le procédé selon l'invention améliore aussi l'adhérence du matériau de revêtement à l'état frais sur la paroi, ce qui peut être particulièrement avantageux lorsqu' il faut réaliser le revêtement sur une paroi qui ne peut pas être orientée et que le revêtement doit adhérer à l'état frais en toute position, par exemple sur des parois verticales ou tournées vers le bas. Le procédé peut être utilisé pour une paroi déjà revêtue d'un revêtement organique, par exemple si la paroi doit être protégée cathodiquement de façon classique, le revêtement en matériau à base de liant hydraulique n'assurant alors que la fonction de protection mécanique. Dans ce cas, il est nécessaire de vérifier la compatibilité du matériau d'adhérence avec ce revêtement organique, I'efficacité de l'adhérence qui dépend de la nature du revêtement organique, et de son âge à l'époque où est appliqué le revêtement en matériau à base de liant hydraulique. I1 est à noter que dans le cas de parois en acier, destinées à être protégées cathodiquement, le revêtement organique traditionnellement utilisé en combinaison avec la protection cathodique peut être supprimé et remplacé par la pellicule continue de matériau d'adhérence utilisée dans un mode de mise en oeuvre du procédé ; il faut pour cela que le matériau d'adhérence ait une formulation adaptée, aisément déterminable par un Homme du métier. Le remplacement du revêtement organique par la pellicule continue de matériau d'adhérence de ce mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention est intéressante sur le plan économique et permet d'accélérer et de simplifier la fabrication du produit fini constitué par la paroi portant son revêtement à base de liant hydraulique. De façon plus générale, on peut choisir le matériau d'adhérence et l'épaisseur de la pellicule continue qu'il forme selon un mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention de telle sorte que cette pellicule soit propre à remplir au moins une fonction technique en plus de sa fonction d'adhérence entre le mortier hydraulique et la paroi. Le procédé selon l'invention peut aussi être utilisé pour le revêtement de parois en acier ou en matériau similaire définissant directement la face sur laquelle on applique le revêtement de mortier hydraulique par l'intermédiaire du matériau d'adhérence. Dans un tel cas et lorsque la paroi est en acier, sans revêtement organique de la face périphérique destinée à recevoir le revêtement et sans protection cathodique, la protection contre la corrosion peut être assurée par le revêtement en matériau à base de liant hydraulique, lequel peut être choisi, si nécessaire, dans un groupe comportant - les mortiers ou bétons Haute Performance ou Très Haute Performance, réalisés en utilisant des adjuvants spécifiques tels que des superfluidifiants et des ajouts adaptés tels que des fumées de silice, et les mortiers ou bétons dits "modifiés", améliorés par un latex en fonction de caractéristiques recherchées de résistance mécanique et de protection contre l'agressivité du milieu. Le matériau de revêtement peut également contenir des fibres, qui peuvent améliorer certaines caractéristiques du revêtement, telles que sa résistance aux chocs, et/ou contribuer à la maitrise de sa fissuration, c'està-dire compléter l'effet de l'ancrage sur la paroi à cet égard. Ces exemples ne sont nullement limitatifs et, de façon plus générale, le mortier hydraulique utilisé peut contenir tout type d'adjuvant désiré et/ou toute charge désirée, en fonction des caractéristiques que l'on désire donner au revêtement. Le procédé selon l'invention peut également être utilisé pour le revêtement de parois métalliques autres qu'en acier ou de parois comportant une base en acier avec un revêtement métallique, par exemple un revêtement en zinc appliqué par galvanisation, métallisation ou autre procédé, un revêtement en aluminium, un revêtement d'alliage zincaluminium, ou d'autres types de revêtement métallique, ou encore un revêtement organo-métallique, et par exemple un revêtement époxy-zinc, un revêtement zinc-éthyle-silicate, ou autre, outre les revêtements organiques déjà évoqués, étant entendu que ces exemples ne sont nullement limitatifs. En outre, au lieu d'être métallique au moins pour l'essentiel, c'est-àdire intégralement ou de façon limitée à une base, la paroi peut être réalisée en divers matériaux permettant d'obtenir l'effet d'armature recherché, c'est-à-dire en des matériaux similaires à l'acier en termes de rigidité et de comportement à la traction ; à titre d'exemple non limitatif de tels matériaux, on peut citer les matériaux stratifiés époxy-carbone, mais d'autres choix pourraient également être effectués par un Homme du métier sans que l'on sorte pour autant du cadre de la présente invention. A cet égard, on pourra considérer comme susceptible de donner satisfaction, en tant qu'armature pour la couche de revêtement en mortier hydraulique, une paroi présentant les caractéristiques suivantes - un module, caractérisant la rigidité de l'armature, au moins égal à 60 000 méga Pascals environ, le module de l'acier étant de l'ordre de 200 000 méga Pascals - une résistance linéique à la traction, caractérisant l'absence de fragilité de l'armature, répondant à la formule suivante A.o'e a, > k(eB.ar) où eA : épaisseur de l'armature, à savoir de la paroi portant le revêtement en mortier 0e : limite élastique du matériau constitutif de cette paroi, ce matériau pouvant être monocouche ou multicouche, eB : épaisseur du revêtement en mortier, or: résistance du mortier à la rupture, k : coefficient de sécurité, supérieur à 1. Cette dernière caractéristique peut également s'exprimer par le fait que la résistance élastique de la paroi à la traction, par unité de longueur, doit être supérieure à la résistance du revêtement en mortier à la rupture en traction, par unité de longueur, multipliée par un coefficient de sécurité approprié. D'autres conditions pourraient cependant être choisies par un Homme du métier sans que l'on sorte pour autant du cadre de la présente invention. Diverses techniques peuvent être utilisées d'une part pour l'application du matériau d'adhérence lors de l'étape a) et d'autre part pour la mise en place du mortier lors de l'étape b) mais, de façon préférée, il est prévu d'appliquer le matériau d'adhérence par projection sous pression, avec un matériel spécifique, lors de l'étape a) puis de mettre en place la couche de mortier hydraulique par projection pneumatique avec alimentation par pompage lors de l'étape b). L'application du matériau d'adhérence par projection est tout particulièrement adaptée lorsqu'il s'agit de réaliser une pellicule continue de ce matériau mais d'autres techniques telles que l'enduction, par exemple à la brosse ou au rouleau si le matériau d'adhérence est suffisamment liquide, ou encore à la spatule si ce matériau est pâteux, peuvent être utilisées à cet effet ; dans le cas d'une application sous forme de points, plots ou bandes, on peut utiliser non seulement ces techniques, mais également des techniques de dépôt à l'état préfabriqué. De même, alors que la projection pneumatique est préférée pour la mise en place de la couche de mortier hydraulique en raison notamment de sa facilité de mise en oeuvre quelles que soient la conformation et l'orientation de la paroi, d'autres techniques peuvent être utilisées à cet effet lorsque les circonstances s'y prêtent, notamment un moulage par gravité ou injection, ou un dépôt à la règle vibrante ou à la trémie vibrante, ou encore un dépôt sous forme de bande préfabriquée, sur le matériau d'adhérence préalablement mis en place sur la paroi. Dans la mesure où la mise en oeuvre du procédé selon l'invention aboutit à un mode de coopération original entre la paroi et le revêtement, dont l'armature est assurée au moins pour l'essentiel par la paroi, la présente invention englobe également le produit constitué par une paroi portant un revêtement à base de ciment et obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de celui-ci ressortiront de la description ci-dessous, relative à un exemple non limitatif de mise en oeuvre, ainsi que des dessins annexés qui font partie intégrante de cette description. - La figure 1 illustre l'étape a) d'application du matériau d'adhérence, dans cet exemple sous forme d'une pellicule continue, sur la paroi, celleci étant vue en coupe ainsi que la pellicule d'adhérence en cours de formation. - La figure 2 montre, en une vue analogue, L'étape b) alors que la pellicule d'adhérence a été entièrement réalisée et que l'on est en train d'y appliquer la couche de revêtement en matériau à base de mortier. - La figure 3 illustre le produit obtenu à l'issue de l'étape b) ou de l'étape c), de façon analogue aux figures 1 et 2. Sur l'ensemble de ces figures, on a illustré la paroi à laquelle on applique le procédé selon l'invention sous forme d'une plaque verticale 1 et la face destinée à recevoir un revêtement à base de ciment, conformément à la présente invention, sous forme d'une face principale verticale 2 de cette plaque 1. On a désigné par eA l'épaisseur de la plaque 1, cette épaisseur étant uniforme dans cet exemple et mesurée perpendiculairement à la face 2, de même que les autres épaisseurs mentionnées par la suite. Il est bien entendu, toutefois, que la présente invention pourrait s'appliquer également au revêtement de faces planes obliques ou horizontales, tournées vers le haut ou vers le bas, de toute paroi de même qu'elle pourrait également s'appliquer à des faces curvilignes, convexes ou concaves, de toute paroi telle que la paroi d'une capacité ou la paroi d'un tube, ces exemples n'étant nullement limitatifs. L'épaisseur de la paroi pourrait ne pas être uniforme et, dans un tel cas, il y aurait lieu de prendre en compte la valeur minimale de cette épaisseur. La plaque 1, ou plus généralement la paroi destinée à recevoir le revêtement selon l'invention, peut être réalisée en une seule pièce d'un même matériau, à savoir de l'acier ou un matériau similaire à l'acier de la façon définie plus haut, définissant directement la face 2, comme on l'a illustré en trait plein à la figure 1, ou encore sous forme d'une base 3 en acier ou en matériau similaire à l'acier, éventuellement composite, lui communiquant ses caractéristiques mécaniques, définissant la face 2 par l'intermédiaire d'une couche ou pellicule de revêtement 4 d'un matériau organique, métallique ou organo-métallique. Selon que cette couche ou pellicule 4 joue, ou non, un rôle dans la rigidité et la résistance linéique de celle-ci à la traction, on la prend, ou non, en compte en tant que partie d'armature, notamment au regard des conditions précédemment indiquées ; en tout état de cause, on se placera du côté de la sécurité en considérant la base seule à cet égard. L'ensemble du procédé selon l'invention peut s'effectuer sans que l'on soit obligé de modifier la position de la paroi 1 et l'orientation de sa face 2, dont on remarquera qu'elles restent inchangées de la figure 1 à la figure 3. Il est bien entendu, toutefois, que lorsque les circonstances s'y prêtent, on peut également choisir l'orientation de la face 2 afin de faciliter la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Au cours d'une première étape a) du procédé, illustrée à la figure 1, on applique sur la face 2 de la paroi 1, par exemple par projection sous pression au moven d'une buse 5 à laquelle on imprime un mouvement de balayage en regard de la face 2, un matériau d'adhérence 6 qui forme progressivement une pellicule 7 adhérant en tout point à la face 2 et couvrant intégralement celle-ci à la fin de cette étape a). Le matériau d'adhérence 6 est choisi compatible avec celui qui constitue la paroi 1 au moins à proximité immédiate de la face 2 de celle-ci ainsi qu'avec l'application ultérieure du revêtement à base de ciment. Si sa fonction se limite à une fonction d'intermédiaire d'adhérence entre le revêtement de ciment et la face 2 de la paroi 1, elle peut présenter une épaisseur e de l'ordre de quelques dixièmes de millimètres, mais on peut également lui attribuer d'autres fonctions, par exemple une fonction de revêtement diélectrique associé à une protection cathodique de la paroi 1 si celle-ci est réalisée en acier, auquel cas on choisit de façon appropriée le matériau d'adhérence 6 et l'on dimensionne de façon appropriée l'épaisseur e de la pellicule 7 ainsi formée, qui peut alors atteindre plusieurs millimètres. Le matériau d'adhérence 6 est choisi de telle sorte qu'il fasse ensuite prise, généralement en durcissant, par exemple par polymérisation soit naturelle, notamment par contact avec l'air ambiant ou avec l'humidité, en particulier celle du mortier hydraulique frais ensuite appliqué, ou par réaction entre ses constituants, soit accélérée par exemple par un chauffage. Avant que la prise du matériau d'adhérence 6 ne soit complète, c'est-à-dire dans l'exemple précité avant qu'il ne soit totalement polymérisé, le plus souvent alors qu'il présente un état visqueux ou collant, on procède à l'étape b), illustrée à la figure 2, au cours de laquelle on applique sur la pellicule 7 précédemment formée un mortier hydraulique 8, formé d'un liant hydraulique tel que du ciment et d'eau et éventuellement additionné d'adjuvants et/ou de charges, par exemple en faisant accomplir à une buse de projection pneumatique 9, alimentée par pompage en mortier 8 à l'état frais, c'est-à-dire fluide et contenant son eau de gâchage, un mouvement de balayage en regard du revêtement 7 de façon à couvrir intégralement celui-ci d'une couche de revêtement 10 continue, liée en tout point à la pellicule 7 d'adhérence. Comme l'épaisseur c de la pellicule d'adhérence 7, I'épaisseur eB de la couche de revêtement 10 ainsi formée par le mortier 8 est constante, et généralement limitée à 20 mm environ, au plus, bien que l'on puisse effectuer d'autres chois en fonction de destinations particulières de la paroi 1. L'incorporation éventuelle de fibres au mortier hydraulique 8 peut s'effectuer soit dans un malaxeur de préparation de celui-ci avant sa projection, auquel cas la buse 9 projette le mortier hydraulique 8 et les fibres en mélange, soit par projection simultanée des fibres et du mortier hydraulique 8 au moyen de buses respectives concentriques ou juxtaposées, le mélange des fibres et du mortier hydraulique 8 s'effectuant alors entre la sortie de ces buses et l'impact sur la pellicule d'adhérence 7. Aucune de ces techniques n'a été illustrée mais elles sont bien connues d'un Homme du métier. Ensuite, on met en oeuvre l'étape c) de prise et de durcissement de la couche 10 de mortier 8, qui reste ancrée de façon continue, en tout point, à la face 2 de la paroi 1 par l'intermédiaire de la pellicule d'adhérence 7, dans des conditions de liaison intime telles que la paroi 1 constitue au moins pour l'essentiel l'armature de la couche de revêtement 10. Le produit obtenu est illustré à la figure 3 et se présente sous forme d'un stratifié formé de la superposition de la paroi 1, éventuellement déjà multicouche, de la pellicule de revêtement 7 dont le durcissement s'est poursuivi pendant la prise et le durcissement du mortier 8, et de la couche 10 de mortier. Selon une variante non représentée, mais aisément compréhensible par un Homme du métier, de l'étape a), le matériau d'adhérence 6 est appliqué de façon discontinue mais répartie, de préférence régulièrement, sur la totalité de la face 2 de la paroi 1, par exemple sous forme de points, de plots ou de bandes parallèles ou entrecroisées, et, avant sa polymérisation complète, on projette sur lui, ainsi que sur les parties de la face 2 qu'il laisse découvertes, la couche continue précitée 10 de mortier hydraulique à l'état frais ; les étapes b) et c) restent inchangées si ce n'est que l'épaisseur de cette couche 10 n'est constante que dans la mesure où l'on néglige la présence des points, plots ou bandes de matériau d'adhérence. Naturellement, le terme "mortier" utilisé ici ne doit pas être interprété dans un sens limitatif mais il inclut également non seulement les mortiers additionnés de divers adjuvants et/ou charges, mais également des bétons, comportant des graviers dont on préfère cependant limiter la granulométrie à une gamme fine. REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'un revêtement à base de liant hydraulique tel que du ciment sur une face (2) d'une paroi (1) au moins pour l'essentiel en acier ou en matériau similaire en termes de rigidité et de comportement à la traction, caractérisé par la succession des étapes consistant à a) appliquer sur l'intégralité de ladite face (2), de façon répartie, un matériau d'adhérence (6), propre à faire prise et à adhérer à ladite face (2) en faisant prise, b) appliquer sur l'intégralité de ladite face (2), avec interposition du matériau d'adhérence (6), avant prise complète de celui-ci, une couche continue (10) de mortier hydraulique frais (8), c) autoriser ou provoquer la prise et le durcissement du mortier hydraulique (8) en autorisant ou provoquant la poursuite de la prise du matériau d'adhérence (6), de façon à former une couche (10) de mortier h)draulique (8) qui soit solidaire de la paroi (1), de façon répartie, par l'intermédiaire du matériau d'adhérence (6) et dont la paroi (1) constitue ainsi au moins pour l'essentiel une armature. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi (1) définit directement la face (2). 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi comporte une base (3) en acier ou matériau similaire et définit ladite face (2) par un revêtement continu (4), lié en tout point à ladite base (3), et dont la nature est choisie dans un groupe comportant les revêtements métalliques, organo-métalliques, organiques. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on choisit le matériau d'adhérence dans un groupe comportant les résines époxydes, les résines acryliques et les styrènes butadiènes. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on applique le matériau d'adhérence, lors de l'étape a), sous forme de points, de plots, de bandes répartis, de préférence régulièrement, sur ladite face. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on applique le matériau d'adhérence (6), lors de l'étape a), sous forme d'une pellicule continue (7) couvrant intégralement ladite face (2). 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'on choisit le matériau d'adhérence (6) et l'épaisseur de la pellicule (7) de telle sorte que cette dernière soit propre à remplir au moins une fonction technique en plus de sa fonction d'adhérence entre le mortier hydraulique (8) et la paroi (1). 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le mortier hydraulique (8) contient des adjuvants et/ou charges. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'on limite l'épaisseur de la couche de mortier hydraulique (8) à 20 mm environ, au plus. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'on applique le matériau d'adhérence (6) par projection lors de l'étape a). 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'on applique le mortier hydraulique (8) par projection lors de l'étape b). 12. Paroi portant un revêtement à base de ciment, obtenue par mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.