Brevet FR2751356A1 — publié le 19980123

La présente invention concerne des éléments de construction en polystyrène expansé (PSE), et plus particulièrement les entrevous PSE, qui sont souvent utilisés comme composants des systèmes de planchers préfabriqués par poutrelles et entrevous. Par rapport aux entrevous béton ou terre cuite, les entrevous PSE présentent l'avantage d'apporter au plancher mis en oeuvre une isolation thermique améliorée. Nais ils doivent également, pour permettre leur mise en oeuvre, présenter une résistance mécanique suffisante pour supporter la charge du béton lors de son coulage et avant son durcissement pour constituer la dalle de compression du plancher, ainsi que la charge des ouvriers se déplaçant sur le plancher en cours de construction. Cette dernière sollicitation s'avère être la plus sévère, du fait qu'elle s'exerce sous forme de charges concentrées susceptibles d'être aggravées par les effets dynamiques du déplacement des personnes. C'est la raison pour laquelle la résistance des entrevous est contrôlée par un essai de poinçonnement-flexion en charge centrée ou latérale selon la norme NF P 38-401. L'essai de poinçonnement-flexion montre qu'en charge centrée, dès lors que l'épaisseur de l'entrevous en partie courante est suffisante, il est possible d'obtenir des charges à rupture satisfaisantes, par exemple supérieures à 150 daN. En revanche, en charge latérale, les charges à rupture sont généralement sensiblement plus faibles, du fait que le renvoi des efforts sur les poutrelles béton par l'intermédiaire des becquets n'est plus également réparti : le becquet situé près de la charge en position latérale est très sollicité, et il se rompt généralement prématurément par cisaillement. L'une des solutions à ce problème pourrait consister à augmenter le densité du PSE, puisqu'elle régit l'ensemble de ses propriétés mécaniques (traction, compression, cisaillement, cohésion, etc). Cette solution s'avère peu avantageuse, d'une part du fait qu'elle aggrave le coût de l'entrevous, d'autre part du fait qu'elle n'est pas toujours suffisante pour renforcer le becquet au niveau souhaité. De plus, une telle solution ne concourt pas à l'optimisation économique pour une performance donnée de l'entrevous, car l'accroissement de densité du PSE améliore inutilement la résistance thermique et la résistance en charge centrée, qui se situent le plus souvent à un niveau suffisant. Une autre solution pourrait consister à modifier la géométrie du becquet en augmentant son épaisseur d'ancrage dans le corps de l'entrevous. Dans la pratique cette solution ne laisse que très peu de liberté du fait que la stabilité mécanique des systèmes poutrellesentrevous exige qu'une bonne liaison soit assurée entre l'âme des poutrelles et la dalle de compression. En conséquence les entrevous doivent être chanfreinés largement pour permettre au béton de la dalle de compression d'enrober profondément l'âme de la poutrelle. Ces chanfreins limitent l'épaisseur d'ancrage du becquet dans le corps de l'entrevous et ce d'autant plus que le système de plancher est lui-même limité en épaisseur, ce qui est fréquemment le cas dans la construction moderne. Conformément à l'invention, le déposant a résolu le problème explicité ci-dessus en prévoyant un entrevous en polystyrène expansé (PSE), de section transversale essentiellement en forme de T, au moins un becquet d'appui sur un support tel qu'une poutrelle, le becquet présentant également une feuillure d'appui, comportant une face inférieure orientée vers le bas servant à distribuer les forces transmises à travers l'entrevous sur une face supérieure du support, et une face orientée sur le côté, l'intersection des deux faces de la feuillure d'appui définissant un angle rentrant, et caractérisé en ce que l'entrevous comporte au moins un moyen souple rapporté de répartition des forces statiques et dynamiques, et qui est disposé d'une part sur la face inférieure orientée vers le bas de la feuillure d'appui, et d'autre part sur la face orientée sur le côté de la feuillure d'appui, ledit moyen souple chevauchant également l'angle rentrant formé par l'intersection des deux faces de la feuillure d'appui. Conformément à un autre objet de la présente invention, il est prévu un procédé de fabrication d'entrevous en polystyrène expansé conformément à la définition précédente. Ce procédé est plus particulièrement caractérisé en ce que l'on rapporte un moyen souple de répartition des forces statiques et dynamiques, d'une part sur la face inférieure orientée sur le bas de la feuillure d'appui, et d'autre part sur la face orientée sur le côté de la feuillure d'appui, ledit moyen souple rapporté chevauchant également l'angle rentrant formé par l'intersection des deux faces de la feuillure d'appui. Les entrevous obtenus conformément à l'invention présentent en effet un gain important de résistance au poinçonnement-flexion en position latérale selon la norme NF P 38-401, et notamment un gain compris entre 25% et 100% par rapport à un entrevous ne comportant pas le moyen souple rapporté de distribution de forces. Ceci apporte une sécurité accrue pour les ouvriers sur un chantier, qui risquent moins de provoquer la rupture d'un tel entrevous lors de leur déplacements avec charges sur ceux-ci. Conformément à un mode d'exécution préféré de l'invention, le moyen souple rapporté de répartition des forces dynamiques et statiques est constituée d'une bande de renfort relativement étroite et relativement mince, distribuée de manière continue ou non, de part et d'autre dudit angle rentrant, ainsi que dans l'angle lui-même. Plus préférentiellement encore, la bande de renfort est un ruban adhésif. Dans ce cas, le ruban adhésif peut avoir une largeur d'au moins 5 mm, et de préférence entre environ 30 mm et 50 mm, et éventuellement comprendre des fils de renforcement, de préférence des fils de renforcement longitudinaux. Selon une autre variante de l'invention, le moyen souple rapporté de répartition des forces est un ruban de colle durcie in situ, qui est de préférence utilisé dans un grammage compris entre 4 g/ml et 10 g/ml. La présente invention sera mieux illustrée par la description détaillée suivante des modes d'exécution préférés, donnés à titre d'exemples, et accompagnés du dessin en annexe, dans lequel - la figure 1 représente une vue schématique en coupe transversale d'un plancher constitué de poutrelles en béton armé, et d'entrevous en PSE selon la présente invention - la figure 2 représente une vue en perspective partiellement arrachée d'un premier mode d'exécution d'un entrevous en PSE selon la présente invention - la figure 3 représente une vue semblable à la Figure 2, avec une variante préférée du premier mode d'exécution de l'invention ; - la figure 4 représente une vue semblable à celles des figures 2 et 3, illustrant un deuxième mode d'exécution d1un entrevous en PSE conformément à l'invention. Comme mentionné plus haut, la Figure 1 représente une vue schématique en coupe transversale d'un plancher 1, constitué de manière générale par des poutrelles 2,3, par exemple de section transversale en "T" inversé, en béton armé ou en métal, et d'entrevous en PSE 4, placés entre et sur les poutrelles. Chaque entrevous est de section transversale essentiellement en forme de "T", et comporte deux chanfreins 5,6 longitudinaux, sur lesquels sera coulé du béton pour former le plancher proprement dit. L'entrevous 4 prend appui de chaque côté sur une face 7 de la poutrelle 2,3, orientée vers le haut, par le biais d'un becquet d'appui 8. Les becquets 8 présentent également une feuillure d'appui 9, comportant une face inférieure 10 orientée vers le bas servant à distribuer les forces transmises à travers l'entrevous 4 sur la face 7 des poutrelles, et une face 11 orientée sur le côté, l'intersection des deux faces de la feuillure définissant un angle rentrant 12, par exemple un dièdre. Comme montré plus clairement par la figure 2, et conformément à un premier mode d'exécution de l'invention, les faces 10,11 de la feuillure d'appui 9 d'un becquet 8 comportent un moyen souple rapporté de répartition des forces statiques et dynamiques, et portant le numéro de référence général 13. Le moyen souple rapporté 13 est disposé d'une part sur la face inférieure 10 orientée vers le bas de la feuillure d'appui 9, et également sur la face orientée 11 sur le côté de la feuillure d'appui 9, et chevauche l'angle rentrant 12 formé par l'intersection des deux faces 10,11 de la feuillure d'appui 9. Selon ce premier mode d'exécution, le moyen souple 13 est constitué par des bandes de renfort 14 relativement minces et relativement étroites, distribuées de manière non-continue selon la longueur du becquet 8 ou entrevous 4, de part et d'autre de l'angle rentrant 12, ainsi que dans l'angle lui-même. La figure 3 montre une variante de ce premier mode d'exécution, selon laquelle la bande de renfort est disposée de manière continue, le long des faces 10,11 et dans l'angle rentrant 12. La bande de renfort 14 peut être en tout matériau permettant de répartir les forces et charges dynamiques et statiques, appliquées à l'entrevous en PSE, et d'empêcher la rupture de celui-ci au niveau du becquet 8 lorsqu'une charge de 150 daN est appliquée en poinçonnement-flexion selon la norme NF P 38-401, décrite ci-après. Selon un premier mode d'exécution conformément à l'invention, la bande de renfort 14 est un ruban adhésif, par exemple du type vendu sous la dénomination 3M par la société Minnesota Mining and Manufacturing Company, ou encore un ruban adhésif vendu sous les dénominations REAF 50, ou Legrin 8959. De préférence, le ruban adhésif a une largeur d'au moins 5 mm, et préférentiellement comprise entre environ 30 mm et 50 mm. Le ruban adhésif peut en outre comprendre des fils de renforcement, et de préférence des fils de renforcement longitudinaux, c'est-à-dire s'étendant dans la même direction que la longueur du ruban, ou encore des fils de renforcement transversaux ou croisés. En utilisant des rubans de ce type, le déposant a pu constater un gain de résistance à la rupture en poinçonnement-flexion, par rapport à un entrevous en PSE sans bande de renfort, de l'ordre de 25 % à 45 %. Selon un deuxième mode d'exécution conformément à l'invention, le moyen souple de renfort 14 est constitué par un ruban ou cordon de colle durcie in situ. Le ruban de colle est disposé dans l'angle rentrant 12, le long du becquet. Bien que non représenté dans les Figures, il s'agit dans ce mode d'exécution de celui représenté par la Figure 3, mais modifié par le remplacement du ruban adhésif avec le ruban de colle. Dans la Figure 4, qui montre une variante, le ruban de colle est disposé de part et d'autre de l'angle rentrant 12, et sur les faces 10,11 de la feuillure d'appui 9, décrivant une forme sensiblement sinusoïdale tronquée. Le choix de la colle est important pour obtenir de bons résultats, et ainsi toute colle apte à une utilisation dans les entrevous de la présente invention doit de préférence satisfaire aux conditions suivantes - être chimiquement inerte vis-à-vis le matériau constitutif de l'entrevous, c'est-à-dire le PSE ; - présenter une viscosité suffisante de manière à ne pas couler après son application, puisque l'application de la colle dans l'angle rentrant 12 implique qu'au moins l'une des deux faces 10,11 est en pente pendant la prise de la colle ; - et présenter des propriétés mécaniques satisfaisantes en termes de résistance à l'allongement. Le déposant a découvert qu'une colle à base de polyuréthanne, par exemple du polyuréthanne non chargé transparent, donne de très bons résultats en termes d'augmentation de la résistance à la rupture en poinçonnement-flexion. Ce type de colle durcit au contact de l'humidité ambiante de l'atmosphère. La composition de colle peut comporter d'autres ingrédients, par exemple un activateur de prise, un agent thixotrope, et/ou un prépolymère de durcissement. Une telle composition de colle se trouve dans le commerce, par exemple sous la dénomination KLEIBERIT (marque déposée). La colle est appliquée par des pistolets applicateurs, munis, par exemple de deux à quatre buses à jet rond ou plat. De tels pistolets sont également disponibles dans le commerce, par exemple sous la dénomination SEFLID. La quantité de colle appliquée est préférentiellement comprise entre 4 g/ml et 10 g/ml. Ceci permet d'obtenir des gains de résistance significatifs, de l'ordre de 80 % à 100 %, par rapport à un entrevous en PSE non pourvu de cette bande de renfort. Des entrevous en PSE comportant soit un ruban de colle durcie in situ, soit un ruban adhésif, ont été préparés conformément à la disposition illustrée par la Figures 3 respectivement, et soumis à un test comparatif, par rapport à des entrevous ne disposant pas de moyen souple rapporté de répartition de forces, de résistance au poinçonnement-flexion en charge latérale, conformément à la norme française NF P 38-401. Selon la méthode définie dans cette norme, les becquets de l'entrevous sont placés horizontalement sur des supports, correspondant à des poutrelles par exemple, et une charge latérale est appliquée, à 15 cm du bord extérieur du becquet. La charge est appliquée par le biais d'une semelle articulée, par exemple en bois dur ou en métal, jusqu'à rupture de 1'entrevous. Pour obtenir la norme, de tels entrevous en PSE doivent présenter une résistance à la rupture par poinçonnement-flexion supérieure ou égale à 150 daN. Les essais comparatifs suivants ont été effectués et les résultats sont reportés dans les tableaux ci-après. Les témoins utilisés sont des entrevous en PSE sans modification, c'est-à-dire sans bande de renfort TABLEAU 1 Bande de renfort : ruban transparent renforcé par trame croisée, largeur 50 mm. Repère Résistance en daN Témoin 131 Ex. 1 155 Ex. 2 169 Ex. 3 171 Ex. 4 177 Ex. 5 175 TABLEAU 2 Bande de renfort : ruban en toile souple adhésive, largeur 50 mm. Repère Résistance en daN Témoin 141 Ex. 1 164 Ex. 2 172 Ex. 3 185 Ex. 4 185 Ex. 5 175 TABLEAU 3 Bande de renfort : ruban adhésif Scotch, largeur 50 mm. Repère Résistance en daN Témoin 123 Ex. 1 178 Ex. 2 183 Ex. 3 180 Ex. 4 160 Ex. 5 1 175 TABLEAU 4 Bande de renfort : transparent, renforcé longitudinalement par 24 fils, largeur 50 mm. Repère I | Résistance en daN Témoin 132 Ex. 1 169 Ex. 2 178 Ex. 3 183 Ex. 4 169 Ex. 5 186 TABLEAU 5 Moyen de renfort : ruban de colle polyuréthanne KLEIBERIT (marque déposée), type VP8001, sans activateur de prise, avec agent thixotrope, maturation d'un jour). Repère Résistance en daN Grammage (g/ml) Témoin 1 72 0 Ex. 1 156 6,8 Témoin 2 74 0 Ex. 2 154 8,8 Témoin 3 114 0 Ex. 3 180 6 Témoin 4 108 0 Ex. 4 174 6 Témoin 5 110 0 Ex. 5 150 6 Témoin 6 108 0 Ex. 6 188 7,4 Témoin 7 108 0 Ex. 7 154 7,4 Témoin 8 108 0 Ex. 8 188 7,4 Ces résultats montrent qu'il est possible, avec des entrevous en PSE selon l'invention, d'obtenir une meilleure résistance à la rupture en poinçonnement-flexion avec charge latérale, et dans tous les cas, une résistance égale ou supérieure à 150 daN, ce qui permet d'améliorer la sécurité de leur utilisation sur le chantier. REVENDICATIONS i/ Entrevous (4) en polystyrène expansé (PSE), de section transversale essentiellement en forme de T, et au moins un becquet d'appui (8) sur un support tel qu'une poutrelle (2), le becquet (8) présentant également une feuillure d'appui (9), comportant une face inférieure (10) orientée vers le bas servant à distribuer les forces transmises à travers l'entrevous (4) sur une face (7) supérieure du support (2), et une face (11) orientée sur le côté, l'intersection des deux faces (10, 11) de la feuillure d'appui (9) définissant un angle rentrant (12), caractérisé en ce crue l'entrevous (4) comprend au moins un moyen souple rapporté (13) de répartition des forces statiques et dynamiques, qui est disposé d'une part sur la face inférieure (10) orientée vers le bas de la feuillure d'appui (9), et d'autre part sur la face orientée (11) sur le côté de la feuillure d'appui (9), ledit moyen (13) chevauchant également l'angle rentrant (12) formé par l'intersection des deux faces (10, 11) de la feuillure d'appui (9). 2/ Entrevous selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen souple rapporté (13) de répartition de forces dynamiques et statiques est constituée par une bande de renfort relativement mince et relativement étroite, distribuée de manière continue ou non selon la longueur du becquet (8), de part et d'autre dudit angle rentrant, ainsi que dans l'angle lui-même. 3/ Entrevous selon la revendication 2, caractérisé en ce que la bande de renfort est un ruban adhésif. 4/ Entrevous selon la revendication 3, caractérisé en ce que le ruban adhésif a une largeur d'au moins 5 mm, et de préférence comprise entre environ 30 mm et 50 mm. 5/ Entrevous selon la revendication 3, caractérisé en ce que le ruban adhésif comprend des fils de renforcement. 6/ Entrevous selon la revendication 5, caractérisé en ce que le ruban adhésif comprend des fils de renforcement longitudinaux, transversaux, ou croisés. 7/ Entrevous selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen souple rapporté (13) de répartition de forces dynamiques et statiques est un ruban de colle durcie in situ. 8/ Entrevous selon la revendication 7, caractérisé en ce que le ruban de colle durcie in situ est utilisé dans un grammage compris entre 4 g/ml et 10 g/ml. 9/ Procédé de fabrication d'entrevous en polystyrène expansé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on rapporte un moyen souple (13) de répartition des forces statiques et dynamiques, d'une part sur la face inférieure (10) orientée vers le bas de la feuillure d'appui (9), et d'autre part sur la face orientée (11) sur le côté de la feuillure d'appui (9), ledit moyen souple (13) chevauchant également l'angle rentrant (12) formé par l'intersection des deux faces (10, 11) de la feuillure d'appui (9). 10/ Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'on distribue une bande de renfort relativement mince et relativement étroite, de manière continue ou non, selon la longueur de l'entrevous (4), de part et d'autre dudit angle rentrant, ainsi que dans l'angle lui-même.