Brevet FR2767346A1 — publié le 19990219

Procédé et dispositif de recépage pour des pièces d'ouvrage en béton. L'invention est relative à un procédé pour recéper ou démolir les pièces d'ouvrage en béton, notamment en forme de pieux, de barrettes ou de parois moulées. Lors de la fabrication de pieux en béton, on procède d'abord au forage d'un trou pouvant atteindre plusieurs dizaines de mètres de profondeur, avec mise en place progressive d'un coffrage modulaire. En fin d'opération de coulée de béton, la portion terminale du béton durci est chargée de différentes particules à base de gravats et de terre, qui affecte la résistance mécanique du béton. II est classique de détruire cette portion de béton au moyen d'un marteaupiqueur pneumatique pouvant être combiné avec l'injection d'un produit chimique d'expansion. L'emploi du marteau-piqueur crée des vibrations mécaniques qui risquent de fissurer toute la structure de l'ouvrage au-delà de la limite de recépage, et sans possibilité de contrôler cet état de fissuration. Les risques humains d'accidents de travail dûs à l'emploi d'un marteaupiqueur ne sont pas exclure en fonction du lieu et des conditions de travail, notamment lorsque l'ouvrier est obligé de travailler sur des surfaces étroites et en hauteur, hérissées d'armatures de ferraillage en attente. L'injection du produit chimique d'expansion nécessite d'autre part un forage préalable dans le béton à détruire de plusieurs saignées ou trous, lesquels sont réalisés au moyen d'un perforateur. Outre l'apparition des vibrations mécaniques risquant d'ébranler l'ouvrage, se pose le problème de l'étirement des armatures en acier dû à la poussée exercée par la réaction d'expansion de l'agent chimique. Les contraintes mécaniques exercées sur les armatures, et la propagation de la fissuration au-delà de la zone de recépage affectent la tenue mécanique de l'ouvrage en béton. L'objet de l'invention consiste à élaborer un procédé et un dispositif de recépage ou de démolition d'une partie d'un ouvrage en béton, sans affecter la tenue mécanique du reste de l'ouvrage. Le procédé de l'invention est caractérisé par les étapes successives suivantes: - mise en place avant l'opération de coulée de béton, de moyens de réservation recouverts par un matériau souple n'adhérant pas avec le béton, - coulée du béton, - après durcissement du béton, retrait des moyens de réservation pour ménager un réseau de canaux creux à l'intérieur de la masse de béton, -mise en place dans les canaux d'un agent d'expansion permettant la fissuration et l'éclatement de la masse de béton, - et démontage des blocs de béton éclatés par une action manuelle ou mécanique. Selon un mode de réalisation préférentiel du dispositif de mise en oeuvre du procédé, les moyens de réservation comportent une cage amovible ayant une pluralité de barres rigides solidaires d'un cadre de maintien prenant appui sur des moyens de support prévus aux extrémités des armatures de renfort, la longueur des barres de la cage de réservation correspondant sensiblement à la hauteur de la pièce de béton à éclater. Les barres de la cage de réservation sont équipées de poches destinées à rester emprisonnées à l'intérieur de la masse de béton durci, de manière à former une pluralité de réservoirs communiquant avec les différents canaux de réservation créés lors du retrait des barres de ladite cage. Pour résister aux efforts de poussée dus à la réaction d'expansion, les armatures de renfort sont entourées par des fourreaux en matériau souple anti-adhérent avec le béton. Les moyens de support de la cage de réservation comportent un cerceau horizontal réalisé en fil métallique soudé aux extrémités supérieures des armatures de l'ouvrage pour constituer une couronne d'appui pour des tiges de positionnement assujetties à la cage de réservation. Les moyens de réservation peuvent comporter des éléments de réservation additionnels en matériaux souple pour créer une discontinuité au niveau de la zone horizontale de recépage. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique en coupe du dispositif de recépage selon l'invention, lors de la mise en place de la cage de réservation entre les armatures de ferraillage de l'ouvrage, et avant la coulée de béton - la figure 2 montre l'agencement des armatures de ferraillage, et des éléments de réservation additionnels au niveau de la zone de recépage - la figure 3 est une vue identique de la figure 1 après l'insertion complète de la cage de réservation - la figure 4 représente une vue en coupe selon la ligne 4-4 de la figure 3 - les figures 5 à 7 montrent des vues de détail, à échelle agrandie, des poches réservoirs équipant les barres de la cage de réservation; - la figure 8 montre le bloc de béton après fissuration suite à l'insertion d'un produit d'expansion - la figure 9 est une vue en plan de la figure 8. En référence aux figures 1 à 4, un dispositif de recépage ou de démolition 10 pour des ouvrages en béton, notamment des pieux, des barrettes ou des parois moulées, comporte une cage de réservation 12 amovible dotée d'une pluralité de barres 14 rigides assujetties à un double cadre de maintien 16. Les barres 14 en acier, par exemple des fers à béton de sections cylindriques, s'étendent parallèlement entre elles selon la direction verticale, et sont réparties circonférentiellement en plusieurs séries concentriques, la figure 4 représentant deux séries A, B à titre d'exemple. Le double cadre de maintien 16 des barres 14 comprend de plus des organes de levage 18, et des tiges de positionnement 20 agencées dans un plan horizontal perpendiculaire aux barres 14. Chaque barre 14 de la cage de réservation 12 est équipé d'un fourreau 22 tubulaire en matériau souple n'adhérant pas avec le béton lors de son durcissement. La cage de réservation 12 cylindrique est dimensionnée en fonction de l'ouvrage à réaliser, et est introduite dans le sens vertical de la flèche F1 (figure 1) à l'intérieur d'une série d'armatures 24 de renfort faisant saillie du trou 26 de forage ménagé dans le sol. Les armatures 24 métalliques sont séparées angulairement les unes des autres selon des intervalles réguliers, en s'étendant selon des génératrices parallèles d'un cylindre 28, dont le diamètre est supérieur à celui de la série extérieure A des barres 14 de la cage de réservation 12. Aux extrémités supérieures des armatures 24 est soudé un cerceau 30 horizontal de fil métallique pour constituer une couronne de support des tiges de positionnement 20 de la cage de réservation 12. Les armatures 24 au niveau de la zone de recépage, sont également renforcées par au moins un fil de cerclage 32 destiné à rigidifier la partie restante non démolie. Les armatures 24 sont entourées par des fourreaux 34 tubulaires réalisées en un matériau souple comparable à celui des autres fourreaux 22 des barres 14. Les fourreaux 34 des armatures 24 s'étendent entre le fil de cerclage 32 inférieur , et le cerceau 30 supérieur, et permettent d'amortir les forces de poussée lors de la réaction d'expansion, tout en évitant l'adhérence du béton sur les armatures 24. Le matériau anti-adhérant des fourreaux 22 et 34 est constitué à titre d'exemple par une mousse de polyéthylène ou autre polymère compressible, mais tout autre matériau est utilisable, notamment du carton. En limite de la zone de recépage sont disposés horizontalement des éléments de réservation 36 additionnels (figure 2) en matériau souple, intercalés entre les armatures 24 en prenant appui sur le fil de cerclage 32. La présence de ces éléments de réservation 36 crée une discontinuité dans le plan horizontal de recépage, de manière à stopper toute propagation de fissures au-delà de la zone autorisée. La longueur des barres 14 rectilignes de la cage de réservation 12 correspond sensiblement à la hauteur de la pièce de béton à éclater lors de l'opération de recépage. Les barres 14 peuvent être avantageusement alignées selon une direction radiale avec des armatures 24 (figure 4). En fonction du volume et de la nature de la pièce de béton, une première série de poches 38 est attachée le long des barres 14, et une deuxième série de poches 40 est fixée aux extrémités des barres 14 à l'opposé du cadre de maintien 16. Lors du retrait de la cage de réservation 12 après durcissement du béton, les poches 38, 40 restent emprisonnées à l'intérieur de la masse de béton, et constituent une pluralité de réservoirs élémentaires destinés à recevoir un agent d'expansion facilitant la fissuration de la pièce de béton à éclater. Toutes les réservations et poches sont définies en nombre, formes, dimensions, et emplacements selon les spécifications de démolition. Sur la figure 5 , une poche 38 est attachée par des moyens de fixation à une barre 14 de la cage de réservation 12. Sur la figure 6 , une poche 40 d'extrémité en forme de ballon est fixée de manière indépendante au bout de la barre 14 grâce à un organe d'assemblage 42 relié axialement à la barre 14, et servant également à empêcher toute propagation de la fissuration au-delà de la zone désirée. La figure 7 montre une variante de poche 40A d'extrémité ayant un col d'attache 44 dans lequel pénètre partiellement le bout de la barre 14. Un fil de mise en forme 46 en matériau métallique ou plastique, est agencé à l'intérieur de la poche 40A pour éviter l'écrasement de cette dernière lors de la coulée du béton. La mise en oeuvre du procédé de recépage ou de démolition selon l'invention s'effectue de la manière suivante L'exemple de recépage illustré sur les figues 1 à 9 concerne la coulée d'un pieu en béton, suite à un forage d'un trou 26, et mise en place d'un coffrage cylindrique (non représenté). La profondeur du trou 26 peut atteindre plusieurs dizaines de mètres et les fourreaux 34 sont enfilés sur les armatures 24. La cage de réservation 12 équipée des fourreaux 22 et des poches 38, 40, est ensuite introduite concentriquement entre les armatures 24 jusqu'à la venue en engagement des tiges de positionnement 20 sur le cerceau 30 de support. Les poches 40 arrivent sensiblement au niveau du fil de cerclage 32, et les barres 14 de la cage de réservation 12 s'étendent parallèlement aux armatures 24. Après l'opération de coulée du béton, et durcissement de ce dernier, on procède au retrait de la cage de réservation 12 en la tirant vers le haut au moyen d'un engin de levage. On effectue ensuite l'enlèvement manuel des fourreaux 22 de la cage 12, les autres fourreaux 34 des armatures restant en place. Le retrait de la cage 12 laisse alors subsister un réseau de canaux de réservation verticaux mis en communication avec les différentes poches 38, 40 réservoirs. Il suffit ensuite de placer dans les différents canaux le système ou agent de démolition choisi, et d'attendre la fissuration par expansion de la masse de béton 48 (figure 8). Les fissures 50 s'établissent en maillage multidirectionnel, et facilitent ensuite le démontage des blocs de béton éclatés, par exemple au moyen d'une barre à mine. La zone de recépage se trouve dans un plan horizontal au niveau des éléments de réservation 36. Le dispositif de recépage ou démolition 10 est utilisable pour tout autre ouvrage en béton, notamment en forme de barrettes ou de parois moulées. II suffit d'adapter la forme et les dimensions de la cage de réservation. La cage de réservation est susceptible d'être réutilisée après l'avoir rééquipée de fourreaux 22 souples, et de poches réservoirs 38, 40, 40A. Les fourreaux 22 sont susceptibles de communiquer entre eux par des liaisons tubulaires horizontales au niveau de la zone de recépage. La cage de réservation 12 est disposée coaxialement à l'intérieur d'un cylindre 28 dont les génératrices parallèles sont constituées par les armatures 24 métalliques de renfort. Selon une variante, les différents fourreaux 22 de la cage de réservation 12 peuvent communiquer entre eux au moyen d'un réseau de liaisons tubulaires disposées horizontalement au niveau de la zone de recépage. REVENDICATIONS 1. Procédé pour recéper ou démolir les pièces d'ouvrage en béton, notamment en forme de pieux, de barrettes ou de parois moulées, caractérisé par les étapes successives suivantes - mise en place avant l'opération de coulée de béton, de moyens de réservation recouverts par un matériau souple n'adhérant pas avec le béton, - coulée du béton, - après durcissement du béton, retrait des moyens de réservation pour ménager un réseau de canaux creux à l'intérieur de la masse de béton, - mise en place dans les canaux d'un agent d'expansion permettant la fissuration et l'éclatement de la masse de béton, - et démontage des blocs de béton éclatés par une action manuelle ou mécanique. 2. Dispositif de recépage ou de démolition pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de réservation comportent une cage (12) amovible ayant une pluralité de barres (14) rigides solidaires d'un cadre de maintien (16) prenant appui sur des moyens de support prévus aux extrémités des armatures (24) de renfort, la longueur des barres (14) de la cage de réservation (12) correspondant sensiblement à la hauteur de la pièce de béton à éclater. 3. Dispositif de recépage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les barres (14) de la cage de réservation (12) sont équipées de poches (38, 40) formant une pluralité de réservoirs communiquant avec les différents canaux de réservation engendrés lors du retrait des barres (14) et de leurs fourreaux (22) respectifs. 4. Dispositif de recépage selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'agent d'expansion est introduit depuis la partie accessible des canaux de réservation. 5. Dispositif de recépage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les armatures (24) de renfort et les barres (14) de la cage de réservation (12) sont entourées par des fourreaux (22, 34) en matériau souple anti-adhérent avec le béton. 6. Dispositif de recépage selon la revendication 5, caractérisé en ce que le matériau souple des fourreaux (22, 34) est à base de mousse de polyéthylène, ou autre polymère compressible. 7. Dispositif de recépage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de support de la cage de réservation (12) comportent un cerceau (30) horizontal réalisé en fil métallique soudé aux extrémités supérieures des armatures (24) de l'ouvrage pour constituer une couronne d'appui pour des tiges de positionnement (20) assujetties à la cage de réservation (12). 8, Dispositif de recépage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de réservation comportent des éléments de réservation (36) additionnels en matériaux souple pour créer une discontinuité au niveau de la zone horizontale de recépage. 9. Dispositif de recépage selon la revendication 5, caractérisé en ce que les barres (14) de la cage de réservation (12) sont alignées selon une direction radiale avec les armatures (24), les fourreaux (22) étant susceptibles de communiquer entre eux par des liaisons tubulaires horizontales au niveau de la zone de recépage. 10. Dispositif de recépage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la cage de réservation (12) est disposée coaxialement à l'intérieur d'un cylindre (28) dont les génératrices parallèles sont constituées par les armatures (24) métalliques de renfort.