Brevet FR2766853A1 — publié le 19990205

DISPOSITIF ANTIVIBRATOIRE POUR BÂTIMENT La présente invention concerne un dispositif antivibratoire pendulaire pour bâtiments, en particulier pour des bâtiments préfabriqués et notamment pour des éléments monocoques en béton, destiné à être placé entre deux monocoques consécutifs et/ou entre une fondation et un monocoque dans un logement prévu dans le monocoque et/ou la fondation. A l'heure actuelle, il existe de nombreux dispositifs antivibratoires pour bâtiments qui sont conçus pour amortir les vibrations lors de chocs notamment en cas de tremblements de terre, le but étant d'éviter la détérioration des bâtiments. Les dispositifs antivibratoires traditionnels comprennent des amortisseurs qui leur permettent d'absorber et de disperser des oscillations verticales. I1 n'y a donc aucune protection en cas d'oscillations horizontales. On a tenté de remédier à ce problème en réalisant des dispositifs capables d'absorber les composantes horizontales des vibrations suite à un choc. Cependant, ces dispositifs ne permettent d'absorber les composantes horizontales que dans une seule direction ou ne sont conçus que pour des faibles vibrations. On obtient donc une protection limitée. De plus, les dispositifs antivibratoires traditionnels sont prévus pour être placés entre le sol ou les fondations et le bâtiment et ne peuvent pas être utilisés pour protéger par exemple des éléments séparés de la superstructure d'un bâtiment. La présente invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un dispositif antivibratoire qui permet d'accumuler et de disperser aussi bien des oscillations horizontales quelles que soient leur direction et leur intensité que des oscillations verticales. En outre, il présente une très grande flexibilité d'adaptation puisqu'il peut être disposé aussi bien entre la fondation et le bâtiment qu'entre deux éléments séparés du bâtiment et qu'il peut être adapté en fonction de la direction des oscillations à amortir. Dans ce but, l'invention concerne un dispositif antivibratoire du genre indiqué en préambule, caractérisé en ce qu'il comprend un manchon composé d'un ensemble de plots sensiblement de même hauteur, réalisés en élastomère et juxtaposés sur une base commune de telle manière que des espaces libres sont ménagés entre lesdits plots au moins dans leur partie supérieure. Ledit manchon permet au dispositif selon l'invention d'accumuler et de disperser des oscillations horizontales. Lesdits plots peuvent présenter une forme sensiblement cylindrique ou conique se rétrécissant vers le haut, leurs axes étant disposés parallèlement les uns aux autres. Dans d'autres variantes, lesdits plots peuvent être disposés de telle manière que les espaces libres présentent une forme sensiblement cylindrique ou conique se rétrécissant vers le bas, leurs axes étant disposés parallèlement les uns aux autres. De préférence, lesdits plots ou lesdits espaces libres sont répartis de manière symétrique par rapport à l'axe du manchon. D'une manière avantageuse, le manchon comporte un passage prévu pour un boulon de fixation. Afin de présenter une meilleure solidité, le dispositif selon l'invention peut comprendre avantageusement une platine réalisée en élastomère, ladite platine étant disposée entre le manchon et le monocoque supérieur. Pour consolider le manchon, le dispositif peut également comprendre une couronne métallique fixée autour du manchon, ladite couronne pouvant être prolongée par des bords horizontaux et une platine réalisée en élastomère pouvant être placée entre lesdits bords et le monobloc inférieur ou la fondation. Afin de pouvoir accumuler et disperser également les oscillations verticales, le dispositif selon l'invention peut comprendre un caisson réalisé en élastomère dans lequel est enfermé au moins un ressort orienté axialement, le caisson présentant sur son pourtour une enveloppe en acier possédant une certaine élasticité et étant fermé par des platines métalliques supérieure et inférieure, lesdites platines étant fixées à l'enveloppe et le ressort étant fixé à l'une des platines, et le caisson étant disposé sur la fondation au-dessous du manchon. De préférence, le dispositif peut comprendre également une platine de base métallique interposée entre la fondation et le caisson et sous laquelle est placée une platine réalisée en élastomère. D'une manière avantageuse, le dispositif comprend un chapeau métallique disposé entre le caisson et le manchon, ledit chapeau étant fixé à la couronne métallique du manchon, une platine réalisée en élastomère étant placée entre le caisson et ledit chapeau de manière à créer un surface de glissement. La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante de deux exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 représente une vue en coupe d'une réalisation du dispositif selon la présente invention; - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe d'une seconde réalisation du dispositif selon la présente invention; - la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 3; et - la figure 5 est une vue en coupe selon la ligne V-V de la figure 3. Les figures 1 et 2 représentent une première réalisation du dispositif antivibratoire pendulaire selon l'invention. Dans cette variante, ledit dispositif 1 est mis en place entre deux éléments monocoques 2a, 2b en béton d'un bâtiment dans un logement 3a, 3b prévu à cet effet respectivement sur la face inférieure du monocoque 2a et sur la face supérieure du monocoque 2b. Un dispositif semblable est installé aux quatre coins du bâtiment. Le dispositif 1 comprend un manchon 4 réalisé en élastomère et de forme cylindrique. Dans la variante représentée, le manchon comporte une pluralité de plots de matière 5 de même hauteur et juxtaposés de manière à former seize évidements coniques 6 disposés de manière à avoir leurs axes de symétrie parallèles à l'axe 7 du manchon 4 et répartis symétriquement autour de l'axe 7 du manchon 4. Les évidements coniques 6 se rétrécissent vers le bas de sorte que la quantité de matière est plus importante à la base du manchon 4. Ainsi, on obtient une base plus stable que la partie supérieure du manchon, ce qui crée un couple de rappel tendant à ramener les plots 5 à leur place en cas d'oscillations horizontales. Il est bien évident que l'on peut prévoir d'autres formes pour les plots ou pour les espaces libres, l'essentiel étant que les plots aient sensiblement la même hauteur. Les plots ou les espaces libres peuvent être par exemple de forme cylindriques. I1 est possible également de prévoir des plots préfabriqués individuellement et disposés de manière à ménager les espaces libres de forme souhaitée. Le manchon 4 présente en son centre un évidement 8 prévu pour le passage d'un boulon 9 permettant de fixer les deux monocoques 2a, 2b. I1 est prévu un jeu de fonctionnement entre le manchon 4 et le boulon 9. Le dispositif 1 comprend également une platine en élastomère 10 disposée entre le manchon 4 et la face inférieure du monocoque 2a. Ladite platine 10 recouvre le manchon 4 et la partie supérieure des plots 5 afin de les protéger en évitant leur déchirement et leur écrasement lors des frictions. Elle permet également d'absorber une partie des vibrations avant que celles-ci se diffusent dans les plots. Le dispositif 1 comprend également une couronne métallique 11 fixée autour du manchon 4 grâce à des pointes d'ancrage métalliques 12. I1 est bien évident que la couronne 1 1 peut être fixée par tout autre moyen connu en soi. La couronne métallique 1 1 permet d'éviter le flambage et l'arrachement du manchon 4 suite aux vibrations horizontales. La couronne 11 est prolongée par des bords horizontaux 13 sous lesquels est glissée une platine annulaire en élastomère 14, au-dessus de la face supérieure du monocoque 2b. La platine 14 n'étant pas fixée, on crée ainsi une surface de glissement entre le dispositif 1 et le monocoque inférieur 2b. Le dispositif 1 ainsi constitué permet d'accumuler et de disperser les oscillations horizontales quelles que soient leurs directions ainsi que d'éviter leur transmission aux monocoques supérieurs. Il est bien évident que le dispositif 1 peut également être mis en place entre le monocoque inférieur 2b et la fondation du bâtiment. Quant aux figures 3 à 5, elles représentent une autre réalisation du dispositif selon l'invention. Dans cette variante, ledit dispositif 1' est mis en place entre un élément monocoque 2b et la fondation 15 d'un bâtiment dans un logement 16 prévu à cet effet sur la face inférieure du monocoque 2b. Un dispositif semblable est installé aux quatre coins du bâtiment. Le dispositif 1' permet d'accumuler et de disperser à la fois les oscillations horizontales et verticales. A cet effet, outre la platine en élastomère 10, le manchon 4 et la couronne métallique 11 décrits ci-dessus, le dispositif 1' comprend sous le manchon 4 un caisson 17 de forme bombée et réalisé en élastomère. A l'intérieur dudit caisson se trouve un ressort 18 orienté axialement pour disperser les oscillations verticales. Le caisson 17 est obtenu par surmoulage du ressort 18. Le caisson 17 présente sur son pourtour une enveloppe 19 réalisée en acier de haute résistance et présentant une certaine élasticité. Le caisson 17 est fermé par une platine métallique inférieure 20 et une platine métallique supérieure 21, lesdites platines 20 et 21 étant fixées dans le caisson 17 par des pointes d'ancrage 22 en acier. Les platines inférieure et supérieure 20 et 21 sont fixées à l'enveloppe 19 par soudure ou tout autre moyen connu en soi, tel que l'emboîtement, le rivetage, etc. Le ressort 18 est fixé uniquement à la platine supérieure 21 par soudure ou tout autre moyen de fixation connu en soi. Une platine de base 23 métallique est fixée à la platine inférieure 20 par soudure ou tout autre moyen connu en soi. Ladite platine de base 23 est de forme carrée. Il est bien sûr évident que l'on peut prévoir une platine de base rectangulaire ou de tout autre forme. Au-dessous de la platine de base 23 se trouve une platine réalisée en élastomère 24 qui repose sur la fondation 15. De cette manière, le dispositif 1' est protégé de la corrosion et le monocoque inférieur 2b est entièrement désolidarisé de la fondation 15. Il ne se produira pas de remontée d'humidité par capillarité. La platine en élastomère 24, la platine de base métallique 23 et la platine métallique inférieure 20 sont fixées sur la fondation 15 par quatre boulons 25 et quatre chevilles d'ancrage 26 de manière à maintenir le caisson 17 sur la fondation 15. Il est également possible de laisser le caisson 17 flottant. Entre le manchon 4 et le caisson 17, il est prévu un chapeau métallique 27 qui est lié à la couronne métallique 11 du manchon 4 par soudure ou tout autre moyen de fixation connu en soi. L'ensemble est consolidé par des équerres métalliques de renfort 28 réparties régulièrement tout autour de la couronne 11. Une platine réalisée en élastomère 29 est disposée entre le chapeau 27 et la platine supérieure 21 du caisson 17, sans aucune fixation de manière à créer une surface de glissement entre le manchon 4 et le caisson 17. L'ensemble manchon 4 et chapeau 27 est fixé au monocoque inférieur 2b par un boulon de fixation 30 qui traverse l'évidement 8. La tête du boulon 30 est soudée sous le chapeau 27 et il est prévu un jeu de fonctionnement en cas de choc vertical important. En cas de chocs, et notamment lors d'un tremblement de terre, le dispositif 1' permet d'accumuler et de disperser à la fois les oscillations verticales et horizontales. Le manchon 4 présente les mêmes avantages que pour le dispositif 1 décrit ci-dessus en ce qui concerne les oscillations horizontales. Le caisson 17 a pour rôle d'accumuler et de disperser les oscillations verticales. Le manchon 4 peut glisser librement sur le caisson 17 grâce à la platine en élastomère 29, le déplacement étant tout de même limité par le chapeau 27 qui retient le caisson 4. L'action du caisson 17 est progressive. En effet, l'enveloppe en acier élastique 19 peut encaisser plusieurs chocs jusqu'à la rupture des soudures avec les platines inférieure et supérieure 20 et 21. Le ressort 18 entre alors en action pour disperser les oscillations verticales et est renforcé par le pouvoir absorbant de la matière en élastomère du caisson 17. La description ci-dessus montre clairement que les buts de la présente invention sont atteints puisque l'on obtient un dispositif antivibratoire qui permet d'accumuler et de disperser les oscillations verticales ainsi que les oscillations horizontales quelles que soient leur direction et leur intensité. De plus, le dispositif selon l'invention peut être facilement adapté puisque l'on peut ne mettre en place, au choix, que le manchon ou le caisson en fonction de la direction des oscillations que l'on veut amortir. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits mais s'étend à toute modification et variante évidente pour un homme du métier. Notamment, la forme des plots et des évidements peut varier. De plus, le caisson 17 pourrait contenir plusieurs ressorts 18. Revendications 1. Dispositif antivibratoire (1, 1') pendulaire pour bâtiments, en particulier pour des bâtiments préfabriqués et notamment pour des éléments monocoques en béton, destiné à être placé entre deux monocoques (2a, 2b) consécutifs et/ou entre une fondation (15) et un monocoque (2b) dans un logement (3a, 3b, 16) prévu dans le monocoque et/ou la fondation, caractérisé en ce qu'il comprend un manchon (4) composé d'un ensemble de plots (5) sensiblement de même hauteur, réalisés en élastomère et juxtaposés sur une base commune de telle manière que des espaces libres (6) sont ménagés entre. lesdits plots (5) au moins dans leur partie supérieure. 2. Dispositif antivibratoire (1, 1') pendulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits plots (5) présentent une forme sensiblement cylindrique et sont disposés parallèlement les uns aux autres. 3. Dispositif antivibratoire (1, 1') pendulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits plots (5) présentent une forme sensiblement conique se rétrécissant vers le haut et sont disposés de manière à avoir leurs axes de symétrie parallèles. 4. Dispositif antivibratoire (1, 1') pendulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits plots (5) sont disposés de telle manière que lesdits espaces libres (6) présentent une forme sensiblement cylindrique et sont disposés parallèlement les uns aux autres. 5. Dispositif antivibratoire (1, 1') pendulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits plots (5) sont disposés de telle manière que lesdits espaces libres (6) présentent une forme sensiblement conique se rétrécissant vers le bas et sont disposés de manière à avoir leurs axes de symétrie parallèles. 6. Dispositif antivibratoire (1, 1') pendulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits plots (5) et/ou lesdits espaces libres (6) sont répartis de manière symétrique par rapport à l'axe (7) du manchon (4). 7. Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon (4) comporte un passage (8) prévu pour un boulon de fixation (9). 8. Dispositif (1, 1') selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une platine (10) réalisée en élastomère, ladite platine (10) étant disposée entre le manchon (4) et le monocoque supérieur (2a). 9. Dispositif (1, 1') selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une couronne métallique (11) fixée autour du manchon (4). 10. Dispositif (1) selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite couronne (11) est prolongée par des bords horizontaux (13) et en ce qu'une platine (14) réalisée en élastomère est placée entre lesdits bords (13) et le monobloc inférieur (2b) ou la fondation 5). 11. Dispositif (1') selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend un caisson (17) réalisé en élastomère dans lequel est enfermé au moins un ressort (18) orienté axialement, le caisson présentant sur son pourtour une enveloppe (19) en acier possédant une certaine élasticité et étant fermé par des platines métalliques inférieure et supérieure (20, 21), lesdites platines (20, 21) étant fixées à l'enveloppe (19) et le ressort (18) étant fixé à l'une des platines (20, 21), et en ce que le caisson (17) est disposé sur la fondation (15) au-dessous du manchon (4). 12. Dispositif (1') selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend une platine de base (23) métallique interposée entre la fondation (15) et le caisson (17) et sous laquelle est placée une platine (24) réalisée en élastomère. 13. Dispositif (1') selon les revendications 9 et 11, caractérisé en ce qu'il comprend un chapeau (27) métallique disposé entre le caisson (17) et le manchon (4), ledit chapeau (27) étant fixé à la couronne métallique (11) du manchon (4) et en ce qu'une platine (29) réalisée en élastomère est placée entre le caisson (17) et ledit chapeau (27).