Brevet FR2781170A1 — publié le 20000121

La présente invention concerne un procédé de traitement d'une surface d'un élément de génie civil, et un outil pour la mise en oeuvre de ce procédé. Cet élément de génie civil est par exemple constitué par un mur en pierres, un voile de béton, une voie recouverte d'asphalte... Dans le domaine du génie civil, il est fréquent de devoir traiter la surface d'éléments de ce type afin de conférer à cette surface des caractéristiques géométriques déterminées telles qu'un état de surface ou une planéité, ou de préparer cette surface au dépôt d'un apprêt ou d'un revêtement. Ce traitement peut consister en un dégauchis- sage de la surface d'une paroi en béton brut de décoffrage, en l'enlèvement d'une épaisseur superficielle d'un sol, en un décapage d'un revêtement... L'un des besoins particu- liers de ce type de traitement est la décontamination des structures de génie civil soumises à des bombardements de particules dans les centrales électriques nucléaires par exemple. On sait en effet que la contamination est concen- trée dans les quelques centimètres de béton immédiatement sous la surface. Lors d'un démantèlement, il convient donc de retirer cette "peau" contaminée avant de procéder au gros oeuvre de la déconstruction. Un outil couramment utilisé pour raboter les parois brutes de décoffrage est formé d'un rouleau dont la surface latérale est hérissée de pointes. Le rouleau est entraîné en rotation autour d'un axe parallèle à la paroi à traiter et est appliqué sur cette paroi par sa surface latérale. Les pointes viennent alors percuter la surface de la paroi et en arrachent des débris. De tels rouleaux permettent d'enlever de manière efficace une couche superficielle de la paroi. Cependant, l'outil travaillant par chocs et arrachement de débris, l'état de surface obtenu est très irrégulier. Par ailleurs, les chocs des pointes rencontrant la surface de la paroi occasionnent des vibrations importantes qui sollicitent mécaniquement l'outil, ce qui entraîne une usure rapide notamment des dents et rend nécessaire d'utiliser un outil de structure renforcée. Le grenaillage et le sablage sont également des procédés de traitement de surfaces largement répandus. Ces procédés consistent à projeter sur la surface à traiter des particules solides, telles que du sable, transportées par un fluide comme de l'air ou de l'eau. Ces procédés n'engen- drent pas de vibrations et permettent d'obtenir un bon état de surface. Toutefois, les particules projetées forment des déchets et des poussières qu'il est difficile de maîtriser. En outre, ces procédés n'éliminent qu'une couche de faible épaisseur et le rendement du traitement est faible. On connaît par ailleurs des ponceuses à béton comportant une meule ayant une face totalement recouverte d'aspérités diamantées. La meule est mise en rotation et appliquée par cette face sur une zone de la surface à traiter. Un tel outil est bien adapté au traitement ponctuel de zones de dimensions restreintes et à l'élimina- tion d'une couche superficielle de faible épaisseur. En revanche, les performances limitées de cet outil le rendent inutilisable pour l'enlèvement d'une couche superficielle épaisse et étendue. Il serait donc intéressant pour les profession- nels du génie civil de disposer d'un procédé apte au traitement de grandes surfaces sur une épaisseur importante avec un haut rendement, et permettant l'obtention d'un bon état de surface. A cet effet, on propose, selon l'invention, un procédé de traitement d'une surface d'un élément de génie civil, comprenant les étapes de: - appliquer sur la surface à traiter au moins un tronçon de ligne de dents en mouvement continu le long de ce tronçon de ligne de façon à provoquer l'abrasion de la zone de la surface à traiter en contact avec lesdites dents, - déplacer ce tronçon de ligne de dents dans un mouvement de balayage de la surface à traiter. Ainsi, les frottements répétés des dents du tronçon de ligne sur la surface entraînent une usure continue de la couche superficielle de l'élément. Cette abrasion progressive et régulière limite la formation de vibrations et permet l'obtention d'un bon état de surface. En outre, les efforts supportés par chacune des dents sont limités. Il en résulte que le procédé est de mise en oeuvre économique et que le traitement de surface par ce procédé bénéficie de rendements élevés. L'invention a également pour objet un outil pour la mise en oeuvre du procédé précité. Selon un premier mode de réalisation l'outil comprend un plateau rotatif pourvu sur l'une de ses faces d'au moins une couronne de dents. L'outil possède ainsi une structure simple. De préférence, chaque dent est montée sur le plateau par l'intermédiaire d'un palier pour pivoter autour d'un axe sensiblement perpendiculaire à ladite face du plateau. Les dents sont alors libres de pivoter sur elles- mêmes durant le traitement de la surface. Une usure régulière des dents est de la sorte obtenue. Selon une variante de ce mode de réalisation, les dents sont réparties sur ladite face du plateau selon une couronne interne et une couronne externe, les dents de la couronne interne étant en saillie des dents de la couronne externe. Il est ainsi possible d'augmenter l'épaisseur de la couche superficielle éliminée par l'outil en une seule passe, sans augmenter l'effort supporté par chacune des dents de l'outil. Selon un deuxième mode de réalisation, l'outil comprend un support formant une boucle fermée autour de deux poulies montées pour tourner autour d'axes parallèles entre eux et à la surface à traiter, et une pluralité de dents implantées dans le support et en saillie vers l'exté- rieur de la boucle. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers non limitatifs de l'invention. Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels: - la figure 1 est une vue schématique, en coupe selon la ligne I-I de la figure 2, d'un outil selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue de dessous de l'outil selon ce mode de réalisation, - la figure 3 est une demi-vue schématique, en coupe selon la ligne III- III de la figure 4, d'un outil selon une variante du premier mode de réalisation, - la figure 4 est une vue de dessous de l'outil selon cette variante, - la figure 5 est une vue schématique de face d'un outil selon un deuxième mode de réalisation. En référence aux figures 1 et 2, l'outil selon le premier mode de réalisation comprend un plateau, générale- ment désigné en 1, possédant une face 2 ayant un pourtour circulaire. Bien entendu, la forme du plateau peut également être polygonale. L'outil comprend des dents 3 s'étendant en saillie de la face 2 du plateau 1. Les dents 3 sont réparties sur une couronne 4 concentrique et adjacente au pourtour 5 du plateau 1. Les dents 3 sont coniques et présentent une pointe 6, ici en carbure de tungstène mais pouvant être recouverte d'un revêtement diamanté. Les dents 3 sont solidaires d'une tige de fixation 7 s'étendant à l'opposé de la pointe 6. Les dents 3 sont montées pour tourner autour d'un axe sensiblement perpendiculaire à la face 2 du plateau 1 par l'intermédiaire d'un palier 8 recevant la tige de fixation 7. Chaque palier 8 comprend par exemple deux roulements à billes et une butée à billes disposés dans un logement du plateau 1 débouchant sur la face 2. La butée à billes est montée en appui d'un épaulement de la tige 7 située du côté de la dent 3 afin de s'opposer aux efforts de réaction de la surface à traiter sur la dent. Le palier 8 est de préférence monté de façon étanche de manière à ce que des poussières ne puissent s'introduire dans les roule- ments et détériorer ceux-ci. On pourra prévoir d'intégrer un système de freinage des dents en rotation, ou de remplacer les paliers à roulement par des paliers à glissement, ou de fixer rigidement les dents au plateau. Un arbre 9 est fixé au plateau 1 à l'opposé de la face 2 pour s'étendre perpendiculairement à cette face 2. L'arbre 9 est fixé au plateau 1 par l'intermédiaire d'un accouplement élastique 11 et est destiné à être raccordé à un moteur d'entraînement en rotation. Le procédé de traitement d'une surface selon l'invention débute par la mise en place du plateau 1 au- dessus de la surface S à traiter de l'élément de génie civil, ici un sol en béton, de façon que l'arbre 9 s'étende sensiblement de manière perpendiculaire à cette surface S, et à mettre en rotation le plateau 1 par l'intermédiaire d'un moteur électrique ou hydraulique relié à l'arbre 9. Ensuite, l'outil est appliqué sur la surface S de façon que les pointes 6 des dents 3 de la couronne 4 frottent sur cette surface. Lorsque la profondeur désirée de pénétration des dents 3 dans la surface S est atteinte, l'outil est déplacé parallèlement à la surface S pour balayer l'ensemble de cette surface. Il est ainsi obtenu une élimination de la couche superficielle de la surface S par abrasion. Pour augmenter le rendement du procédé, on peut réaliser un support roulant sur lequel sont fixés plusieurs outils de façon réglable en hauteur. Ce support est par exemple en forme d'un triangle dont chaque sommet est équipé d'un outil. Le support est destiné à être relié par un de ses sommets à un véhicule de chantier chargé de le tracter. Les deux outils arrière tournent de préférence en sens inverses afin que les efforts latéraux qu'ils appli- quent au support s'annulent. Le plateau 1 pourra également être ajouré pour faciliter l'évacuation des poussières et être associé à un système d'aspiration. Un carter peut également être fixé sur le pourtour 5 du plateau 1 de manière à limiter la dissémination de ces poussières. Les éléments identiques ou analogues à ceux décrits précédemment porteront dans la suite de la descrip- tion des références numériques identiques. En référence aux figures 3 et 4, et selon une variante du premier mode de réalisation, l'outil comprend un plateau 1 rotatif ayant une face 2 portant des dents 3 en saillie.25 Dans cette variante, les dents 3 sont disposées selon une couronne externe 4 et une couronne interne 11 concentriques. Les dents 3 de la couronne interne 11 s'étendent en saillie des dents 3 de la couronne externe 4. On comprend que lorsque l'outil est appliqué sur la surface S à traiter et est déplacé parallèlement à celle-ci, les dents 3 de la couronne externe 4 éliminent la couche superficielle de la surface S tandis que les dents 3 de la couronne interne 11 éliminent la couche superfi- cielle de la surface S' mise à nu par les dents 3 de la couronne externe 4. La profondeur de passe de l'outil est ainsi augmentée tandis que l'effort exercé sur chaque dent de l'outil reste sensiblement constant par rapport à l'outil du premier mode de réalisation. Afin de faciliter l'entame de la surface par les dents de la couronne5 interne, on peut prévoir d'appliquer l'outil au départ en une zone de l'élément o la surface S' a été préalablement mise à nu. En référence à la figure 5, et selon un deuxième mode de réalisation, l'outil comprend un support allongé et souple formé d'une chenille 20 articulée s'étendant en boucle autour de deux poulies d'entraînement 21 portées par un support 23. Chaque maillon 22 de la chenille 20 porte une dent 3 montée de façon analogue aux dents 3 décrites précédemment pour s'étendre perpendiculairement au maillon 22 concerné en direction de l'extérieur de la boucle fermée par la chenille. Le procédé mis en oeuvre à l'aide de cet outil est analogue au procédé précédemment décrit. Les poulies 21 sont entraînées en rotation autour d'axes parallèles entre eux et à la surface S à traiter. Il est ainsi formé une ligne de dents 3 animées d'un mouvement le long de cette ligne. Un tronçon de la ligne de dents 3, ici le tronçon rectiligne inférieur, est appliqué sur la surface S à traiter. Le balayage de la surface S est obtenu en dépla- çant cette ligne de dents 3 selon une direction parallèle à la surface S et perpendiculaire à ladite ligne de dents 3, ici perpendiculaire au plan de la feuille. Comme pour le premier mode de réalisation, on pourra utiliser un dispositif support mettant en oeuvre plusieurs outils. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'inven- tion tel que défini par les revendications. En particulier, bien que les dents 3 aient été représentées s'étendant selon une direction perpendiculaire à la face 2 du plateau 1 ou au maillon 22, on pourra incliner les dents 3 par rapport à cette direction. Les dents peuvent avoir toute forme adaptée au travail à réaliser, ou au matériau à traiter... L'implantation des dents n'est en outre pas limitée à une ligne droite ou à une ligne s'étendant selon un cercle. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement d'une surface (S) d'un élément de génie civil, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de: - appliquer sur la surface à traiter au moins un tronçon de ligne (4, 11) de dents (3) en mouvement continu le long de ce tronçon de ligne de façon à provoquer l'abrasion de la zone de la surface à traiter en contact avec lesdites dents, - déplacer ce tronçon de ligne de dents dans un mouvement de balayage de la surface à traiter. 2. Outil pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un plateau rotatif (1) pourvu sur l'une de ses faces (2) d'au moins une couronne (4) de dents (3). 3. Outil selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque dent (3) est montée sur la plateau (1) par l'intermédiaire d'un palier (8) pour pivoter autour d'un axe sensiblement perpendiculaire à ladite face (2) du plateau (1). 4. Outil selon la revendication 2 ou la revendi- cation 3, caractérisé en ce que les dents (3) sont coniques et ont une pointe (6) en carbure de tungstène 5. Outil selon la revendication 2 ou la revendi- cation 3, caractérisé en ce que les dents (3) sont coniques et ont une pointe (6) recouverte d'un revêtement diamanté. 6. Outil selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les dents (3) sont réparties sur ladite face (2) du plateau (1) selon une couronne interne (11) et une couronne externe (4), les dents (3) de la couronne interne (11) étant en saillie des dents (3) de la couronne externe (4). 7. Outil pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un support (20) formant une boucle fermée autour de deux poulies (21) montées pour tourner autour d'axes parallèles entre eux et à la surface à traiter, et une pluralité de dents (3) implantées dans le support et en saillie vers l'extérieur de la boucle. 8. Outil selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque dent (3) est montée sur le support allongé (20) pour tourner autour d'un axe sensiblement perpendicu- laire au support allongé (20) au niveau de la dent concer- nee. 9. Outil selon la revendication 8, caractérisé en ce que le support allongé est une chenille (20).