Brevet FR2778735A1 — publié le 19991119

La présente invention se rapporte au domaine de la réfection ou de la réhabilitation de maçonnerie, et plus particulièrement de la maçonnerie interne de fours à chaux. En effet, à l'usage, les fours à chaux se détériorent. Deux solutions sont alors envisageables: - soit le démantèlement et la destruction du four puis la reconstitution d'un nouveau, - soit la rénovation ou la réfection. Cette deuxième solution est évidemment bien moins coûteuse que la première et est utilisée le plus souvent possible. Il arrive fréquemment que la maçonnerie extérieure au four, la plupart du temps en briques réfractaires, soit encore en très bon état, alors que la macçonnerie intérieure, généralement en béton, s'est beaucoup détériorée à l'usage. Il est donc fréquent de procéder à la réhabilitation de la maçonnerie interne d'un four à chaux approximativement cylindrique, vertical. Il existe déjà des méthodes de réhabilitation de la maçonnerie interne d'un four à chaux traditionnellement, il convient d'abord d'éliminer toute la paroi interne endommagée par l'usage, accompagnée des résidus tels que du coke, de la chaux, puis ensuite d'élaborer une nouvelle paroi interne en béton. Jusqu'à maintenant, la nouvelle paroi interne était fabriquée par projection de béton contre la face interne de la paroi extérieure du four selon la méthode dite de "gunitage". Les inconvénients de cette méthode sont, d'une part que la projection de béton ne permet pas d'obtenir un béton de très bonne qualité ayant une bonne résistance mécanique et une bonne résistance thermique, et, d'autre part, que cette projection est longue et fastidieuse et surtout elle nécessite un très long temps de séchage, retardant d'autant la remise en service du four à chaux. De plus, jusqu'à maintenant, I'opération d'élimination de la paroi interne se faisait à l'aide d'un engin à percussion de type marteau piqueur. Cela avait pour conséquence de fragiliser, sans que cela apparaisse forcément à l'oeil nu, la paroi extérieure en matériau réfractaire. La présente invention entend remédier à tous ces inconvénients en proposant un procédé et un dispositif réalisant la mise en oeuvre de ce procédé permettant de gagner beaucoup de temps par rapport aux méthodes traditionnelles, et de réaliser une réhabilitation de meilleure qualité. Pour cela, le procédé selon l'invention préconise de colmater les fissures et les brèches apparaissant sur la face interne de la paroi extérieure, de manière traditionnelle, par projection d'une épaisseur de béton, mais sur une épaisseur suffisante. Le procédé préconise ensuite d'utiliser des couronnes en béton préfabriquées, et de les positionner dans l'axe du four afin de reconstituer la face intérieure de la paroi interne. Le procédé propose ensuite de couler du béton entre les couronnes ainsi positionnées et la face interne de la paroi extérieure. Ainsi, non seulement la paroi interne présente de très bonnes caractéristiques techniques telles que faible coefficient de dilatation, faible conductivité thermique, forte résistance à la compression et à la flexion à chaud comme à froid, forte résistance à l'abrasion, etc..., mais en plus, le four peut être remis en service plus rapidement car le béton préfabriqué a déjà été oui ou étuvé et est déjà sec lorsqu'il est mis en place. D'autre part, le procédé selon l'invention préconise de ne pas éliminer la paroi interne avec un engin à percussion, mais avec un engin à rotation d'outils, pour ne pas endommager la paroi extérieure. Cette dernière méthode est en outre plus rapide que la précédente. Enfin, toujours dans un souci de gagner du temps afin de permettre la remise en service du four le plus rapidement possible, le procédé selon l'invention préconise d'utiliser, pour opérer la réfection de la paroi interne, non pas une nacelle suspendue comme on le fait d'habitude, mais un plancher araignée circulaire, sur lequel on vient assembler un plancher de travail. En effet, la configuration parallélépipédique de la nacelle et très gênante pour opérer dans un volume cylindrique, il est donc préférable d'amener à l'intérieur du four, par le bas ou par le haut, un plancher araignée constitué d'une structure métallique repliée, de hisser ce plancher araignée en haut du four, de le déployer là, de fixer dessus un plancher de travail, et de hisser ou de descendre le tout à l'aide de filins ou de càbles rattachés à un système de treuils selon les besoins au fur et à mesure de l'avancement des travaux. D'autres avantages ressortiront de la description faite ci-après de l'invention, à titre purement explicatif, en référence aux figures annexées: -la figure 1 illustre une vue générale en coupe longitudinale d'un four à chaux, - la figure 2 illustre une vue en coupe longitudinale de la paroi d'un four à chaux réhabilité selon l'invention, - la figure 3 illustre une vue en perspective de l'outil de l'engin à rotation d'outils, - les figures 4 et 5 illustrent le plancher araignée respectivement vu de dessus et vu de face, et - les figures 6 et 7 illustrent le plancher de travail respectivement vu de dessus et vue de face. Le procédé selon l'invention est un procédé de réhabilitation de la maçonnerie interne d'un four à chaux approximativement cylindrique, vertical comme illustré figure 1. Cette réhabilitation de la maçonnerie interne du four à chaux (1) consiste d'une part en I'élimination de la paroi interne (2) dudit four (1) constituée de coke, de chaux et de résidus sans endommager la paroi extérieure (3) dudit four (1), généralement en briques réfractaires, et, d'autre part, en l'élaboration d'une nouvelle paroi interne (2) en béton par projection d'une couche de béton (4) contre la face interne de la paroi extérieure (3). Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que, pour l'élaboration de cette nouvelle paroi interne (2) on dispose à l'intérieur du four, dans l'axe du four, des couronnes en béton préfabriquées (5) présentant un diamètre interne correspondant au diamètre nécessaire au bon fonctionnement du four et proche de celui d'un four à chaux neuf, puis en ce que l'on coule une épaisseur de béton (6) entre lesdites couronnes en béton préfabriquées (5) et ladite couche de béton projetée (4) comme illustré figure 2. L'utilisation de ces couronnes (5) évite donc l'emploi de coffrages traditionnels. D'autre part, le béton préfabriqué ainsi disposé comporte des qualités identiques à celles que l'on peut obtenir en atelier, alors que de telles qualités sont difficiles à obtenir in situ. Enfin, les éléments préfabriqués à tenons et mortaises étant élevés à au moins 100 C, le temps de séchage sur le chantier est fortement diminué, et le four peut être remis en service plus rapidement. Le procédé permet en outre d'économiser de la matière par rapport aux procédés par projection de béton appelés "gunitage"et provoque moins de salissures. Pour assurer de meilleures caractéristiques techniques des matériaux, il est préférable de 1 0 couler une épaisseur de béton (6) entre lesdites couronnes en béton préfabriquées (3) et l'épaisseur de béton (4) projetée contre la face interne de la paroi extérieure (3) entre chaque positionnement d'une nouvelle couronne préfabriquée (5) complète dans l'axe du four. Cette épaisseur de béton coulé (6) peut être considérée comme une seconde couche d'usure, d'une épaisseur moyenne de 20 cm environ, constituant une véritable couche de sécurité. Le procédé selon l'invention préconise, pour l'élimination de la paroi interne, d'utiliser un outil rotatif (7) comme illustré figure 3. Cet outil rotatif (7) peut être disposé par exemple à l'extrémité d'un bras de manipulation monté pivotant sur un véhicule. Le véhicule peut être amené par le haut ou par le bas du four. L'outil rotatif (7) est de type fraiseuse, rogneuse ou raboteuse. L'outil rotatif (7) est de type fraiseuse ou rogneuse. Le dispositif selon l'invention est aussi caractérisé en ce que, pour l'élimination de la paroi interne (2), on dispose à l'intérieur du four (1) une structure métallique circulaire (8) appelée "plancher araignée" illustré figures 4 et 5 de diamètre inférieur au diamètre le plus faible du four, sur laquelle est assemblé un plancher de travail (9) illustré figures 6 et 7. Pour mettre en place la structure circulaire (8) à l'intérieur du four (1), il est préférable de commencer par faire descendre plusieurs câbles de mouvement par le haut du four, puis, une fois le plancher araignée posé dans le bas du four, joindre les câbles de soutien (10) du plancher araignée avec les câbles de mouvement mis en place précédemment. Lorsque les câbles de soutien (10) sont tendus, on peut commencer à assembler le plancher de travail (9) sur le plancher araignée. Les normes de sécurité imposent de faire vérifier la bonne réalisation du montage par un organisme agréé. Ladite structure circulaire (8) sur laquelle est assemblé le plancher de travail (9) est mobile selon l'axe du four à chaux (1) grâce aux câbles de mouvement reliés à un système de treuil connu en soi qui permet de faire varier la hauteur du dispositif complet composé de la structure circulaire (8), (le plancher araignée) et du plancher de travail (9). Le dispositif composé de la structure métallique (8) sur laquelle est assemblé le plancher de travail (9) est donc aussi mobile selon l'axe du four à chaux (1). Le plancher de travail (9) comporte de préférence un garde-fou (11) et une large trappe (13) en son centre qui permet d'accéder au dessous de la structure, d'amener l'outil rotatif et son véhicule sur le plancher de travail. Le plancher de travail est lui aussi maintenu par des cables de soutien. Cette structure permet aussi de faire très rapidement un relevé géométrique très précis de I'intérieur du four avant et après l'opération de garnissage du four en réfractaire. La couche gunitée (4), c'est-à-dire projetée, a une épaisseur moyenne d'environ 2 cm. Les couronnes préfabriquées (5) sont composées d'éléments présentant des dimensions telles que le volume et le poids des blocs permettent leur manutention et leur introduction à l'intérieur du four.Selon une version de l'invention, la partie supérieure (12) du four (1) ne comporte pas de D couronnes préfabriquées (5). Le procédé selon l'invention est aussi applicable à la réhabilitation de la maçonnerie interne de silos de section cylindrique ou autre. Les différents bétons utilisés ne présentent par contre dans ce cas pas forcément les mêmes caractéristiques techniques. REVENDICATIONS 1. Procédé de réhabilitation de la maçonnerie interne d'un four à chaux (1), consistant en l'élimination de la paroi interne (2) du four sans endommager la paroi extérieure (3) dudit four, et en l'élaboration d'une nouvelle paroi interne (2) en béton par projection d'une épaisseur de béton (4) contre la face interne de la paroi extérieure (3), caractérisé en ce que, pour l'élaboration de cette nouvelle paroi interne (2), on dispose des couronnes en béton préfabriquées (5) à l'intérieur dudit four (1), puis en ce que l'on coule une épaisseur de béton (6) entre lesdites couronnes en béton préfabriquées (5) et l'épaisseur de béton (4) projetée contre la face interne de la paroi extérieure (3). 2. Procédé de réhabilitation de la maçonnerie interne d'un four à chaux (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on coule une épaisseur de béton (6) entre lesdites couronnes en béton préfabriquées (5) et l'épaisseur de béton (4) projetée contre la face interne de la paroi extérieure (3) entre chaque positionnement d'une nouvelle couronne complète en béton préfabriquée (5) dans l'axe du four (1). 3. Procédé de réhabilitation de la maçonnerie interne d'un four à chaux (1) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élimination de la paroi interne (2) se fait à l'aide d'un outil rotatif (7). 4. Procédé de réhabilitation de la maçonnerie interne d'un four à chaux (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on dispose à l'intérieur du four (1) une structure circulaire (8) sur laquelle est assemblé un plancher de travail (9). 5. Procédé de réhabilitation de la maçonnerie interne d'un four à chaux (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite structure circulaire (8) sur laquelle est assemblé le plancher de travail (9) est mobile selon l'axe du four à chaux (1). 6. Procédé de réhabilitation de la maçonnerie interne d'un four à chaux (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la partie supérieure (12) du four (1) ne comporte pas de couronnes en béton préfabriquées (5).25 7. Dispositif de réhabilitation de la maçonnerie interne d'un four à chaux (1) réalisant la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte une structure métallique circulaire (8) sur laquelle est assemblé un plancher de travail (9) et en ce que ledit plancher de travail (9) est mobile selon l'axe du four à chaux (1). 8. Four à chaux (1) dont la maçonnerie interne est réhabilité par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.