Brevet FR2792241A3 — publié le 20001020

FR 2792241 A3 20001020 FR 0004059 A 20000330 PROCEDE DE FABRICATION D'UNE BRIQUE DE CHEMINEE, DISPOSITIF POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE, ET BRIQUE AINSI OBTENUE La présente invention se rapporte à un procédé de fa- brication d'une brique de cheminée comprenant une enveloppe extérieure porteuse munie d'une paroi périphérique, et une isolation en béton léger qui est logée dans l'ouverture in- térieure de l'enveloppe extérieure et forme, à son tour, une ouverture de passage destinée à un tuyau à gaz de fumées. L'invention concerne, en outre, un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé susmentionné, et une brique de cheminée en tant que telle. Des briques de cheminée sont traditionnellement do- tées d'une isolation qui occupe une position intérieure, est constituée par des nattes ou des panneaux en fibres minéra- les et n'est ajoutée, en règle générale, que sur le site de construction. Toutefois, le maniement et le façonnage de ma- tériaux à base de fibres minérales ne sont pas dénués de problèmes concernant une production rationnelle, et sous des aspects écologiques. Par le passé, des matériaux fibreux ont fréquemment soulevé des difficultés ayant trait à des mala- dies des voies respiratoires et des poumons. Une amorce de solution, apportée à la problématique précitée, peut résider dans l'utilisation d'un matériau iso- lant minéral remplaçant une isolation en fibres minérales. Il s'agit alors, par exemple, de béton poreux renfermant éventuellement des adjuvants légers poreux, ou bien de béton léger à porosité des minerais abattus, pourvu ou dépourvu d'une matrice de liant soumise à moussage. Ce matériau est déversé dans des ouvertures existantes ménagées dans l'enve- loppe extérieure de la brique et il fait l'objet, à l'issue de sa prise, d'une liaison intime et ferme avec ladite enve- loppe. Au cours du processus de fabrication, pour former l'ouverture centrale de passage affectée à un tuyau à gaz de fumées, lors de la coulée de l'isolation, une douille de formage est introduite concentriquement dans l'enveloppe ex- térieure, puis l'espace intercalaire est comblé par le béton léger isolant. Après durcissement de la masse déversée sous la consistance d'une bouillie, la douille intérieure de for- mage ou de coffrage peut être enlevée et réutilisée. Ce mode opératoire accuse le problème consistant en ce que la douille de formage doit demeurer en place pendant un temps relativement long, jusqu'à la prise du matériau isolant. Par ailleurs, la stabilité dudit matériau isolant laisse à désirer. En se fondant sur cette problématique, l'invention a pour objet de fournir un procédé de fabrication d'une brique de cheminée qui puisse être mis en oeuvre plus rationnelle- ment, et se traduise par une brique dotée d'une isolation à stabilité supérieure. Le procédé conforme à l'invention est caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes opératoires suivantes: - fabrication de l'enveloppe extérieure, - insertion, dans l'ouverture intérieure de l'enveloppe ex- térieure, d'une tête d'injection d'un dispositif de dé- versement de mortier, - dépôt d'une couche d'un mortier isolant sur la paroi de l'ouverture intérieure, à l'aide de la tête d'injection, en vue de former l'isolation, - extraction de la tête d'injection hors de l'ouverture in- térieure, et - prise du mortier isolant. L'aspect crucial de l'invention réside alors dans le dépôt par injection de l'isolation, sous la forme d'une cou- che d'un mortier isolant, sur la paroi de l'ouverture inté- rieure. Cette injection est préférentiellement assurée par une projection à l'aide d'un dispositif à disque centrifuge. Ce mode opératoire offre, d'une part, l'avantage de permettre de se dispenser totalement d'une douille de for- mage. En effet, l'isolation est produite non plus par un procédé de coulée, mais par un procédé de dépôt d'un crépi de mortier, connu d'après les techniques classiques dans le bâtiment. L'isolation se forme donc, en tant que couche, sur la paroi de l'ouverture intérieure de l'enveloppe exté- rieure, en étant simultanément densifiée et compactée. Ce phénomène repose sur l'énergie cinétique inhérente aux par- ticules de mortier lors du dépôt de mortier par injection, et notamment par projection. Le dispositif conforme à l'invention, pour la mise en oeuvre du procédé susmentionné, est caractérisé par le fait qu'il comprend: - un dispositif de déversement de mortier, équipé d'une tête d'injection en vue du dépôt de la couche de mortier isolant, et - un dispositif de levage (bâti, chariot) pour imprimer un coulissement relatif à l'enveloppe extérieure et à la tête d'injection. La brique de cheminée conforme à l'invention, fabri- quée à l'aide du procédé susmentionné sur un dispositif du type précité, est caractérisée par le fait que - l'isolation est réalisée sous la forme d'une couche de mortier isolant déposée par injection, notamment par pro- jection, sur la paroi de l'ouverture intérieure de l'en- veloppe extérieure. L'invention va à présent être décrite plus en détail, à titre d'exemple nullement limitatif, en regard du dessin annexé sur lequel la figure unique est une coupe verticale schématique d'une brique de cheminée lors d'une étape inter- médiaire de production, associée à un dispositif de déverse- ment de mortier. Comme l'atteste une observation du dessin, une brique de cheminée 1, pouvant être fabriquée par le procédé conforme à l'invention, présente une enveloppe extérieure 2 de configuration externe parallélépipédique. Cette enveloppe est produite en un matériau classique du type béton, pouvant subir des charges statiques. L'enveloppe extérieure 2 est dotée d'une ouverture intérieure 3 ininterrompue dans le sens vertical, pour l'es- sentiel circulaire observée en plan. Cette ouverture loge une isolation 4 en béton léger, d'une masse volumique appa- rente à sec d'environ 300 kg/m3. Cette isolation 4 n'est que partiellement achevée au cours de l'étape intermédiaire de production conforme au dessin annexé, le contour de l'ensem- ble de l'isolation 4 étant évoqué par des traits mixtes. L'isolation 4 est à son tour percée, en son centre, d'une ouverture de passage 5 verticalement ininterrompue et parcourue de manière classique, à l'état intégré des briques 1 dans un bâtiment, par un tuyau à gaz de fumées d'une ins- tallation de combustion. Du point de vue statique, l'enveloppe extérieure 2 constitue l'"épine dorsale" de la brique de cheminée. L'iso- lation 4 assure l'isolation thermique entre le tuyau à gaz de fumées et l'espace environnant de la brique 1. Qui plus est, l'on fera observer que d'autres ouvertures verticales peuvent être ménagées à l'intérieur de la brique, en vue de la ventilation du tuyau à gaz de fumées - ce qui n'est pas représenté sur le dessin -. Il convient à présent, à l'appui du dessin annexé, de commenter le procédé conforme à l'invention pour fabriquer la brique 1, et le dispositif de fabrication utilisé à cette fin. Ce dernier comporte un dispositif de déversement de mortier, désigné dans son ensemble par 6, dont la pièce maî- tresse est une tête d'injection 7. Celle-ci est constituée d'un tube 8 d'amenée de mortier qui occupe pour l'essentiel une position verticale, et à l'extrémité inférieure duquel se trouve un orifice de sortie 9. Une bifurcation 10 prévue à l'extrémité supérieure du tube 8 est reliée comme cela est uniquement évoqué de manière schématique -, par l'inter- médiaire d'un conduit de pompage 11, à un dispositif classi- que 12 de malaxage de mortier. Le mortier préparé dans ce dernier est convoyé dans le tube 8, au moyen d'une pompe 13 à mortier, en empruntant le conduit 11. Le convoyage du mor- tier peut être interrompu très rapidement étant donné que la pompe 13 est équipée d'un frein. Un arbre d'entraînement 14 est monté concentriquement à rotation dans le tube d'amenée 8, grâce à des paliers 15 et 16 correspondants disposés, respectivement sur un couver- cle 17 et dans un renflement 18 précédant l'orifice de sor- tie 9. Cet arbre 14 porte, à son extrémité inférieure, un disque centrifuge 19 dont la face, tournée vers le haut, présente des organes d'entraînement 20 destinés au mortier. L'arbre d'entraînement 14 est mené par un moteur électrique 21 pourvu d'un frein, implanté sur une traverse 22 d'un bâti 23. La traverse 22 proprement dite est agencée à coulissement dans le sens vertical, sur un chariot 24. Une traverse 25, par ailleurs fixée à ce chariot 24, porte le tube d'amenée 8 à son extrémité libre. Du fait de la faculté de coulissement vertical de la traverse supérieure 22 par rapport à la traverse inférieure 25, sur le chariot 24, le moteur 21 associé à l'arbre 14 et au disque centrifuge 19 peut coulisser vis-à-vis de la traverse 25, et donc vis-à- vis du tube 8. Cela signifie qu'un interstice de sortie 26, entre l'orifice de sortie 9 et le disque 19, peut être réglé en hauteur. Le chariot 24 proprement dit est fixé à va-et-vient vertical sur un montant 27 du bâti 23, de sorte que l'ensem- ble du dispositif 6 de déversement de mortier peut être animé de coulissements vers le haut et vers le bas. Pour fabriquer une brique de cheminée conforme à l'invention, une enveloppe extérieure 2 est tout d'abord produite, puis munie de l'isolation 4 au stade successif, à l'état brut ou après avoir subi une prise, à l'aide du dis- positif 6 de déversement de mortier. A cet effet, la tête d'injection 7 pénètre jusqu'en bas dans l'ouverture inté- rieure 3 de l'enveloppe 2, après quoi le moteur électrique 21 et la pompe 13 à mortier sont mis en fonction. Du mortier sortant par l'orifice de sortie 9 est projeté radialement vers l'extérieur, par le disque centrifuge 19, contre la pa- roi de l'ouverture 3 de l'enveloppe 2. Une couche 29 de mor- tier isolant se forme sur ladite paroi. Une ascension conti- nue de la tête 7 a pour résultat de former la couche 29 de bas en haut sur la paroi de l'ouverture 3. La formation de ladite couche 29 est commandée par la capacité de refoule- ment de la pompe 13, par la vitesse angulaire du disque 19 et par la vitesse d'extraction ascendante de la tête 9. Cette couche possède, avantageusement, une épaisseur d cor- respondant à la cote radiale d'une collerette annulaire 30 saillant vers l'intérieur et faisant corps avec le fond de l'enveloppe extérieure 2. Ladite collerette délimite ainsi, côté fond, l'espace occupé par la couche 29 et stabilise cette couche 29. Aussitôt que la tête 7 a atteint un bord supérieur 30 de l'enveloppe 2, par suite de l'ascension du chariot 24, le moteur 21 et la pompe 13 sont désactivés de façon telle que le processus de projection soit pratiquement interrompu de manière brusque, sous l'action des freins in- tégrés dans ces éléments d'entraînement. Du fait de l'effet de compactage s'exerçant lors de la projection de la couche de mortier isolant, la brique 1 peut être manutentionnée quasiment aussitôt après l'extrac- tion de la tête d'injection 7, et être par exemple empilée sur des palettes. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'invention telle que décrite et représen- tée, sans sortir de son cadre. -R E V E N D I C A T I ON S- 1. Procédé de fabrication d'une brique de cheminée comprenant une enveloppe extérieure porteuse (2) munie d'une paroi périphérique, et une isolation (4) en béton léger qui est logée dans l'ouverture intérieure (3) de l'enveloppe ex- térieure (2) et forme, à son tour, une ouverture de passage (5) destinée à un tuyau à gaz de fumées, procédé caractérisé par les étapes opératoires suivantes: - fabrication de l'enveloppe extérieure (2), - insertion, dans l'ouverture intérieure (3) de l'enveloppe extérieure, d'une tête d'injection (7) d'un dispositif (6) de déversement de mortier, - dépôt d'une couche (29) d'un mortier isolant sur la paroi de l'ouverture intérieure (3), à l'aide de la tête d'in- jection (7), en vue de former l'isolation (4), - extraction de la tête d'injection (7) hors de l'ouverture intérieure (3), et - prise du mortier isolant. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le dépôt de la couche (29) de mortier isolant a lieu par projection, à l'aide d'un dispositif à disque cen- trifuge (19) en tant que tête d'injection (7). 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la tête d'injection (7) et l'enveloppe exté- rieure (2) sont mises continûment en mouvement l'une par rapport à l'autre au cours du dépôt de la couche (29) de mortier isolant. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la tête d'injection (7) est animée d'un mouve- ment continu de bas en haut, au cours du dépôt de la couche (29) de mortier isolant, à travers l'ouverture intérieure (3) de l'enveloppe extérieure (2). 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'espace occupé par la couche (29) de mortier isolant, dans l'ouverture inté- rieure (3) de l'enveloppe extérieure (2), est délimité côté fond par une collerette annulaire (30) saillant vers l'inté- rieur et faisant corps avec ladite enveloppe (2). 6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dispositif carac- térisé par le fait qu'il comprend: - un dispositif (6) de déversement de mortier, équipé d'une tête d'injection (7) en vue du dépôt de la couche (29) de mortier isolant, et - un dispositif de levage (bâti 23, chariot 24) pour impri- mer un coulissement relatif à l'enveloppe extérieure (2) et à la tête d'injection (7). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la tête d'injection (7) est réalisée sous la forme d'une dispositif à disque centrifuge, comprenant un tube (8) d'amenée de mortier et un disque centrifuge (19) placé devant l'orifice de sortie (9) de ce dernier. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'interstice (26) entre le disque centrifuge (19) et l'orifice de sortie (9) est réglable. 9. Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caracté- risé par le fait que le disque centrifuge (19) est monté sur un arbre d'entraînement (14) guidé par le tube d'amenée (8). 10. Brique de cheminée fabriquée à l'aide d'un pro- cédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, sur un dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, comprenant - une enveloppe extérieure (2) munie d'une paroi périphé- rique et - une isolation (4) en béton léger, logée dans l'ouverture intérieure (3) de l'enveloppe extérieure (2) et formant, à son tour, une ouverture de passage (5) destinée à un tuyau à gaz de fumées, brique caractérisée par le fait que - l'isolation (4) est réalisée sous la forme d'une couche (29) de mortier isolant déposée par injection, notamment par projection, sur la paroi de l'ouverture intérieure (3) de l'enveloppe extérieure (2).