Brevet FR2792242A3 — publié le 20001020

FR 2792242 A3 20001020 FR 0004060 A 20000330 PROCEDE DE FABRICATION D'UNE BRIQUE DE CHEMINEE La présente invention se rapporte à un procédé de fa- brication d'une brique de cheminée comprenant une enveloppe extérieure porteuse, présentant une paroi périphérique, et une isolation en un béton léger qui est logée dans l'ouver- ture intérieure de l'enveloppe extérieure et forme, à son tour, une ouverture de passage affectée à un tuyau à gaz de fumées. Des briques de cheminée sont pourvues, de manière classique, d'une isolation constituée par des nattes ou des panneaux en fibres minérales, qui occupe une position inté- rieure et n'est ajoutée, en général, que sur le site de construction. Or, le maniement et le façonnage de matériaux à base de fibres minérales ne sont pas sans poser des pro- blèmes concernant une production rationnelle, et sous des aspects écologiques. Par le passé, des matériaux fibreux ont fréquemment soulevé des difficultés dans le contexte des ma- ladies des voies respiratoires et des poumons. Une amorce de solution, apportée à la problématique susmentionnée, peut résider dans l'utilisation d'un matériau isolant minéral soumis à moussage, se substituant à une iso- lation en fibres minérales. Le matériau isolant minéral pré- cité consiste, par exemple, en du béton poreux renfermant éventuellement des adjuvants légers poreux, ou en du béton léger à porosité des minerais abattus, pourvu ou dépourvu d'une matrice de liant soumise à moussage. Ce matériau est injecté dans des ouvertures existantes pratiquées dans l'en- veloppe extérieure de la brique et fait l'objet, à l'issue de sa prise, d'une ferme liaison intime avec ladite enve- loppe. Au cours du processus de fabrication, lors de la cou- lée de l'isolation, pour former l'ouverture centrale de pas- sage affectée à un tuyau à gaz de fumées, une douille de formage est insérée concentriquement dans l'enveloppe exté- rieure et l'espace intercalaire est comblé par le béton lé- ger isolant. Après durcissement de la masse déversée sous la consistance d'une bouillie, la douille intérieure de formage ou de coffrage peut être enlevée et réutilisée. Un problème, affectant ce mode opératoire, réside dans le fait que la douille de formage doit demeurer sur son site pendant un temps relativement long, jusqu'à la prise du matériau isolant. De plus, la stabilité dudit matériau iso- lant 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 exécuté plus rationnellement, et se traduise par une brique dont l'isolation offre une plus grande stabilité. Le procédé conforme à l'invention est caractérisé par les étapes opératoires suivantes: - fabrication de l'enveloppe extérieure, incluant une prise de son matériau, - insertion, dans l'ouverture intérieure de l'enveloppe extérieure, d'un noyau de formage donnant naissance à l'ouverture de passage, - comblement, par un matériau du type béton léger, de la chambre de formage subsistant entre l'enveloppe exté- rieure et le noyau de formage, - compactage du matériau de type béton léger, - extraction du noyau de formage, et - durcissement du matériau compacté de type béton léger. Dans ce cas, l'aspect crucial de l'invention réside dans le compactage mentionné du matériau de type béton lé- ger, de préférence par un mouvement vibratoire imprimé au noyau de formage introduit dans l'ouverture intérieure de l'enveloppe extérieure, ou bien à ladite enveloppe. Ce mou- vement vibratoire peut alors s'opérer pendant et/ou après le comblement, par du matériau de type béton léger, de la cham- bre de formage subsistant entre l'enveloppe et le noyau. Le compactage prodigue audit matériau, également à l'état brut, une grande robustesse telle que le noyau peut être extrait sans attendre la fin de la période de durcissement. La stabilité du matériau de type béton léger, et la fermeté de sa liaison avec l'enveloppe extérieure de la brique, sont améliorées davantage encore par des mesures opératoires préférentielles telles que la sollicitation ad- ditionnelle dudit matériau par compression mécanique, éven- tuellement par vibration du bloc presseur, et par la solli- citation en sens inverse de la direction d'extraction du noyau de formage lors de l'extraction de celui-ci. L'invention va à présent être décrite plus en détail, à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'une brique de cheminée à l'état achevé; les figures 2A à 2F montrent respectivement un dispo- sitif de formage pour la fabrication de la brique selon la figure 1, par des étapes de production se succédant mutuel- lement; et la figure 3 est une coupe verticale de la brique de cheminée dans une variante de réalisation. Comme le met clairement en lumière une observation de la figure 1, une brique de cheminée 1, pouvant être fabri- quée par le procédé conforme à l'invention, présente une en- veloppe extérieure 2 de configuration externe parallélépipé- dique. Cette enveloppe est produite en un matériau classique du type béton, pouvant subir des charges statiques. L'enveloppe extérieure 2 est pourvue d'une ouverture intérieure 3 verticalement ininterrompue, de forme sensible- ment rectangulaire 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. L'isolation 4 est à son tour percée, en son centre, d'une ouverture de passage 5 qui est verticalement ininterrompue et est parcourue de manière classique, à l'état intégré de la brique 1 dans un bâtiment, par un tuyau à gaz de fumées d'une installation de combus- tion. L'enveloppe extérieure 2 forme, du point de vue sta- tique, l'"épine dorsale" de la brique de cheminée. L'isola- tion 4 sert à l'isolation thermique entre le tuyau à gaz de fumées et l'environnement de la brique 1. De surcroît, l'on fera observer que des ouvertures verticales supplémentaires peuvent être pratiquées, à l'intérieur de la brique, en vue de la ventilation du tuyau à gaz de fumées - ce qui n'est pas illustré sur la figure 1 -. Le procédé de fabrication de la brique de cheminée 1 fait l'objet d'un commentaire à l'appui des figures 2A à 2F. Ce procédé est mis en oeuvre à l'aide d'un dispositif de formage qu'il convient d'expliquer, pareillement, à l'appui des figures 2A à 2F. La production a lieu sur un support de formage 6 pouvant se présenter, par exemple, comme une plan- che d'appui, une tôle d'appui ou une assise plane en béton. L'enveloppe extérieure 2 préfabriquée, et ayant déjà totale- ment subi une prise, peut être positionnée en plusieurs ran- gées sur ces appuis. Comme l'atteste une observation de la figure 2A, un plateau de formage 7 est ensuite abaissé sur l'enveloppe extérieure 2. Ce plateau 7 comporte, à chaque face inférieure, des pattes de préhension 8 qui sollicitent l'enveloppe 2 sur ses parois latérales verticales 9, et ar- rêtent ledit plateau 7 vis-à-vis de ladite enveloppe 2. Des lèvres d'étanchement 10, disposées à la face inférieure du plateau 7 à l'intérieur des pattes 8, reposent sur une face extrême supérieure 11 de l'enveloppe 2. Cela empêche que du matériau de garnissage pénètre dans l'interstice situé entre la face inférieure du plateau 7 et la face extrême 11 de l'enveloppe 2. Un orifice d'emplissage 12, dont le contour extérieur correspond à celui de l'ouverture intérieure 3 de l'enve- loppe extérieure 2, est prévu dans le plateau de formage 7. Un noyau de formage 13, pour l'essentiel matérialisé par un corps cylindrique, est retenu de manière centrée dans cet orifice 12. Ledit corps fait saillie vers le bas, au-delà de la face inférieure du plateau 7, d'une distance correspon- dant à la hauteur h de la brique 1. Le noyau 13 est conçu pour être animé d'un mouvement vibratoire par l'intermé- diaire de générateurs de vibrations non représentés en détail. L'on a encore prévu pour finir, sur le dispositif de formage, un bloc presseur 14 par lequel le matériau de gar- nissage peut être additionnellement soumis à sollicitation mécanique, d'une manière expliquée plus en détail ci-après. Il convient de noter que les mouvements du bloc presseur 14, et du plateau de formage 7 associé au noyau de formage 13, sont provoqués par des entraînements hydrauliques appropriés non illustrés, sur les figures 2A à 2F, pour offrir une meilleure vue d'ensemble. Le procédé de fabrication de la brique de cheminée 1 est exposé ci-après. - Comme déjà mentionné, le plateau de formage 7 est mis en place sur une enveloppe extérieure 2 positionnée sur le support de formage 6. Le noyau de formage 13 plonge cen- tralement dans l'ouverture intérieure 3 de l'enveloppe 2, et se dresse alors sur le support 6 (figure 2A). - Au cours de l'étape opératoire suivante, un chariot d'em- plissage 15 ouvert en partie basse est animé d'un va-et- vient sur le plateau de formage 7, au-dessus de l'orifice d'emplissage 12, de sorte que du matériau 16 de type bé- ton léger peut pénétrer, à partir dudit chariot 15, dans une chambre de formage 17 subsistant entre l'enveloppe extérieure 2 et le noyau de formage 13 (figure 2B), jus- qu'à ce que ledit matériau vienne à fleur de la face su- périeure dudit plateau 7. - Cette condition est illustrée sur la figure 2C, après quoi le chariot d'emplissage 15 est dégagé vers le côté. Le bloc presseur 14 est abaissé hydrauliquement. - L'illustration partielle suivante, sur la figure 2D, mon- tre la manière dont des plaques de compression 18 du bloc 6 2792242 presseur 14 compriment mécaniquement le matériau 16 du type béton léger. Le noyau de formage 13 est simultanément animé d'un mouvement vibratoire, ce qui est évoqué par les flèches V à double tête sur la figure 2D. Ce rmouvement vibratoire est également imprimé à l'enveloppe extérieure 2, au bloc presseur 14 et éventuellement, ou en variante, au support de formage 6. Le matériau 16 se compacte, les plaques 18 étant descendues jusqu'à la hauteur de la face extrême 11 de l'enveloppe extérieure 2. Le compactage et la compression mécanique confèrent, à l'isolation 4, une stabilité et une solidité à l'état brut telles que le noyau 13 peut être enlevé sans pratiquement aucune temporisation notable. - Cette étape opératoire est représentée sur la figure 2E, sur laquelle on peut constater que le plateau de formage 7 est déplacé vers le haut et extrait, de ce fait, le noyau de formage 13 hors de l'isolation 4. Au cours de ce processus, le bloc presseur 14 demeure dans sa position abaissée, et sollicite par conséquent l'isolation 4 en sens inverse de la direction d'extrac- tion A dudit noyau 13. Dans l'enchaînement, le bloc 14 est lui aussi dégagé vers le haut de telle sorte que la brique 1 soit libérée, et puisse durcir. Le dispositif de formage peut ensuite être déplacé vers l'enveloppe extérieure successive sur laquelle il peut procéder, sans aucune temporisation, à la fabrication de l'unité suivante (figure 2A). L'isolation 4 consiste, de surcroît, en un béton léger à porosité de minerais abattus qui renferme des adjuvants légers en du verre soufflé, en de la perlite ou en de la vermiculite. Sa masse volumique à sec se situe dans la plage de 200 kg/m3 à 400 kg/rm3, et est préférentiellement de 300 kg/m3. Conmrme il ressort clairement de la figure 3, une enveloppe extérieure 2' peut être munie, à son extrémité inférieure, d'une collerette annulaire 19 solidaire orientée vers l'intérieur. La position et le diamètre de l'ouverture intérieure de ladite collerette 19 correspondent à ceux de l'ouverture de passage 5 affectée au tuyau à gaz de fumées. La collerette annulaire 19 forme une sorte de piète- -7 ment, dont la largeur correspond à l'épaisseur de l'isola- tion 4. Dans le procédé de fabrication commenté en regard des figures 2A à 2F, la collerette annulaire 19 offre l'avantage consistant en ce qu'elle délimite la chambre de formage 17, côté fond, et agit comme un appui destiné au béton léger de l'isolation 4, doté d'une porosité de minerais abattus. De la sorte, après l'extraction du noyau de formage 13, les briques de cheminée garnies du matériau frais 16 de type béton léger peuvent également être aussitôt enlevées du sup- port de formage 6, et être empilées en position verticale. Ainsi, les supports 6 deviennent réutilisables de manière beaucoup plus rapide, ce qui se répercute tout à fait posi- tivement sur la rationalité de la production et sur le ren- dement de l'installation. L'on évite, en particulier, une complexité supplémentaire réclamée par des supports, le stockage de ces derniers, ou des "cheminements" conséquem- ment plus grands devant être empruntés par le béton. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. -R E V E N D I C A T IONS- 1. Procédé de fabrication d'une brique de cheminée comprenant une enveloppe extérieure porteuse (2), présentant une paroi périphérique, et une isolation (4) en un béton lé- ger qui est logée dans l'ouverture intérieure (3) de l'enve- loppe extérieure (2) et forme, à son tour, une ouverture de passage (5) affectée à un tuyau à gaz de fumées, procédé caractérisé par les étapes opératoires suivantes: - fabrication de l'enveloppe extérieure (2), incluant une prise de son matériau, - insertion, dans l'ouverture intérieure (3) de l'enveloppe extérieure (2), d'un noyau de formage (13) donnant nais- sance à l'ouverture de passage (5), - comblement, par un matériau (16) du type béton léger, de la chambre de formage (17) subsistant entre l'enveloppe extérieure (2) et le noyau de formage (13), - compactage du matériau (16) de type béton léger, - extraction du noyau de formage (13), et - durcissement du matériau compacté (16) de type béton léger. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le matériau (16) du type béton léger est com- pacté par mouvement vibratoire imprimé au noyau de formage (13), à l'enveloppe extérieure (2), à un bloc presseur (14) et éventuellement, ou en variante, à un support de formage (6). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le matériau (16) du type béton léger est addi- tionnellement soumis à une sollicitation mécanique, par com- pression, au cours du mouvement vibratoire de compactage. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que, pendant l'extraction du noyau de formage (13), l'isolation compactée (4) en béton léger est sollicitée en 3 sens inverse de la direction d'extraction (A) dudit noyau (13). 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le noyau de formage (13) est extrait directement après le compactage du matériau (16) de type béton léger. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'un béton léger à porosité de minerais abattus, renfermant des adjuvants légers en du verre soufflé, est utilisé en tant que matériau (16) du type béton léger. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le béton léger présente une masse volumique ap- parente à sec de 200 kg/m3 à 400 kg/m3. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la chambre de formage (17) est délimitée, côté fond, par une collerette annulaire (19) saillant vers l'intérieur et faisant corps avec l'enve- loppe extérieure (2).