Brevet FR2798913A1 — publié le 20010330

CUVE EN POLYETHYLENE ROTOMOULE DE GRANDES DIMENSIONS DEVANT ETRE ENTERREE ET PROCEDE DE ROTOMOULAGE CORRESPONDANT DESCRIPTION Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui des cuves enterrées, telles que les fosses septiques, les cuves à combustibles (fuel, mazout, etc.) les cuves à eau. L'invention concerne également la fabrication rotomoulage des grands objets en matière plastique, que le polyéthylène. Art antérieur et problème posé On connaît une catégorie fosses septiques constituées de cuves rotomoulées en polyéthylène, à axe horizontal, par exemple de forme cylindrique. Dans le cadre de la rigidification de telles cuves, des nervures sont prévues sur les parois celles-ci, notamment à la périphérie du cylindre. Ces nervures sont verticales pour favoriser la rigidification des parois latérales. Par contre, sur les surfaces latérales d'extrémités, ces rainures sont horizontales. Un des inconvénients de ce type de cuve est que les fabriquants ne proposent pas de cuves de grandes dimensions. Pour répondre à la demande d'utilisation de cuves de grand volume, ceux-ci se contentent d'assembler plusieurs cuves de moyennes dimensions, les unes aux autres, reliées hydrauliquement. Un premier but de l'invention est donc de proposer une cuve en polyéthylène rotomoulé de grandes dimensions, devant être enterrée, et pouvant résister aux déformations sollicitées par les poussées extérieures lorsqu'elle est vide. Un deuxième but de l'invention est de pouvoir fabriquer ce type de cuve de grande dimension par rotomoulage, sans augmenter de manière significative les coûts de production et d'outillage. Résumé de l'invention A cet effet, le premier objet principal de l'invention est une cuve en polyéthylène, rotomoulée, de grandes dimensions, devant être enterrée, de forme axiale et comportant des nervures périphériques verticales sur les parois latérales, et comportant deux parois d'extrémités. Selon l'invention, elle comprend une ceinture périphérique horizontale rigidifiante sur tout le périmètre de la cuve, bloquant ainsi les nervures. Dans sa réalisation optimale, la ceinture périphérique est une nervure large et creuse possédant deux parois latérales qui se rejoignent à leur base. Toujours dans le but de rigidifier la cuve, cette dernière comprend des nervures verticales sur les parois d'extrémité et possède une section ovoïde. Pour faciliter l'ancrage de la cuve dans le sol, celle-ci possède des ailettes d'ancrage situées latéralement à la base de la cuve. De préférence, chaque ailette ancrage possède un trou dans lequel est placé crochet d'ancrage. Dans le cadre de la rigification de la cuve, celle-ci peut comprendre une nervure longitudinale supérieure mince et pleine, placée longitudinalement sur le sommet de la cuve, qui bloque les nervures à ce niveau. Cette nervure longitudinale supérieure peut posséder trous d'ancrage pouvant être utilisés pour soulever cuve. De même, la cuve peut posséder au moins une nervure longitudinale inférieure placée longitudinalement sous la cuve qui bloque les nervures à ce niveau. Dans une réalisation préférentielle, elle comprend une partie supérieure voûtée et nervurée. I1 est également avantageux qu'elle possède une partie inférieure plate nervurée. La résistance de la cuve est accrue lorsque les parois latérales sont de très faibles courbures. De préférence, les nervures verticales possèdent une partie extérieure légèrement bombée. Dans ce cas, il est préférable que la jonction à l'extérieur des nervures, entre la partie inférieure et les parties latérales, forme un angle saillant et que cette jonction forme, à l'intérieur des nervures, un arrondi, de façon à augmenter partiellement la profondeur des nervures. Un deuxième objet principal de l'invention est un procédé de fabrication par rotomoulage un et creux nervuré par des nervures parallèles et ceinture périphérique horizontale ayant deux parois latérales qui se rejoignent à leur base, consistant à utiliser comme moule deux demi-moules s'assemblant selon un plan de joint perpendiculaire aux nervures dans la plus grande largeur de l'objet au niveau la ceinture périphérique. Dans la mise en ceuvre principale du procédé fabrication selon l'invention, les deux demi-moules sont constitués, au niveau des nervures latérales série de deux sortes de demi-viroles alternées soudées les unes aux autres, c'est-à-dire une série de viroles d'une première sorte destinée à former une partie extérieure voûtée des nervures et une série de demi-viroles d'une deuxième sorte destinée à former la partie plate intérieure des nervures. Dans l'application particulière aux cuves de grandes dimensions de forme axiale, les nervures latérales sont verticales, de même que les nervures sur les parois d'extrémité sont verticales.. Liste des figures L'invention et ses principales caractéristiques seront mieux comprises à la lecture de la description suivante, accompagnée de deux figures représentant respectivement - figure 1, en vue cavalière, une cuve selon l'invention ; - figure 2, en coupe, la cuve selon l'invention ; et - la figure 3, en vue cavalière, mais éclatée partiellement, une partie du moule utilisé dans le procédé de fabrication selon l'invention. Description détaillée d'une réalisation de l'invention La figure 1 montre donc la cuve selon l'invention composée principalement deux parties latérales 10, d'une partie supérieure 0 reliant par leurs parties supérieures respectives deux parties latérales 10, une partie inférieure représentée par laquelle la cuve repose sur le sol et deux parties d'extrémités 30 fermant la cuve en bout. Dans l'exemple représenté, celle-ci affecte une forme que l'on appelle axiale , c'est-à-dire que sa forme peut s'étendre sur une grande longueur en affectant la même section. Beaucoup de cuves de ce type sont cylindriques. Dans ce cas, le bas du cylindre ou de la forme ovoïde est tronquée pour que sa surface inférieure soit constituée d'une surface plus ou moins plane, par laquelle la cuve repose sur le sol de manière stable. on remarque que les parties latérales 10 sont dotées de nervures verticales 12, relativement larges et espacées. Chaque nervure possede donc un haut de nervure ou partie extérieure 14 et fond ou partie intérieure 16. Ces nervures verticales latérales 12 ont pour but de rigidifier la cuve qui est de grandes dimensions. En effet, celle-ci doit contenir plusieurs mètres cubes de liquide et assurer la résistance à pression du sol, souvent imbibé d'eau, dans lequel elle est enterrée. On précise que la cuve représentée est destinée à tenir le rôle de fosse septique, un trou d'acces de grandes dimensions 22 étant prévu sur partie supérieure 20 et un trou de ventilation d'évacuation 38 étant prévu sur une partie d'extrémité 30. Une caractéristique principale -de la cuve selon l'invention est qu'elle possède une ceinture périphérique 11, horizontale, destinée à renforcer la rigidité de la cuve, notamment vis-à-vis contraintes agissant sur les parois latérales surtout sur les parties d'extrémité 30 qui ont tendance à comprimer sur la cuve elle-même, d'une manière analogue à celle d'un soufflet d'accordéon. Une telle ceinture périphérique 11 fait donc le tour de la cuve, au niveau de sa plus grande largeur. En référence à la figure 2, on peut voir que la section d'une telle nervure n'est rectangulaire ou carrée. En effet, les parois latérales 13 cette ceinture sont relativement espacées niveau de la surface la plus externe de cette ceinture, mais sont rapprochées à leur base 15, c'est-à-dire du côté la partie la plus interne de la ceinture. Dans cette réalisation, ces parois latérales 13 se touchent même niveau de cette base 15. Ceci permet de ne pas entraver l'efficacité des nervures verticales 12. Compte tenu du fait que cette cuve rotomoulee, le moulage de la ceinture 11 avec parois se rejoignant au niveau de leur base 15 est possible En effet, en ménageant un espace entre les deux parties du moule au niveau de cette jonction, lors du rotomoulage, la poudre peut remplir l'endroit ménageant la forme extérieure de la ceinture 11. Lorsque épaisseur de poudre est suffisante, il y a soudure entre les deux parois latérales 13 au niveau de leur base 15. La figure 2 montre également la présence d'une rainure longitudinale supérieure 23, placée au sommet la cuve et faisant ainsi la jonction entre toutes nervures verticales 12 qui passent au sommet de la cuve. La fonction de cette nervure est également de coopérer au renforcement de la rigidite longitudinale de la cuve. Toutefois, cette rainure longitudinale supérieure 23 est mince, c'est-à-dire creuse. De plus, elle est équipée d'au moins un trou d'ancrage 25 permettant à un outillage de manutention de soulever ou de déposer la cuve. De même, dans la partie inférieure de celle-ci, on a représenté deux rainures longitudinales inférieures 27, placées longitudinalement sur toute la longueur de la cuve. Ces deux nervures longitudinales inférieures 27 ont donc la même fonction de renforcement de la rigidité longitudinale de la cuve que celles de la rainure longitudinale supérieure 23. En référence également à la figure 1, il est prévu de ménager quelques ailettes d'ancrage 17 placées latéralement à la base de la cuve. En équipant chacune de ces ailettes 17 d'un trou dans lequel est passé un crochet d'ancrage 21 ou tout autre objet de fixation, il est possible de doter la cuve points d'amarrage dans le sol pour éviter qu'elle remonte 5 lors de son enfouissement par le remplissage du trou dans lequel elle est positionnée. Une autre caractéristique principale de la cuve selon l'invention est qu'elle possède egalement nervures verticales 32 sur la partie d'extrémité 10 ces nervures verticales 32 sont également dotées un fond de nervure ou partie intérieure-36 et d'un haut ou d'une partie extérieure 34 de nervure. Pour mieux résister à la pression des forces issues du sol dans laquelle la cuve est 15 enterrée, les parties extérieures 14 et 34 des nervures verticales 12 et 32 sont légèrement bombees. Par contre, les parties intérieures 16 et de ces nervures verticales 12 et 32 sont planes. largeur nervures verticales 12 et 32 est relativement large 20 pour que le sol, lors de la mise en place de la cuve, puisse pénétrer à l'intérieur et combler d'éventuels espaces vides dans les nervures verticales 12 et 32, ceci favorisant le maintien mécanique des parois de la cuve. On précise que ces nervures se prolongent dans 25 les parties inférieure et supérieure 20 de la cuve, pour, en fait, faire le tour complet de cette dernière, toujours avec une largeur importante pour que le sol et ses remblais puissent pénétrer. De plus, elles se trouvent bloquées ou maintenues en position par la 30 ceinture 11 et les nervures longitudinales 23 et 27. On attache une importance particulière ' la forme légèrement bombée des parties extérieures 1 et 34 des nervures verticales 12 et 32 vis-à-vis de la résistance de la cuve ou pression du sol. 5 De plus, sur cette figure 1, on a essayé de mettre en valeur une distance f reliant le coin 18 que forment les parties extérieures 14 des nervures verticales 12, dans leur jonction avec la partie inférieure par laquelle la cuve repose sur le sol, au 10 fond 16 de cette même nervure. En reliant la partie extérieure 14 des nervures verticales 12 avec la partie inférieure par un coin 18, la distance f reliant ce coin fond de chaque nervure 12 est plus importante que hauteur de ces nervures 12 dans les autres 15 parties de celles-ci. En effet, au niveau de la partie saillante formé par le coin 18, à la base de la partie latérale 10, le fond de chaque nervure n'est pas saillant mais possède un rayon de courbure non négligeable qui permet de renforcer la tenue au 20 flambage du fond de la cuve. Plus la cuve est large, plus cette partie doit être rentrée à l'intérieur de la cuve. plus, cette augmentation locale de la hauteur de la nervure favorise la pénétration de la cuve dans le c'est-à-dire la pénétration du sol à 25 l'intérieur des nervures, lors de la mise en place de la cuve. Si on ne prévoit pas de coins 18 faisant saillie, c'est-à-dire un simple arrondi entre les parties latérales et la surface inférieure, la cuve a tendance à remonter lorsqu'elle est vide et lorsque le 30 sol fait pression sur les parois. Ceci conduit finalement à un écrasement de la cuve. La forme des parties latérales 10 affecte une très légère courbure alors que la partie supérieure affecte une courbure un peu plus prononcée. Dans la réalisation décrite à la figure 1, 5 trou d'accès 22 est ménagé dans la partie superieure 20. Cette présence s'explique par le fait que cuve représentée est une fosse septique. De même, une face d'extrémité 30, se trouve un trou de ventilation 38 aboutissant à l'intérieur de la cuve, juste en 10 dessous du trou d'accès 22. La cuve et toutes les formes decrites permettent la fabrication d'un tel objet en seul rotomoulage. En référence à la figure 3, le procédé de 15 fabrication par rotomoulage de la cuve décrite ci-dessus consiste à construire un moule constitué de deux demi-moules. Pour obtenir la forme correspondante aux nervures se trouvant sur toute la surface de la cuve, on utilise un machine à cintrer les tôles pour 20 fabriquer deux sortes de demi-viroles. La machine utilisée pour fabriquer les demi-viroles est une rouleuse sur laquelle sont installées des mollettes spéciales. On réalise les nervures en deux fois, une première pour fournir les demi-viroles 40 de la 25 première sorte et une deuxième pour fournir les demi-viroles 50 de la deuxième sorte. Un premier type virole 40 est destiné à mouler le fond des nervures. demi-viroles 40 du premier type sont donc convexes, la surface de contact avec la matière rotomoulée étant 30 celle orientée vers l'extérieur. Elle est constituée d'une partie cylindrique 42, destinée à mouler le fond, C'est-à-dire la partie intérieure, référencée 16 ou des nervures de la figure 1. Ce premier type demi viroles 40 possède deux rebords 44 orientés vers l'extérieur. Le deuxième type de demi-viroles 50 est destiné à mouler la partie extérieure des nervures, référencée 14 ou 34 sur la figure 1, par sa surface interne puisque cette deuxième sorte de demi-viroles 50 est concave. Elle possède également deux bords 54 orientés vers l'intérieur. On remarque que la forme la partie externe 52 de ce deuxième type demi viroles est légèrement bombé pour obtenir surface légèrement bombée de la partie supérieure 14 34 de la nervure. Le moule est alors constitué d'un ensemble de demi-viroles que l'on assemble, en fonction de la longueur de la cuve à fabriquer. Le diamètre défini par les extrémités des rebords 44 et 54 de ces deux types de demi-viroles sont en correspondance de manière à ce que ces dernières puissent être assemblées par soudage les unes aux autres, dans le but de constituer un demi-moule destiné à former la moitié de la cuve, en l'occurrence le demi-moule supérieur dans le cas de la figure 2. Une soudure 60 est donc effectuée entre deux demi-viroles de types différents. L'autre demi-moule peut être fabriqué de la même manière en complétant le procédé par un léger pliage pour former les angles saillants correspondant aux coins 18 ; et faisant la jonction entre la partie latérale et la partie inférieure de la cuve. I1 est donc possible, avec machine à cintrer, de fabriquer plusieurs types de moules destines à rotomouler différents types cuves, sans pour cela utiliser des machines sophistiquées qui rendraient le procédé de fabrication coûteux. D'autre part, toutes les rainures étant verticales, il est possible de fermer le moule par jonction des demi-moules et de l'ouvrir au moment du démoulage sans avoir à partager chacun des demi-moules. Le plan de joint se trouve alors au niveau de la ceinture périphérique, c'est-à-dire à la partie la plus large la cuve, notamment vers le haut des parties latérales 10, à la base de la partie supérieure 20. Il est également possible de ne pas incurver les demi-viroles pour réaliser les fonds destinés à former la partie inférieure des cuves. La matière qui convient le mieux pour ce type de fabrication est le polyéthylène. Un autre avantage de la cuve selon l'invention est son encombrement au sol. En effet, celui ' est légèrement inférieur à celui d'une cuve cylindrique. Ceci a son importance dans le cas du stockage, mais également du transport des cuves, un plus grand nombre des cuves selon l'invention tenant sur plate-forme d'un camion par rapport aux cuves réalisees avec une section cylindrique. Le principal avantage de cuve selon l'invention reste néanmoins sa grande resistance aux pressions du sol, notamment dans le cas de nappes phréatiques, surtout lorsque les cuves sont vides. Ce type de cuve peut être utilisé en tant que fosse septique, cuves à eau, cuves à fioul, enterrées ou non, cuves à engrais, fosses étanches et caveaux. REVENDICATIONS 1 Cuve en polyéthylène, rotomoulée, de grandes dimensions, devant être enterrée, de forme axiale et comportant des nervures périphériques verticales sur les parties latérales (10), et comportant deux parties d'extrémités (30), caractérisée ce qu'elle possède une ceinture périphérique (11) horizontale bloquant les nervures à son niveau. 2. Cuve selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ceinture périphérique (11) est une nervure large et creuse qui possède deux parois latérales (13) qui se rejoignent à leurs bases (15). 3. Cuve selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'elle comprend des nervures verticales (32) sur les parties d'extrémités et qu'elle a une section ovoïde tronquée. 4. Cuve selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'elle possède des ailettes d'ancrage (17) situées latéralement à la base de la cuve. 5. Cuve selon la revendication 4, caractérisée en ce que les ailettes d'ancrage (17) possèdent chacune un trou (19) dans lequel est placé un crochet d'ancrage (21). 6 Cuve selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'elle comprend une nervure longitudinale supérieure (23) mince et pleine, placée longitudinalement sur le sommet de la cuve qui bloque les nervures a ce niveau. 7. Cuve selon la revendication 6, caractérisée en ce que la nervure longitudinale supérieure (23) possède des trous d'ancrage (25) pouvant etre utilisés pour soulever la cuve 8. Cuve selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une nervure longitudinale inférieure ( ) placée longitudinalement sous la cuve qui bloque nervures à ce niveau. 10 9. Cuve selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend une partie supérieure voûtée (20) et nervurée. 10. Cuve selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle possède une partie 15 inférieure plate nervurée. 11. Cuve selon la revendication 1, caractérisée en ce que les parois latérales (10) sont de très faibles courbures. 12. Cuve selon la revendication 1, 20 caractérisée en ce que les nervures verticales (12, 32) possèdent une partie extérieure (14, 34) légèrement bombée. 13. Cuve selon la revendication 11 ou 12, caractérisée en ce que la jonction à l'extérieur des 25 nervures (12) entre la partie inférieure et les parties latérales (10) forme un coin (18) et en ce que cette jonction forme, à l'intérieur des nervures (12), un arrondi, de façon à augmenter partiellement la profondeur des nervures (12). 30 14. Procédé de fabrication par rotomoulage d'un obj creux nervuré par des nervures parallèles 32) et une ceinture périphérique (11) horizontale creuse ayant deux parois latérales (13) se 'oignent à leur base (15), consistant à utiliser comme moule deux demi-moules s'assemblant selon plan 5 de joint perpendiculaire aux nervures (12, 32) dans la plus grande largeur de l'objet au niveau de la ceinture periphérique. 15. Procédé de fabrication selon la revendication 14, caractérisé en ce que deux demi-moules sont constitués, au niveau des nervures parallèles (12, 32) par une série de deux demi viroles différentes (40, 50), alternées et soudées les unes aux autres, c'est-à-dire une série d'une première sorte de demi-viroles (40) destinées à mouler la partie intérieure (16, 36) des nervures (12, 32) et une deuxième sorte de demi-viroles (50) destinées à mouler partie extérieure (14, 34) des nervures (10, 30). 16. Procédé de fabrication selon la revendication 15, utilisé pour fabriquer des cuves de grandes dimensions de forme axiale, les nervures de la cuve étant latérales et verticales (12), mais également verticales (32) sur les parties d'extrémités.