Brevet FR2809430A1 — publié le 20011130

L'invention concerne une armature coffrante pour réaliser un parement en particulier béton, et le parement, lequel peut notamment être droit ou voûté. L'invention trouve en particulier son application, dans la réalisation d'un tunnel, lorsque après avoir creusé le sol sur quelques mètres à quelques dizaines de mètres, pour éviter un éboulement, voire un effondrement de la paroi tunnel, on souhaite réaliser un parement s'étendant suivant une direction d'allongement pour consolider le tunnel. Ce parement est réalisé en matériau de structure recouvrant la paroi du tunnel, généralement constitué de béton éventuellement renforcé par des fibres. On pourrait toutefois prévoir d'utiliser un matériau analogue, éventuellement synthétique. De plus, l'invention s'applique également à la réalisation de murs. On connaît déjà des réalisations dans lesquelles l'armature coffrante comprend - au moins toile destinée à coffrer le béton, et - une armature comprenant une structure (ossature) et des moyens pour supporter la toile. L'invention vise à proposer une armature coffrante permettant d'améliorer la tenue dans temps du parement, tout en simplifiant sa réalisation, en réduisant coût et le temps nécessaire pour le réaliser. Pour ce faire, l'invention propose que l'armature comprenne en outre des éléments écarteurs qui maintiennent la structure à l'écart de la toile. II est précisé que la structure de l'armature coffrante est définie par les éléments et/ou parties d'éléments essentiels pour armer (structurer) le béton, autrement dit pour éviter qu'il perde l'essentiel de ses caractéristiques mécaniques par dislocation. Ainsi, après remplissage de l'armature coffrante de béton, la structure sera noyée dans le béton du parement obtenu, de sorte qu'elle sera protégée agressions extérieures, en particulier de la corrosion. II ne sera donc pas necessaire de rajouter une couche de ciment par-dessus la toile pour éviter la corrosion de la structure de l'armature coffrante. toile et les moyens pour la supporter seront certes soumis à la corrosion l'absence d'une telle couche de ciment supplémentaire, toutefois leur fonction se limitant pour les premiers à tenir la toile et pour seconde à coffrer le béton lors de la réalisation du parement, l'effet de la corrosion sur le parement sera quasiment nul. En particulier, l'invention propose, selon une réalisation avantageuse que la structure comprenne des montants reliés entre eux par des éléments de liaison. Les montants seront parfaitement protégés contre la corrosion. On peut notamment prévoir des cintres réticulés, constitués de barres 'acier (montants) assemblées entre elles par des aciers façonnés. Afin d'améliorer la robustesse de l'armature coffrante, mise en place, son adaptation à la géométrie des ouvrages et aux variations mécaniques sol suivant la direction d'allongement de l'ouvrage et de réduire son cout, l'invention propose que la structure comporte une pluralité d'échelles réparties sensiblement régulièrement suivant la direction d'allongement dont les éléments de liaison en constituent les barreaux transversaux. sous-ensembles, voire l'armature complète peuvent être fabriqués machine à treillis, en particulier en usine, et facilement transportés jusqu'au chantier, ce qui réduit les coûts. De plus, on peut aisément realiser des échelles de résistances mécaniques différentes, ce qui permet de 'adapter aux variations de résistances mécaniques du sol et aux dimensions des ouvrages. Avantageusement, l'invention propose en outre que les eléments ecarteurs soient constitués par le prolongement des barreaux transversaux delà des montants. Ainsi, la réalisation de l'armature coffrante est relativement simple. Selon une autre caractéristique avantageuse, l'invention propose l'armature coffrante comprenne deux toiles, entre lesquelles et a l'écart desquelles, la structure est maintenue. Ainsi, on réalise aisément un mur, sans avoir à protéger la structure contre la corrosion, en remplissant l'armature coffrante de béton. Une réalisation avantageuse consiste en ce que l'armature comprenne entre 2 et 8 échelles et présente une longueur comprise entre 0,5 mètre et 3 mètres, avantageusement environ 1 mètre. On obtient ainsi une armature réalisant un compromis satisfaisant entre poids modéré, facilité de mise en ceuvre et longueur d'ouvrage soutenue par armature. Avantageusement, pour empêcher le béton de passer à travers la toile, l'invention propose que la toile soit constituée de fils de chaîne et de fils de trame métalliques et entrecroisés dont le pas de chaîne et/ou de trame est inférieur à 30 millimètres. Une telle toile est résistante, d'un emploi aisé et simple à fabriquer donc relativement peu onéreuse. L'invention va apparaître encore plus clairement dans la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective d'une armature coffrante conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue suivant la flèche repérée 11 à la figure 1, - la figure 3 est une vue suivant la flèche repérée 111 à la figure 1, - la figure 4 est une vue en coupe transversale d'une armature coffrante conforme à l'invention, en situation dans un tunnel, - la figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne repérée V-V à la figure - la figure 6 illustre en perspective une variante d'armature coffrante, situation dans le sol, - la figure 7 illustre l'armature de la figure 6 en vue dessus. Les figures 1 à 3 illustrent une armature coffrante 1 presentant une direction d'allongement 30. L'armature coffrante 1 comprend armature 2 et une toile 24. L'armature 2 comporte des sous-ensembles 8a, 8c, 8d, ici au nombre de quatre et deux treillis 4, 6. Pour éviter de surcharger la figure 1, ce qui aurait ' à sa compréhension, le treillis 4 et la toile 24 n'ont pas été représentés sur cette figure. Les sous-ensembles 8a, 8b, 8c, Sd comprennent chacun une structure 11a,11b,11c,11d et des éléments écarteurs 9a, 9b, 9c, reliant le treillis 6 à la structure. Chaque structure 11a,11b,11c,11d se presente sous la forme d'échelles métalliques comprenant chacune des montants longitudinaux 10a,10b,10c,10d,10'a ; 10'a,10'b,10'c,10'd, ici deux, et des éléments de liaison reliant entre eux les montants, ici des barreaux transversaux 12a,12b,12c,12d s'étendant entre les montants longitudinaux auxquels ils sont soudés. Les éléments écarteurs 9a, 9b, 9c, 9d sont constitués ici par un prolongement des barreaux transversaux 12a,12b,12c,12d. Les treillis 4 et 6 sont métalliques et présentent des structures sensiblement identiques. Ils comprennent des tiges de chaîne 4a, 6a et des tiges de trame 6a, 6b soudées et perpendiculaires les unes aux autres. Toutefois, le treillis 6 se distingue ici du treillis 4 en ce qu'il maintient la toile, ici un grillage 24 entre ses tiges de chaîne 6a et ses tiges de trame 6b. L'ensemble constitué par le treillis 6 et le grillage 24 définit un treillis coffrant 26. Le treillis simple 4 et le treillis coffrant 26 s'étendent sensiblement parallèlement entre eux, suivant la direction d'allongement 30. Les échelles 11a, 11b, ,11d viennent au contact du treillis 4 par chacun l'un de leur montant 10b, 10c, 10d, leur autre montant 10'a, 10'b, 10'c, 10' étant maintenu à distance du treillis 6 et de la toile 24 par les éléments ecarteurs 9a, 9b, 9c, 9d. Elles s'étendent sensiblement perpendiculairement treillis 4, 6 et sont disposées sensiblement régulièrement suivant la direction d'allongement 30. Les tiges des treillis 4, 26 présentent avantageusement des diamètres compris entre 6 millimètres et 16 millimètres. Les montants 10a, 10b, 10c, 10d; 10'a,10'b,10'c,10'd et barreaux 12a,12b,12c,12d échelles présentent avantageusement des diamètres compris entre 6 millimetres et 32 millimètres. grillage 24 comprend des fils de trame 24a et des fils de chaîne 24b métalliques, soudés et entrecroisés. Le diamètre des fils, adapté pour résister contraintes imposées par le béton, est avantageusement compris entre quelques dixièmes de millimètre et quelques millimètres, de préférence de l'ordre de 1 millimètre. Le pas de chaîne et/ ou de trame, adapté à la granulométrie du béton, pour l'empêcher de passer à travers, est avantageusement inférieur à 30 millimètres, de préférence de l'ordre de 5 millimètres. La réalisation des échelles 11a,11b,11c,11d, du grillage 24 et des treillis 4, 26 est avantageusement réalisé sur une machine automatique, telle qu'une soudeuse à treillis. Les échelles 11a,11b,11c,11d et les treillis 4, 26 sont avantageusement assemblés par des robots de soudure. L'armature coffrante présente avantageusement, suivant sa direction d'allongement une longueur comprise entre 0,5 mètre et 3 mètres, de préférence de l'ordre de 1 mètre. La figure 4 illustre un cintre disposé dans un tunnel 16 présentant une direction d'allongement 32. Le cintre 14 comprend quatre armatures coffrantes la, 1b,1c,1d conformes à celle 1 des figures 1 à 3, reliées entre elles, perpendiculairement à leur direction d'allongement 30 par des coupleurs 36a, 36b, 36c ou tout autre moyen de liaison mécanique, voire un simple recouvrement des montants. Les armatures coffrantes 1a, 1c, 1d ont été cintrées suivant leur direction d'allongement 30, de sorte que cintre 14 définisse une voûte épousant sensiblement la forme du tunnel. Il présente un intrados 13 et un extrados 15. Le treillis coffrant 26 est situé sur l'intrados 13. Il pourrait être avantageux, dans certains cas, de disposer un autre treillis coffrant sur l'extrados. Le cintre 14 repose sur des éléments d'appui provisoire, ici des planches disposées sur le sol 38 du tunnel à chaque pied 40a, 40b du cintre 14. Après avoir relié les armatures coffrantes la, 1b,1c,1d entre elles, le cintre 14 est disposé le long de la paroi 28 du tunnel, sensiblement contre elle, de telle sorte que la direction d'allongement 30 du cintre soit sensiblement parallèle à la direction d'allongement 32 du tunnel. L'essentiel et quasiment la totalité de l'armature est disposé dans l'espace 18 situé entre le grillage 24 et paroi 28 du tunnel 16. On introduit ensuite du béton 22 directement dans l'espace 18 entre l'intrados 13 et le tunnel 16. Pour faire, on peut réaliser provisoirement une ouverture 42 dans le grillage 24, par découpe, et faire passer un tuyau 44 à travers la découpe, tel qu'illustré à la figure 5. En alimentant le tuyau 44 en béton, à l'aide d'une pompe 46, on remplit l'espace 18 de béton, jusqu'à définir une voûte de soutènement 50 en béton s'étendant suivant la direction d'allongement 30. Le béton 22 est retenu dans cet espace 18 par le grillage 24, alors que du fait d'un creux important hors profil 48, le béton 22 atteint une épaisseur telle qu'il aurait naturellement tendance à tomber. Le treillis 4 ne supportant pas de toile, les montants 10a,10b,10c, 10d sont entièrement noyés dans le béton. Il en est de même pour les montants 10'a,10'b,10'c, , bien que le treillis 6 supporte la toile 24, dans la mesure où la toile 24 est ecartée de ces montants par les éléments écarteurs 9a, 9b, 9c, 9d. Les barreaux transversaux 12a,12b,12c,12d et leur liaison avec l'ensemble des montants sont également noyés dans le béton et donc protégés de la corrosion. Lorsque l'espace est presque entièrement rempli, on poursuit le creusement du tunnel sur longueur suffisante pour placer un autre cintre 14a, à la suite du précédent 14, dans son prolongement suivant la direction d'allongement 32 du tunnel. Tel qu'illustré à la figure 5, les deux cintres consécutifs 14,14a, sensiblement semblables, sont placés au contact l'un de l'autre et reliés l'un à l'autre par des moyens de fixation 34 pour assurer la continuité. On procède alors avec le cintre 14a comme décrit précédemment avec le cintre 14. Les figures 6 et 7 illustrent une variante d'armature coffrante 51 disposée sur un radier 90 réalisé au fond d'une tranchée creusée dans le sol. Les éléments correspondants à ceux des figures 1 à 5 ont un repère augmenté de 50. L'armature coffrante 51 se distingue essentiellement de l'armature coffrante 1 des figures 1 à en ce qu'elle comprend un deuxième treillis coffrant 76' comprenant treillis 56' supportant une toile 74'. En conséquence, les montants 60a, 60b, 60c, 60d sont disposés à l'écart du treillis coffrant 76', auquel ils sont reliés par des éléments écarteurs 59'a, 59'b, , 59'd. échelles 61a, 61b, 61c, 61d constituées par les montants 60a, 60b, 60c, 60d 60'a, 60'b, 60'c, 60'd et les barreaux transversaux , 62b, 62c, 62d sont donc reliées aux treillis coffrants 76', 76 par les éléments ecarteurs 59'a, 59'b, 59'c, 59'd; 59a, 59b, 59c, 59d. Les échelles et les éléments écarteurs définissent sous-ensembles 58a, 58b, 58c, 58d. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux realisations qui viennent d'être décrites en relation avec l'invention. Dans la mesure où le treillis simple 4 a essentiellement pour objet de rigidifier l'armature 2, on pourrait le remplacer par d'autres moyens assurant cette fonction voire s'en dispenser si l'armature 2 est suffisamment rigide. Revendications 1. Armature coffrante (1, 51) destinée à être utilisée pour réaliser un parement (50), en particulier en béton, présentant une direction d'allongement (30) et comprenant - au moins une toile (24; 74, 74') destinée à coffrer le béton, et - une armature (2) comprenant une structure (11a,11b,11c,11d ; 61a, , 61c, 61d) et des moyens (6; 56, 56') pour supporter la toile, caracterisée en ce que l'armature comprend en outre des éléments écarteurs (9a, 9b, 9d; 59a, 59b, 59c, 59d, 59'a, 59'b,59'c, 59'd) qui maintiennent la structure a l'écart de la toile. 2. Armature coffrante selon la revendication 1, caractérisée en ce que la structure comprend des montants (10a,10b,10c,10d,10'a,10' 10'c, 10'd - 60a, 60b, 60c, 60d, 60'a, 60'b, 60'c, 60'd) reliés entre eux par des eléments de liaison (12a,12b,12c,12d ; 62a, 62b, 62c, 62d). 3. Armature coffrante selon la revendication 2, caractériséee en ce que structure comporte une pluralité d'échelles (11a,11b,11c,11d - 61a, 61b, 61c, 61d) réparties sensiblement régulièrement suivant la direction d'allongement (30) dont les éléments de liaison en constituent les barreaux transversaux (12a,12b,12c,12d ; 62a, 62b, 62c, 62d). 4. Armature coffrante selon la revendication 3, caractérisée en ce que les éléments écarteurs sont constitués par le prolongement des barreaux transversaux au-delà des montants. 5. Armature coffrante selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisée en ce que l'armature (2) comprend entre deux et huit échelles et présente une longueur comprise entre 0,5 mètre et 3 mètres. 6. Armature coffrante selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que - le treillis (6, 56, 56') est constitué de tiges métalliques entrecroisées (6a, 6b) soudées dont le diamètre est compris entre 6 millimètres et 16 millimètres, et - les montants (10a,10b,10c,10d,10'a,10'b,10'c,10'd ; 60a, 60b 60c, 60d, 60'a, 60'b, 60'c, 60'd) et les éléments de liaison (12a,12b,12c,12d ; 62a, 62b, , 62d) sont métalliques et présentent un diamètre compris entre 6 millimètres 32 millimètres. 7. Armature coffrante selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend deux toiles (74, 74'), entre lesquelles et à l'écart desquelles, la structure (61a, 61b, 61c, 61d) est maintenue. 8. Armature coffrante selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la toile (24, 74, 74') est constituée de fils chaîne (24a) et de fils de trame (24b) métalliques et entrecroisés dont le pas de chaîne ou de trame est inférieur à 30 millimètres. Parement (50) comprenant une armature coffrante (1, 51) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la structure (11a,11b,11c,11d ; 61a, 61b, 61c, 61d) est noyée dans du béton (22).