Brevet FR2856092A1 — publié le 20041217

ELEMENT D'ELEGISSEMENT POUR PLANCHER EN BETON ELEGIE DALLE EN BETON ELEGIE PREFABRIOUEE ET PLANCHER EN BETON ELEGI La présente invention concerne un élément d'élégissement pour plancher en béton élégi, cet élément d'élégissement comportant au moins une coque formée de flancs reliés par une cloison avec laquelle ils définissent au moins une cavité ouverte. Cet élément d'élégissement est destiné à être recouvert d'au moins une couche de béton coulé. Elle concerne également une dalle en béton élégie préfabriquée et un plancher 10 en béton élégi. Les planchers en béton sont couramment intégrés dans les constructions telles que des maisons, des immeubles, des usines, des parkings, dans lesquels ils reposent généralement sur des poteaux ou sur des murs porteurs. Ces planchers en béton 15 peuvent être entièrement fabriqués sur le chantier à partir de coffrages, ou obtenus en assemblant des dalles en béton préfabriquées réalisées en usine. Ce deuxième procédé permet une pose rapide et simple des planchers en béton. De plus, il améliore considérablement la sécurité de la fabrication des planchers en béton en s'affranchissant de la nécessité de poutres porteuses dont la réalisation et la mise en 20 place sont les opérations les plus dangereuses lors des chantiers traditionnels. Dans le but de pouvoir réaliser des planchers en béton de grande portée ne nécessitant pas de poutre porteuse intermédiaire tels que les planchers champignon ou les planchers dalle, par exemple pour fabriquer des parkings, on a limité le poids de ces 25 planchers en béton en y intégrant des éléments d'élégissement agencés pour former des zones plus légères dans le béton. Ainsi, on obtient une réduction de la quantité de béton utilisée, du coût de fabrication et de l'impact sur l'environnement, tout en améliorant les performances mécaniques des planchers en béton élégis obtenus. Ces éléments d'élégissement peuvent être mis en place directement sur chantier lors de la fabrication du plancher en béton élégi ou dans des dalles en béton élégies préfabriquées réalisées en usine. Ces dalles en béton élégies dont le poids est limité peuvent être facilement manipulées, transportées et mises en oeuvre. Après avoir mis 5 en place les dalles en béton élégies préfabriquées sur les poteaux et/ou murs porteurs prévus sur le chantier, un treillis métallique peut être posé sur et/ou entre les éléments d'élégissement pour former une armature avant de couler le béton pour former le plancher en béton élégi. Les éléments d'élégissement peuvent être des blocs de matériau léger tel que par exemple le polystyrène et/ou avoir des formes en creux permettant de préserver des cavités remplies d'air dans les dalles en béton élégies. On connaît des éléments d'élégissement en forme de sphères ou de demisphères tels 15 que décrits dans la publication EP-0 552 201. Toutefois, la mise en oeuvre de ces éléments d'élégissement est complexe puisqu'elle nécessite une structure de maintien disposée de part et d'autre des sphères. On connaît également des éléments d'élégissement en forme de cubes tronconiques 20 creux dont les bords inférieurs définissent l'ouverture de la cavité. Ces éléments d'élégissement peuvent être utilisés selon différents procédés. Un premier procédé consiste à les disposer sur un coffrage sur lequel ils sont surmoulés. Le coffrage est ensuite retiré. Un second procédé consiste à poser les éléments d'élégissement sur une première couche de béton puis à les recouvrir d'au moins une couche de béton coulée. 25 Un troisième procédé consiste à disposer les éléments d'élégissement sur une couche de béton frais dans laquelle ils s'enfoncent. Une fois le béton pris, ces éléments d'élégissement sont alors ancrés dans la couche de béton. Ils sont ensuite recouverts d'au moins une couche de béton coulé. Les éléments d'élégissement sont disposés de sorte que leurs ouvertures soient en regard du coffrage, de la dalle ou de la couche de béton frais. Dans ce dernier cas, les éléments d'élégissement ont tendance à se soulever sous l'effet de la pression de l'air contenu dans la cavité et à se déplacer. Il est donc très difficile d'obtenir un positionnement précis des éléments d'élégissement. Ces éléments d'élégissement sont généralement réalisés dans un matériau étanche au béton tel que les matières synthétiques, les résines, les matériaux composites, les céramiques, ... et prévus sans orifice pour éviter que le béton coulé ne pénètre dans la 10 cavité. Ces éléments d'élégissement peuvent également être utilisés de manière sensiblement similaire, associés deux à deux, superposés tête bêche pour former une poche d'air fermée, notamment lorsqu'ils sont mis en oeuvre directement sur chantier. Ces éléments d'élégissement peuvent comporter des pieds servant d'éléments d'ancrage dans la dalle en béton ou de rehausseur. 15 Le positionnement des éléments d'élégissement dans les dalles en béton élégie préfabriquée doit être précis pour permettre la position d'éléments de renfort, de treillis métallique et pour prévoir le passage de piliers porteurs ou autres. On a vu que dans certains cas ce positionnement précis est impossible à obtenir. Dans les autres 20 cas, il est long à réaliser et aucune solution existante ne permet de simplifier cette opération et/ou de limiter le temps qu'elle nécessite. Enfin, en cas d'incendie, l'air emprisonné dans chaque cavité s'échauffe et augmente de volume ce qui provoque une surpression qui soumet les éléments d'élégissement à des 25 contraintes importantes pouvant les déformer voire les fissurer. Ces déformations et les contraintes transmises au plancher en béton élégi peuvent engendrer des ruptures et provoquer l'effondrement de l'ensemble de la construction. Les éléments d'élégissement actuels ne permettent donc pas de garantir la sécurité de la construction en toutes circonstances. Les solutions existantes ne sont donc pas satisfaisantes. La présente invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un élément 5 d'élégissement pour plancher élégi en béton, simple à fabriquer et à utiliser, peu coûteux, écologique, pouvant être positionné avec précision, permettant la fabrication de planchers en béton élégis de grande portée, fiables, ne risquant pas d'être dégradés en cas de surchauffe de l'air contenu dans la cavité et permettant la fabrication de dalles en béton élégies préfabriquées. Dans ce but, l'invention concerne un élément d'élégissement du genre indiqué en préambule, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'évacuation de l'air contenu dans la cavité agencés pour autoriser la sortie de l'air contenu dans cette cavité en cas de surpression dans cette même cavité. Les moyens d'évacuation de l'air peuvent comporter une pluralité d'orifices dont les dimensions limitées sont agencées pour empêcher le passage du béton coulé et autoriser au moins la sortie de l'air contenu dans la cavité. Selon une forme de réalisation préférée, les moyens d'évacuation de l'air comportent au moins un orifice pourvu d'un obturateur mobile entre une position fermée dans laquelle il empêche au moins la pénétration du béton coulé dans la cavité et une position ouverte dans laquelle il autorise au moins la sortie de l'air contenu dans la cavité. De manière avantageuse, l'orifice est prévu dans la cloison, il est sensiblement circulaire et l'obturateur est un bouchon dont la section comporte au moins une zone sensiblement conique. L'élément d'élégissement comporte de préférence une cale d'appui destinée à servir de support pour un treillis métallique utilisé lors de la fabrication du plancher en béton élégi. Cette cale d'appui comporte avantageusement un orifice traversant destinée à recevoir l'obturateur. L'élément d'élégissement est avantageusement réalisé en un matériau choisi dans le groupe comprenant au moins les matériaux synthétiques, les matériaux composites, le 10 béton, le bois. L'élément d'élégissement peut comporter au moins une zone de plus faible épaisseur formant au moins un avant-trou et destinée à être défoncée pour former au moins une ouverture. Il peut également comporter au moins une zone de préhension 15 sensiblement plane destinée à permettre la préhension de l'élément d'élégissement par un dispositif de manutention à ventouse, cette zone de préhension étant de préférence sensiblement circulaire. L'élément d'élégissement comporte avantageusement au moins une zone de renfort 20 choisie dans le groupe comprenant au moins une rainure, une nervure et/ou des éléments de support formant des pieds et/ou des éléments de rehausse superposables pour faire varier la profondeur de ladite cavité. Selon une forme de réalisation préférée, l'élément d'élégissement a une forme 25 sensiblement tronconique et est agencé pour être emboîtable avec d'autres éléments d'élégissement sensiblement similaires. L'élément d'élégissement peut comporter deux coques disposées tête-bêche, la coque supérieure au moins étant pourvue desdits moyens d'évacuation de l'air. L'invention concerne également une dalle en béton élégie préfabriquée pour plancher en béton élégi caractérisée en ce qu'elle comporte un ensemble d'éléments d'élégissement tels que décrits précédemment. L'invention concerne de plus un plancher en béton élégi caractérisé en ce qu'il comporte des éléments d'élégissement tels que décrits précédemment. L'invention concerne enfin un plancher en béton élégi caractérisé en ce qu'il comporte 10 un ensemble de dalles en béton élégies préfabriquées telles que décrites précédemment. Le plancher en béton élégi comporte de préférence une couche de béton coulé affleurant le sommet de l'obturateur et agencée pour autoriser le passage de 15 l'obturateur de sa position fermée à sa position ouverte. La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante d'exemples de réalisation en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'un élément d'élégissement selon l'invention, représenté sans obturateur, - la figure 2 est une vue en coupe partielle d'un plancher en béton élégi comportant 25 une dalle préfabriquée pourvue d'éléments d'élégissement avec obturateur, - la figure 3 est une vue en perspective d'un plancher en béton élégi en cours de fabrication, et - la figure 4 est une autre vue en perspective du plancher en béton élégi de la figure 3. Selon l'invention et en référence à la figure 1, l'élément d'élégissement 1 a une forme 5 cubique comportant quatre flancs 2 dont les bords supérieurs sont. reliés par une cloison 3 avec laquelle ils définissent une cavité 9 ouverte. Les flancs 2 sont inclinés de manière à conférer une section conique à rélément d'élégissement 1 qui peut ainsi être empilé avec d'autres éléments d'élégissement 1 sensiblement similaires, de manière à occuper un volume réduit lors de leur transport et de leur stockage. Cet élément 10 d'élégissement 1 comporte des moyens d'évacuation 4 de l'air permettant, en cas de surpression dans la cavité 9, de laisser sortir une partie de l'air contenu dans la cavité 9. Dans cet exemple, les moyens d'évacuation 4 de l'élément d'élégissement 1 15 comportent une pluralité d'orifices 11 dont les dimensions limitées empêchent le passage du béton coulé et autorisent la sortie de l'air contenu dans la cavité 9. Ces orifices 11 servent, comme décrit ultérieurement, lors de la fabrication de dalles en béton élégies préfabriquées 10 notamment en autorisant le passage de l'air lors de la pose de l'élément d'élégissement 1 sur une couche de béton frais. 20 Les moyens d'évacuation 4 comportent également au moins un orifice 5, circulaire, traversant la cloison 3. Cet orifice 5 est pourvu d'un obturateur 8 représenté avant montage à coté de l'élément d'élégissement 1, mobile entre une position fermée dans laquelle il empêche le béton coulé sur l'élément d'élégissement 1 de pénétrer dans la 25 cavité 9, et une position ouverte dans laquelle il autorise la sortie de l'air contenu dans la cavité 9 par l'orifice 5. Cet obturateur 8 peut être associé à une cale d'appui 12 destinée à servir d'appui pour un treillis métallique 104 représenté à la figure 3. Cette cale d'appui 12 est posée sur l'élément d'élégissement 1. Elle est par exemple pourvue d'un orifice 13 traversé par l'obturateur 8 et de deux prolongements latéraux 14 destinés à porter le treillis métallique 104. Cette cale d'appui 12 peut bien entendu avoir toute autre forme adaptée. L'élément d'élégissement 1 peut être fabriqué dans un matériau choisi dans le groupe comprenant au moins les matériaux synthétiques, les matériaux composites, le béton, le bois ou tout autre matériau similaire. Il peut également être fabriqué en plastique recyclé. Il peut être obtenu par thermoformage, injection ou par tout autre procédé 10 adapté. L'élément d'élégissement 1 comporte des zones de renfort 6 prévues pour garantir sa stabilité dimensionnelle et augmenter sa résistance à la pression lors de son recouvrement par le béton coulé. Dans cet exemple, la cloison 3 comporte quatre 15 rainures de renfort 6a formant sensiblement un carré et définissant une ligne de renfort fermée. Les angles de ce carré sont contigus aux flancs 2 de l'élément d'élégissement 1 sur lesquels les zones de renfort 6 se prolongent par des rainures 6b s'étendant chacune jusqu'au bord inférieur du flanc 2 correspondant. L'élément d'élégissement 1 comporte également au moins une zone de préhension 7a sensiblement plane servant à la préhension de l'élément d'élégissement 1 par un dispositif de manutention à ventouse. Dans cet exemple, l'élément d'élégissement 1 comporte une zone de préhension 7a prévue sur la cloison 3, sensiblement au centre de la ligne fermée formée par les rainures 6a. Cette zone de préhension 7a est 25 sensiblement circulaire et plane pour favoriser la préhension par ventouse de l'élément d'élégissement 1. Elle peut bien entendu avoir toute autre forme et être délimitée par une ou plusieurs rainures ou épaulements. L'élément d'élégissement 1 comporte des zones de plus faible épaisseur 7b prévues sur les flancs 2, et destinées à former des avant-trous. Ces avant-trous peuvent être défoncés pour former des ouvertures permettant par exemple le passage de gaines techniques. Ces ouvertures peuvent être refermées par des caches (non représentés) empêchant le béton coulé de pénétrer dans la cavité 9. i En référence à la figure 2, l'orifice 5 des moyens d'évacuation 4 est sensiblement conique pour recevoir un obturateur comportant un bouchon 8 de section sensiblement conique. Dans d'autres exemples de réalisation non représentés, l'orifice 5 a une autre forme par exemple cylindrique. De même, l'obturateur 8 peut ne comporter qu'une zone sensiblement conique ou avoir toute autre forme adaptée à celle de l'orifice 5. L'obturateur 8 peut également comporter tout type de clapet. 15 Selon un premier mode de réalisation et en référence aux figures 2, 3 et 4, on fabrique le plancher en béton élégi 100 en utilisant des dalles en béton élégies préfabriquées 10. Ces dalles en béton élégies préfabriquées 10 sont réalisées en usine. Dans l'exemple représenté, pour réaliser une dalle en béton élégie préfabriquée 10, on procède comme 20 suit. On coule une couche de béton frais 102 sur laquelle on dispose les éléments d'élégissement 1. Cette mise en place peut être effectuée manuellement. Pour augmenter la rapidité et la fiabilité du positionnement, cette mise en place peut également être effectuée de manière automatique ou semi-automatique, par exemple à l'aide d'un ou de plusieurs dispositifs de manutention à ventouses saisissant les 25 éléments d'élégissement 1 par leur zone de préhension 7a. Les bords inférieurs des éléments d'élégissement 1 s'enfoncent dans la première couche de béton frais 102 dans laquelle ils se retrouvent scellés après la prise du béton. Cet enfoncement provoque une légère surpression de l'air contenu dans la cavité 9 qui s'évacue automatiquement par les orifices 11. L'élément d'élégissement 1 peut donc être mis_en place avec précision sans risque qu'il ne bouge ou se soulève. Des renforts métalliques 103 peuvent être intégrés à la dalle en béton élégie préfabriquée 10. Le bouchon 8 est prévu pour s'étendre jusqu'à la surface du plancher en béton élégi 100 et sert ainsi simultanément d'obturateur et de repère lors du coulage du béton. Une fois le béton 5 pris, les dalles en béton élégies préfabriquées 10 sont prêtes à l'emploi. Selon les cas, la cale d'appui 12 et le bouchon 8 peuvent être disposés sur l'élément d'élégissement 1 lors du chantier ou lors de la fabrication de la dalle en béton élégie préfabriquée 10. Les dalles en béton élégies préfabriquées 10 sont ensuite acheminées sur le chantier 10 puis disposées sur des poteaux 101 ou sur des murs porteurs. Les éléments d'élégissement 1 sont recouverts d'un treillis métallique 104 (figure 3) porté par une armature métallique 105 destinée à renforcer les dalles en béton élégies préfabriquées 10, notamment dans les zones en appui sur les poteaux 101, zones qui sont soumises à des phénomènes de poinçonnage. En dehors de ces zones, le treillis 104 peut reposer 15 sur les éléments d'élégissement 1 et sur la cale d'appui 12 non représentée sur cette figure. L'ensemble dalles en béton élégies préfabriquées 10, treillis métallique 104 et armature métallique 105 est alors recouvert d'une couche de béton coulé 106 représentée sur la figure 2 pour former le plancher en béton élégi 100. La couche de béton 106 est coulée jusqu'à ce que sa surface supérieure affleure le haut des 20 bouchons 8. Ainsi, les bouchons 8 ne sont pas emprisonnés dans la couche de béton 106 et peuvent, en cas de surpression, se soulever pour autoriser la sortie de l'air des cavités 9. Selon un second mode de réalisation non représenté, on fabrique le plancher en béton 25 élégi 100 directement sur le chantier sans utiliser de dalles en béton élégies préfabriquées 10. Les éléments d'élégissement 1 peuvent alors être disposés sur un coffrage prévu dans la construction puis surmoulés. Le coffrage est retiré après la prise du béton. On obtient ainsi un plancher en béton élégi 100 comportant des cavités 9 en creux, non fermées, visibles sous le plancher en béton élégi 100. Dans une autre variante de réalisation, les éléments d'élégissement 1 sont posés sur une plaque en béton prévue dans la construction et surmoulés pour former le plancher en béton élégi 100. En cas d'incendie, l'air contenu dans les cavités 9 s'échauffe, son volume augmente. Sous cette pression, le bouchon 8 se soulève et laisse sortir une partie de l'air contenu dans la cavité 9. Ainsi, l'élément d'élégissement 1 et le plancher en béton élégi 100 ne sont pas soumis à des pressions supplémentaires liées à l'échauffement de cet air. Lorsque la pression diminue, sous l'effet de son propre poids, le bouchon 8 redescend 10 dans l'orifice 5 qu'il obture de nouveau. Dans une variante de réalisation non représentée, l'élément d'élégissement 1 comporte des éléments de support formant des pieds favorisant son ancrage dans la couche de béton frais 102. Il peut comporter des éléments de rehausse superposables pour faire 15 varier la profondeur de la cavité 9. L'élément d'élégissement 1 peut enfin comporter une ou plusieurs zones antidérapantes formées par exemple de reliefs ou d'un matériau adapté et prévues sur la cloison 3, en dehors de la zone de préhension 7a. Dans une autre forme de réalisation non représentée, l'élément d'élégissement 1 20 comporte deux coques superposées, disposées têtebêche pour former des cavités fermées puis recouvertes d'une couche de béton coulé. La coque de dessus au moins est pourvue de moyens d'évacuation de l'air 4 tels que ceux décrits précédemment. Ces coques superposées sont utilisées de manière similaire à celles déjà décrites. Cette description met bien en évidence que les éléments d'élégissement ainsi que les dalles en béton élégies préfabriquées et les planchers en béton élégis obtenus selon l'invention répondent aux buts fixés. Les éléments d'élégissement sont notamment de fabrication simple et peu coûteuse, ils peuvent être positionnés de manière précise et rapide par des moyens de préhension à ventouse. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits mais s'étend à toute modification et variante évidentes pour un homme du métier tout en restant dans l'étendue de la protection définie dans les revendications annexées. Revendications 1. Elément d'élégissement (1) pour plancher en béton élégi, cet élément d'élégissement (1) comportant au moins une coque formée de flancs (2) reliés par une cloison (3) 5 avec laquelle ils définissent au moins une cavité (9) ouverte, cet élément d'élégissement (1) étant destiné à être recouvert d'au moins une couche de béton coulé (106), caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'évacuation de l'air (4) contenu dans ladite cavité (9) agencés pour autoriser la sortie de l'air contenu dans ladite cavité (9) en cas de surpression dans ladite cavité (9). 10 2. Elément d'élégissement (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'évacuation de l'air (4) comportent une pluralité d'orifices dont les dimensions limitées sont agencées pour empêcher le passage dudit béton coulé et autoriser au moins la sortie de l'air de ladite cavité (9). 15 3. Elément d'élégissement (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'évacuation de l'air (4) comportent au moins un orifice (5) pourvu d'un obturateur (8) mobile entre une position fermée dans laquelle il empêche au moins la pénétration dudit béton coulé dans ladite cavité (9) et une position ouverte dans 20 laquelle il autorise au moins la sortie de l'air contenu dans ladite cavité (9). 4. Elément d'élégissement (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit orifice (5) est prévu dans ladite cloison (3), en ce que ledit orifice (5) est sensiblement circulaire et en ce que ledit obturateur est un bouchon (8) dont la section comporte au 25 moins une zone sensiblement conique. 5. Elément d'élégissement (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit bouchon (8) s'étend au-dessus de ladite cloison (3) pour définir un repère utilisé lors de la fabrication dudit plancher en béton élégi. 6. Elément d'élégissement (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une cale d'appui (12) destinée à servir de support pour un treillis métallique utilisé lors de la fabrication dudit plancher en béton élégi. 7. Elément d'élégissement (1) selon les revendications 3 et 6, caractérisé en ce que ladite cale d'appui (12) comporte un orifice traversant (13) destinée à recevoir ledit obturateur (8). 8. Elément d'élégissement (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est réalisé en un matériau choisi dans le groupe comprenant au moins les matériaux synthétiques, les matériaux composites, le béton, le bois. 9. Elément d'élégissement (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il 15 comporte au moins une zone de plus faible épaisseur (7b) formant au moins un avanttrou et destinée à être défoncée pour former au moins une ouverture. 10. Elément d'élégissement (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une zone de préhension (7a) sensiblement plane destinée à 20 permettre la préhension dudit élément d'élégissement (1) par un dispositif de manutention à ventouse. 11. Elément d'élégissement (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite zone de préhension (7a, 7b) est sensiblement cylindrique. 25 12. Elément d'élégissement (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une zone de renfort (6a, 6b) choisie dans le groupe comprenant au moins une rainure, une nervure. 13. Elément d'élégissement (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des éléments de support formant des pieds. 14. Elément d'élégissement (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il 5 comporte des éléments de rehausse superposables pour faire varier la profondeur de ladite cavité (9). 15. Elément d'élégissement (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il a une forme sensiblement tronconique et est agencé pour être emboîtable avec d'autres 10 éléments d'élégissement (1) sensiblement similaires. 16. Elément d'élégissement (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux coques disposées tête-bêche, au moins ladite coque supérieure étant pourvue desdits moyens d'évacuation de l'air (4). 15 17. Dalle en béton élégie préfabriquée (10) pour plancher en béton élégi, caractérisée en ce qu'elle comporte un ensemble d'éléments d'élégissement (1) réalisés selon au moins la revendication 1. 18. Plancher en béton élégi (100), caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble d'éléments d'élégissement (1) réalisés selon au moins la revendication 1. 19. Plancher en béton élégi (100), caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble de dalles en béton élégies préfabriquées (10) réalisées selon au moins la revendication 17. 25 20. Plancher en béton élégi (100) selon la revendication 18 ou 19, caractérisé en ce qu'il comporte une couche de béton coulé (106) affleurant le sommet desdits obturateurs (8) et agencée pour autoriser le passage desdits obturateurs (8) de leur position fermée à leur position ouverte.