Brevet FR2850409A1 — publié le 20040730

La présente invention concerne l'assemblage d'éléments en béton préfabriqués. Elle trouve une application générale dans les domaines du génie civil et de la 5 construction et plus particulièrement dans la construction d'ouvrages de type bâtiments, ponts, routes, tunnels, aéroports, barrages, ports, centrales thermiques et nucléaires et plates-formes marines. Généralement, la construction de tels ouvrages fait appel à des pièces 10 constituées d'éléments en béton préfabriqués assemblés deux à deux par une action de clavage consistant à solidariser totalement deux éléments préfabriqués indépendamment. En pratique, chaque élément de béton préfabriqué comprend au moins des 15 armatures métalliques longitudinales, appelées " attentes ", qui débouchent à chaque about des éléments sous la forme de boucles ou de barres droites. Lors de l'assemblage, les attentes se croisent dans le vide délimité par les abouts des éléments, espacés l'un de l'autre d'une distance choisie. Un béton est coulé dans ledit vide ainsi formé et, après durcissement, permet de transmettre les efforts de compression, tandis que les efforts de traction sont transmis des attentes sortant d'un élément préfabriqué aux attentes de l'autre élément, cette transmission s'effectuant grâce au recouvrement des armatures 25 en attente. Les règles du béton armé et les pratiques usuelles imposent de disposer dans la zone de clavage des armatures transversales dites de " couture ", qui garantissent le bon fonctionnement de la transmission d'effort de traction le long 30 du recouvrement des attentes. Dans le cas de boucles en attente, les armatures de couture sont en principe disposées à l'intérieur desdites boucles en attente, et leur mise en place peut être laborieuse. Dans certaines constructions, par exemple les hourdis des ponts mixtes, ou les dalles de bâtiments, les éléments préfabriqués sont également équipés au niveau de leurs extrémités basses de becquets permettant de réaliser un coffrage de la zone de clavage afin de simplifier la réalisation du clavage. io La mise en place des éléments préfabriqués est relativement délicate et laborieuse. En effet, elle nécessite souvent un déplacement vertical des éléments, suivi d'un déplacement horizontal, notamment lorsque les éléments sont équipés de 15 becquets. Il en résulte qu'une telle mise en place est difficile, d'autant plus qu'il convient d'éviter aux boucles en attente d'entrer en conflit avec d'autres éléments ou des connecteurs faisant saillie (dans le cas de ponts mixtes par exemple). De plus, l'enfilage des ferraillages transversaux de couture est souvent laborieux, notamment à cause des armatures, ferraillages ou connecteurs à éviter. La présente invention apporte une solution à ces problèmes. Elle porte sur un procédé d'assemblage d'au moins deux éléments de béton préfabriqués comprenant chacun au moins des armatures métalliques longitudinales en attente débouchant à chaque about desdits éléments, ledit 30 procédé comprenant une étape d'assemblage dans laquelle les éléments sont rapprochés et espacés l'un de l'autre d'une distance choisie, et dans laquelle un matériau est coulé dans la zone de clavage pour former la jonction entre les éléments. Selon une définition générale de l'invention, le matériau de la zone de clavage est un béton comportant des fibres métalliques, lui conférant une résistance appropriée et suffisante à la traction. Dès lors, en ajustant convenablement les caractéristiques du béton de clavage, on peut selon l'invention: - en utilisant un béton traditionnel avec adjonction de fibres, réduire la 10 longueur de recouvrement dans la zone de clavage, et supprimer les armatures de couture, - en utilisant un béton spécial à ultra haute résistance et adjonction de fibres, supprimer le recouvrement des attentes et se dispenser des armatures de couture. Dans ce cas, les attentes de chacun des éléments préfabriqués 15 transmettent les efforts au béton de clavage, qui, en partie médiane dépourvue de toute barre d'armature, doit seul résister aux efforts de traction comme de compression. De façon surprenante, le Demandeur a observé que l'usage d'un tel béton 20 associé à une suppression des armatures de couture facilite la mise en oeuvre dudit assemblage tout en conservant une continuité mécanique durablement satisfaisante. Ce résultat va à l'encontre des pratiques actuelles qui conduisent l'homme du 25 métier à prévoir un recouvrement des attentes et le dissuadent de supprimer les armatures de répartition dans la conception des assemblages et des clavages entre éléments pour conserver durablement une continuité mécanique satisfaisante. Ce résultat va aussi à l'encontre des usages connus du béton fibré. En effet, un tel béton est jusqu'à présent uniquement utilisé pour réaliser certaines pièces mais pas pour concevoir des assemblages et clavages d'éléments préfabriqués en raison notamment de son cot relativement élevé. s Le Demandeur a aussi vaincu ce préjugé technique en réalisant de façon satisfaisante des assemblages d'éléments préfabriqués avec un béton fibré à ultra hautes performances. Selon une première mise en oeuvre du procédé selon l'invention, les attentes 1o longitudinales sont imbriquées l'une dans l'autre, tandis que la zone de clavage est dépourvue d'armatures de couture. De préférence, dans cette première mise en oeuvre, le matériau de clavage est du béton traditionnel fibré. Selon une deuxième mise en oeuvre du procédé selon l'invention, les attentes longitudinales ne se recouvrent pas et la zone de clavage est aussi dépourvue d'armatures de couture. De préférence, dans cette deuxième mise en oeuvre, le matériau de clavage est du béton fibré à ultra hautes performances, ayant une résistance à la traction supérieure à 8 Mpa. La présente invention a également pour objet une pièce formée par 25 assemblage d'éléments de béton préfabriqués comprenant chacun au moins des armatures métalliques longitudinales en attente, à l'aide d'une jonction réalisée par coulage d'un béton fibré entre les éléments à assembler et sans l'aide de ferraillages complémentaires. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description détaillée ci-après, et des dessins dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe transversale d'une première mise en oeuvre de l'assemblage selon l'invention, et - la figure 2 est une vue en coupe transversale d'une deuxième mise en oeuvre de l'assemblage selon l'invention. Ces dessins sont réalisés dans le cas d'attentes en forme de boucle, mais des attentes en forme de barres droites, ou un mélange de barres droites et de boucles peuvent aussi être adoptés dans le cadre de l'invention. En référence à la figure 1, la pièce 1 est formée par l'assemblage de deux éléments préfabriqués 2 et 3. Par exemple, la pièce 1 est destinée à participer à la construction d'un ouvrage de type hourdis de pont, dalle de bâtiment ou analogue. Les éléments 2 et 3 sont réalisés en béton précontraint ou armé, en béton traditionnel fibré ou en béton à ultra hautes performances. Par exemple, les éléments 2 et 3 sont de forme générale parallélépipédique. 20 Bien évidemment l'invention s'applique à l'assemblage d'éléments de toute forme et pour la réalisation de toute pièce. L'élément de béton préfabriqué 2 comprend deux armatures métalliques 25 longitudinales 5-1 et 5-2 débouchant au niveau de l'about ou chant 6 sous la forme d'un arc de cercle ou boucle 5-3 réunissant les deux armatures 51 et 52. De son côté, l'élément de béton préfabriqué 3 comprend deux armatures 30 métalliques longitudinales 7-1 et 7-2 débouchant au niveau de l'about ou chant 8 sous la forme d'une boucle 7-3 réunissant les deux armatures 7-1 et 7-2. Lors de l'assemblage, les boucles d'armatures métalliques longitudinales émergeantes 5-3 et 7-3 sont disposées dans le vide 4 délimité par les abouts 6 et 8 des éléments ainsi rapprochés et espacés l'un de l'autre d'une distance choisie. Un matériau 9 est coulé dans le vide 4 pour former la jonction entre les éléments 2 et 3. Selon l'invention, le matériau 9 coulé dans le vide 4 est de préférence du béton 10 fibré traditionnel, ou bien du type béton fibré à ultra hautes performances, si des performances supérieures sont requises. Selon le document scientifique et technique, édité par l'Association Française de Génie Civil et le Service d'Etudes techniques des routes et autoroutes, en 15 janvier 2002 et intitulé " bétons fibrés à ultra hautes performances ", on entend par bétons à ultra hautes performances, des matériaux à matrice cimentaire, de résistance caractéristique à la compression supérieure à 150 MPa et pouvant aller jusqu'à 250 MPa. (contrainte de compression à 28 jours à 20C) Ces matériaux sont additionnés de fibres métalliques, en vue d'obtenir un comportement ductile en traction supérieur à 6 MPa, par exemple de l'ordre de 8 à 10 MPa (contrainte de traction à 28 jours à 20'C). Par exemple, le béton fibré à ultra hautes performances est celui vendu par la 25 société française VICAT sous la référence " Le Béton Composite Vicat " ou " B.C.V. ". L'usage du béton traditionnel fibré permet avantageusement de supprimer les armatures de couture dans la jonction 4. Une telle mise en oeuvre du procédé permet de faciliter de façon significative la mise en place des armatures longitudinales 5 et 7 dans la jonction 4. En référence à la figure 2, les boucles 5-3 et 7-3 ne sont pas imbriquées et la jonction 4 est également dépourvue de ferraillage de répartition ou de couture. Le matériau 9 coulé dans le vide 4 est de préférence du béton fibré à ultra hautes performances. Par exemple, la distance entre les deux boucles 5-3 et 7-3 est de l'ordre de quelques cm (par exemple 2) avec des armatures d'un diamètre de l'ordre de 10 à 12 mm et une jonction 4 en béton fibré à ultra hautes performances de l'ordre de 200 à 400 mm en longueur et 200 à 300 mm en hauteur. REVENDICATIONS 1. Procédé d'assemblage d'éléments de béton préfabriqués (2 et 3) comprenant chacun au moins des armatures métalliques longitudinales en 5 attente (5 et 7) débouchant à chaque about (6 et 8) desdits éléments (2 et 3), ledit procédé comprenant une étape d'assemblage dans laquelle les attentes émergeantes (5-3, 7-3) sont disposées dans le vide (4) délimité par les abouts (6 et 8) des éléments rapprochés et espacés l'un de l'autre d'une distance choisie, et dans laquelle un matériau (9) est coulé dans ledit vide (4) pour 10 former une jonction entre les éléments (2 et 3), caractérisé en ce que le matériau (9) de la jonction (4) est du béton fibré possédant une résistance et une ductilité appropriées en traction et en ce que le jonction de clavage (4) est dépourvue de ferraillage complémentaire, ce qui facilite la mise en oeuvre dudit clavage tout en conservant une continuité mécanique durablement 15 satisfaisante. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les attentes longitudinales (5-3, 7-3) sont espacées l'une de l'autre d'une distance longitudinale choisie. 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau (9) de la jonction (4) est du béton fibré à ultra hautes performances. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le béton fibré à ultra hautes performances est à matrice cimentaire, de traction directe supérieure à 6 MPa. 5. Pièce (1) obtenue par l'assemblage d'éléments de béton préfabriqués (2 30 et 3) comprenant chacun au moins des armatures métalliques longitudinales en attente (5 et 7), à l'aide d'une jonction (4) réalisée par coulage d'un béton fibré (9) entre les éléments à assembler et sans l'aide de ferraillages complémentaires selon l'une des revendications 1 à 4.