Brevet FR2857044A1 — publié le 20050107

ELEMENT DE COFFRAGE POUR FORMER UNE RESERVATION DE PETITE DIMENSION DANS UN OUVRAGE DE BETON ET ENSEMBLE DE COFFRAGE COMPRENANT UNE PLURALITE DE TELS ELEMENTS PERMETTANT UNE COMBINAISON AVEC UNE ARMATURE La présente invention concerne le domaine du bâtiment et plus particulièrement la réalisation d'ouvrage de béton dans lesquels il est nécessaire de former des réservations pour le passage d'équipements ou d'accessoires. Elle concerne plus particulièrement un élément de coffrage lo destiné à former une réservation de petites dimensions à travers toute la largeur d'un ouvrage notamment voile de béton, ainsi qu'un ensemble de coffrage comprenant une pluralité de tels éléments de coffrage permettant une combinaison avec une armature, notamment un treillis soudé. S'agissant de réservation de grande dimension,on met en oeuvre des mannequins préfabriqués et réutilisables fixés aux banches métalliques du coffrage notamment par des sabots magnétiques. S'agissant de réservation de petite ou moyenne dimension, on met en oeuvre des éléments de réservation, également dénommés boîtes de réservation, qui sont le plus souvent réalisés directement sur le chantier à partir de bois ou de polystyrène. Il s'agit d'éléments de réservation qui présentent l'inconvénient majeur de n'être pas réutilisables, qui monopolisent de la main d'oeuvre sur le chantier et qui donnent des réservations relativement grossières pouvant nécessiter des ragréages ou reprises. De plus lorsqu'ils sont en bois, le décoffrage s'avère difficile du fait du gonflement du bois lors du bétonnage. On a déjà proposé de pallier ces inconvénients en proposant des éléments de réservation qui peuvent être utilisés plusieurs fois tout en limitant les difficultés de décoffrage. En particulier le document FR2.635.803 concerne un ensemble modulaire de coffrage pour réaliser une réservation dans un voile de béton, lequel ensemble comprend un élément principal et des éléments auxiliaires, 2857044 2 qui sont équipés de moyens d'assemblage destinés à coopérer pour former la réservation. L'élément principal, comme chacun des éléments auxiliaires, présentent une face d'appui ayant des logements recevant des éléments magnétiques de fixation de l'élément sur sa face d'appui contre la banche métallique de coffrage. Dans ce document, il est prévu que l'élément principal et les éléments auxiliaires de même que les divers accessoires d'assemblage tels que des éléments de fixation, sont de préférence réalisés en une matière synthétique ou présentant une certaine élasticité , en néoprène ou autre, 1 o pour faciliter la mise en place et le décoffrage, sans abîmer la forme de la pièce pour permettre sa réutilisation sans que dans la réservation ainsi réalisée, il ne faille procéder à des travaux de réagréage. De plus l'élément principal et les éléments auxiliaires peuvent être réalisés pleins ou éventuellement creux étant, dans ce cas, délimités uniquement par les parois. Dans cette dernière variante, l'élément creux peut éventuellement être rempli d'un matériau tel qu'une mousse synthétique pour le renforcer. Selon le demandeur, malgré tous les avantages qu'il apporte, l'élément de réservation décrit par le document FR.2.635.803 ne permet pas d'obtenir que ledit élément puisse être réutilisé un nombre de fois très important, notamment un nombre de fois égal ou supérieur à quarante. C'est le but de la présente invention que de proposer un élément de réservation qui pallie cet inconvénient. De manière connue, il s'agit d'un élément de coffrage pour former une réservation de petite dimension à travers toute la largeur d'un ouvrage de béton dénommé ci-après élément de réservation - , comprenant une boîte en matière plastique présentant une face d'appui équipée de moyens aimantés pour sa fixation sur une banche métallique du coffrage, dénommée ci-après boîte de réservation. De manière caractéristique, selon la présente invention, l'élément de réservation comprend une pièce de frappe, opposée à la face d'appui de la boîte de réservation dont la résistance mécanique à l'impact sous l'action d'un marteau et/ou le caractère amovible, permet à l'élément de réservation de résister à au moins quarante opérations de décoffrage. Le demandeur a en effet constaté que c'est la dégradation de la partie arrière de l'élément de réservation qui limite la capacité de réutilisation dudit élément. La partie arrière est la partie de l'élément de réservation qui est opposée à la face avant ou face d'appui, comportant les moyens aimantés, de la boîte de réservation. Cette dégradation de la partie arrière est provoquée par les impacts des coups de marteau de l'utilisateur, 1 o lesquels coups sont nécessaires pour permettre l'éjection de l'élément de réservation en dehors de l'ouvrage de béton partiellement consolidé , lors du décoffrage qui intervient généralement douze heures après le coulage. Dans une première variante de réalisation, la pièce de frappe est constituée par la face arrière de la boite de réservation qui est opposée à la face d'appui, et qui est dénommée dans ce cas face de frappe. Cette face de frappe a alors une résistance à l'impact d'au moins 500 joules. De préférence, l'élément de réservation est une boîte en matière plastique creuse, de faible densité , dont la face de frappe a une épaisseur supérieure aux autres faces. Avantageusement cette boîte est obtenue par roto-moulage. Dans une seconde variante de réalisation, la pièce de frappe est une pièce interchangeable, qui est rapportée sur la face arrière de la boîte de réservation en matière plastique. Cette pièce interchangeable peut être une pièce en bois, ou une 25 pièce en matière plastique de forte densité. Cette pièce interchangeable peut être rapportée par vissage sur la face arrière de la boîte de réservation comportant des inserts taraudés. L'élément de réservation est destiné à former une réservation sur toute l'épaisseur du voile de béton. On sait que les moyens aimantés 3o équipant la face d'appui de la boîte de réservation permettent d'assurer le positionnement de ladite boîte sur la banche avant du coffrage. Cependant la force d'aimantation n'est généralement pas suffisante pour assurer un maintien en place de l'élément de réservation lors du coulage du béton entre les deux banches. Pour pallier cette difficulté , il est connu, et notamment par le document FR.2.635.803, de prévoir un élément de fixation, intégré à la boîte de réservation, qui a une longueur légèrement supérieure à l'épaisseur du voile, de manière à ce que ledit élément de fixation soit comprimé lors du serrage du coffrage en sorte d'obtenir le blocage de l'élément de réservation non seulement par l'accrochage magnétique sur la banche avant du coffrage mais également par la 1 o compression de l'élément de fixation, entre la banche avant et la banche arrière. Dans le cadre de la présente invention, selon une variante de réalisation, le blocage par compression de l'élément de réservation est obtenu grâce à la mise en oeuvre d'un matériau compressible, qui est disposé entre la boîte de réservation et la plaque de frappe. Selon une autre variante, dans laquelle la face d'appui de la boîte de réservation comporte des logements pour les moyens aimantés, ledit matériau compressible est disposé entre les moyens aimantés et le fond desdits logements. Dans une autre variante de réalisation, le blocage par compression de l'élément de réservation est obtenu grâce à la capacité de déformation élastique de la ou des parois latérales de la boîte de réservation sous l'effet de la pression. Il y a des parois latérales lorsque la section transversale de la boîte de réservation a un contour périphérique polygonal. Il y a une paroi latérale lorsque ledit contour périphérique est continu, s'agissant notamment d'un cercle ou d'un ovale. De préférence, dans ce dernier cas, la paroi latérale ou certaines des parois latérales de la boîte de réservation présente une inclinaison oblique, convergente, depuis la face d'appui jusque la face arrière, ladite inclinaison ayant une courbure convexe. Certes le document FR.2. 635.803 prévoit que certains côtés de l'élément principal ou des éléments auxiliaires de réservation puissent être en biais, avec une inclinaison convergente depuis la face avant jusqu'à la face arrière, de manière à faciliter le décoffrage. Il est également prévu dans ce même document que certaines faces puissent avoir une courbure. Cependant dans ce dernier cas d'une part il s'agit de deux côtés qui ne sont pas en biais et d'autre part il s'agit d'une courbure concave dont l'intérêt est d'assurer un bon contact entre deux éléments adjacents pour éviter la pénétration du béton liquide dans l'intervalle entre lesdits éléments une fois ceux-ci assemblés. Dans le cas présent, la courbure convexe de la ou des parois latérales a pour but de garantir que la déformation élastique de ladite paroi, provoquée lors du serrage du coffrage, soit également convexe et non concave. Ainsi, lors du retrait des banches à l'occasion du décoffrage, le matériau plastique constitutif de la boîte de réservation a tendance à reprendre sa position initiale, ce qui assure un certain décollement ou tout au moins une diminution de l'adhérence entre le béton et la boîte de réservation, ce qui diminue corrélativement l'Impact nécessaire au décoffrage et augmente en conséquence la capacité de réutilisation de l'élément de réservation. C'est un autre objet de l'invention que de proposer un ensemble de coffrage qui comprend, en combinaison, une pluralité d'éléments de réservation notamment tels que caractérisés ci-dessus, et une armature. Plus précisément l'ensemble de coffrage comprend une pluralité d'éléments de réservation dont la ou les parois latérales de la boîte de réservation présente une inclinaison oblique convergente, depuis la face d'appui jusqu'à la face arrière. De plus les faces d'appui des différents éléments de réservation sont adjacentes les unes aux autres. De la sorte, sont délimités dans les intervalles entre les parois latérales adjacentes des espaces libres pour le placement de l'armature à l'intérieur du coffrage, au moins dans la zone délimitée par les éléments de réservation. Ainsi la juxtaposition des éléments de réservation de petite dimension selon l'invention permet d'obtenir une réservation de dimension 2857044 6 moyenne tout en permettant d'intégrer une armature, notamment mais non exclusivement un treillis soudé, dans le coffrage, dans la zone de réservation. S'agissant d'un treillis soudé, son positionnement se fait généralement dans la partie médiane du coffrage selon un plan parallèle aux banches. Pour que, dans cette partie médiane, l'espace libre entre les éléments de réservation puissent accueillir un treillis soudé , il convient de déterminer d'une part l'angle a d'inclinaison de la ou des parois latérales et d'autre part le diamètre d de chaque fil du treillis soudé , en fonction de la largeur L du coffrage. Notamment, il faut que tangente a soit au moins légèrement supérieure au rapport d/L. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va être faite d'exemples de réalisation d'éléments de réservation de petite dimension, illustrés par le dessin annexé dans lequel: La figure 1 est une vue schématique en perspective d'un élément de réservation comportant une plaque de frappe rapportée, La figure 2 est une vue schématique en coupe de l'élément de réservation de la figure 1, Les figures 3 et 4 sont des vues agrandies partielles d'un élément de réservation au niveau de la plaque de frappe (figure 3) et au niveau de la pastille aimantée (figure 4), avec la mise en oeuvre d'un matériau compressible, La figure 5 est une représentation schématique en coupe d'un élément de réservation de la figure 1 positionné dans un coffrage, La figure 6 est une représentation schématique en coupe d'une pluralité d'éléments de réservation de la figure 1 positionnés dans un coffrage, en combinaison avec un treillis soudé et La figure 7 est une représentation en coupe selon le plan VII-VII de la figure 6. L'élément de réservation qui va être décrit ci-après et qui est illustré aux figures annexées a une section transversale rectangulaire. Cependant 10 15 20 25 ceci n'est pas exclusif de la présente invention, cette section pourrait être carrée, polygonale, circulaire voire ovale. Cet élément de réservation 1 comporte une face d'appui 2, équipée de pastilles aimantées 3, destinées à la fixation au moins temporaire de l'élément de réservation 1 sur une banche métallique 4 du coffrage. Cette face d'appui 2 constitue la face avant d'une boîte en plastique 5 qui, dans l'exemple illustré , a la forme d'un parallélépipède de section rectangulaire. Les parois latérales 5a de cette boîte 5 sont inclinées de l'avant vers l'arrière, comme cela apparaît clairement à l'examen des figures. L'élément de réservation 1 se distingue plus particulièrement par une pièce de frappe, qui est à l'opposé de la face d'appui 2 et qui, dans l'exemple illustré , est une pièce 6 rapportée sur la face arrière 7 de la boîte plastique 5 qui est opposée à la face d'appui 2. C'est cette pièce de frappe qui est soumise aux impacts du marteau 15 lors des opérations de décoffrage. S'agissant d'une pièce de frappe 6 rapportée, elle est fixée, par exemple par vissage, sur la face arrière 7 de la boîte de réservation 5. De préférence dans ce cas, sont prévus autant d'inserts taraudés que de vis, dans ladite boîte de réservation 5, au niveau de la face arrière 7. S'agissant d'une boîte plastique moulée, chaque insert taraudé 8 est obtenu lors du moulage proprement dit de la boîte 5. La pièce de frappe 6,rapportée, peut être remplacée en cas d'altération sous l'effet des impacts du marteau, par un simple vissage/ dévissage. Il suffit donc de disposer sur le chantier d'une certaine quantité de pièces de frappe de remplacement. Cette pièce de frappe 6 peut être en bois, en matière plastique de forte densité, éventuellement en caoutchouc naturel ou synthétique. Dans une autre variante, non représentée, la pièce de frappe est constituée par la face arrière de la boîte de réservation, dite face de frappe. 3o Dans ce cas la résistance mécanique à l'impact de cette pièce de frappe est déterminée en sorte qu'elle résiste aux impacts de marteau pour au moins 2857044 8 quarante opérations de décoffrage dans des conditions normales, cette résistance étant d'au moins 500 joules. Dans un exemple de réalisation, la boîte en matière plastique, creuse, est obtenue par roto-moulage de polyéthylène haute densité , l'épaisseur de la face de frappe étant de l'ordre de 10mm tandis que l'épaisseur des parois latérales est de l'ordre de 5-6 mm. La figure 5 illustre le positionnement d'un élément de réservation 1 dans un coffrage. La banche métallique avant 4 du coffrage étant mise en place sur le chantier, l'opérateur vient appliquer la face d'appui 2 de l'élément de réservation 1 sur ladite banche métallique 4 à l'emplacement prévu pour la réservation. La banche métallique arrière est ensuite mise en place, à une distance de la banche avant qui correspond à l'épaisseur du voile de béton que l'on souhaite obtenir. On procède ensuite au coulage du béton 10 entre les deux banches 4, 9 et donc autour de l'élément de réservation 1. Après un certain temps de prise du béton, généralement de l'ordre de douze heures, on procède au retrait des deux banches 4, 9 et au décoffrage de l'élément de réservation 1. Ce décoffrage est obtenu en frappant, à l'aide d'un marteau, sur la pièce de frappe 6, avec une force suffisante pour faire sortir l'élément de réservation 1 du bloc de béton 10 qui l'entoure. C'est pour faciliter cette éjection que les parois latérales 5a de la boîte 5 sont inclinées en oblique de manière convergente vers la face arrière 7. Lors du coulage du béton, l'élément de réservation 1 pourrait éventuellement se déplacer si le blocage en position dudit élément entre les deux banches 4, 9 n'était pas suffisant. Pour parfaire ce blocage, il est connu d'effectuer une certaine compression d'un élément de fixation entre les deux banches 4, 9, lors du serrage du coffrage. Dans le cas de la présente invention, cette compression est obtenue soit grâce à la mise en oeuvre d'un matériau compressible, dans l'élément de réservation luimême, soit grâce à la déformation de la boîte de réservation. Dans une première variante de réalisation, illustrée à la figure 3, le 2857044 g matériau compressible 11 par exemple en caoutchouc naturel ou synthétique - est disposé entre la pièce de frappe 6 et la face arrière 7 de la boîte de réservation 5, étant maintenu entre les deux éléments, notamment grâce à des vis 12. s Dans une seconde variante de réalisation, illustrée à la figure 4, le matériau compressible 13 est disposé dans le fond 14a d'un logement 14 dans lequel est placée la pastille aimantée 15, ledit logement 14 étant formé dans la face d'appui 2 de la boîte de réservation 5. Plus précisément, la pastille aimantée 15 a une capacité de déplacement à l'intérieur du logement 14 grâce à la compressibilité du matériau 13. En position normale, le matériau 13 n'étant pas comprimé , la pastille 15 vient en saillie en dehors du logement 14. Lorsque l'élément de réservation est mis en place et lorsqu'intervient le serrage entre les deux banches 4, 9, la pastille aimantée 15 se déplace vers l'intérieur du logement 14 sous l'effet de la compression du matériau 13. Dans l'exemple illustré à la figure 4, la pastille aimantée 15 et le matériau compressible 13 comportent tous deux un trou traversant 16, 16' pour le passage d'une vis 17, coopérant avec un évidement taraudé 18 prévu dans la face d'appui 2. Le trou traversant 16 de la pastille 15 est conformé pour que la tête 17a de la vis 17 pénètre à l'intérieur de la pastille 15 sur une distance d qui correspond à la capacité maximale de déplacement de la pastille du fait de la compression du matériau 13 lors du serrage du coffrage. La figure 4 montre le positionnement de la pastille aimantée 15, en saillie, hors du logement 14, sur la distance d. Lors du serrage du coffrage, la pression exercée (flèche F) par la banche avant sur la pastille aimantée repousse celle-ci vers l'intérieur du logement 14, ce qui est rendu possible grâce à la compressibilité du matériau 15 et à la possibilité de coulissement du matériau 15 et de la pastille 15 le long de la vis 17. Ce mode de réalisation n'est bien sûr pas exclusif de la présente invention. La compression de l'élément de réservation, lors du serrage du coffrage, peut aussi être obtenue grâce à la déformation de la ou des parois latérales de la boîte de réservation. Dans ce cas, il est préférable que la ou lesdites parois présentent une légère courbure convexe, courbure qui sera accentuée lors de la compression. Lors du retrait d'une des banches, la compression cesse et le matériau plastique constitutif de la boîte de réservation a tendance à reprendre la position initiale, ce qui tend à désolidariser la paroi latérale du béton et à faciliter le décoffrage de l'élément de réservation. L'élément de réservation de la présente invention est relativement léger et très facile à manipuler. Par exemple pour une dimension moyenne de 15 x 20 x 16 cm, avec une boîte de réservation en polyéthylène rotomoulée, soit avec face de frappe soit avec pièce de frappe, l'élément de réservation fait de l'ordre de 2 kg, 15 x 20 cm étant les dimensions de la face d'appui 2 et 16 cm étant la hauteur de l'élément entre la face d'appui 2 et la face ou la pièce de frappe. Sur les figures 6 et 7 est illustré un exemple d'une réservation de moyenne dimension, mettant en oeuvre neuf éléments de réservation 1 comme décrits ci-dessus, avec une pièce de frappe. Mais il peut aussi d'agir d'éléments de réservation sans pièce de frappe, pour autant que la paroi latérale ou certaines parois latérales dudit élément présentent une inclinaison oblique entre la face d'appui et la face arrière, permettant de ménager entre les parois adjacentes de deux éléments accolés un espace libre. Ces neuf éléments sont placés contre la banche avant 4 de manière accolée, selon trois colonnes et trois rangées, les faces d'appui 2 étant attenantes les unes aux autres. Une fois que ces neuf éléments de réservation ont été mis en place contre la banche avant, l'opérateur vient positionner un treillis soudé, de mailles rectangulaires, dont la dimension intérieure de la maille est légèrement supérieure à la section transversale de chaque élément de réservation au niveau du plan vertical selon lequel le treillis doit être 3 o positionné, généralement le plan médian du coffrage. Ainsi le treillis 18 est en quelque sorte emboîté dans l'ensemble formé par les neuf éléments de 2857044 11 réservation,comme cela apparaît sur la figure 7. La banche arrière 9 est ensuite mise en place, avec serrage du coffrage, puis le béton est coulé entre les deux banches 4, 9. Le béton se répand autour des neuf éléments de réservation, et également dans les espaces 19 créés du fait de l'inclinaison des parois latérales 5a. Lors du décoffrage, il peut subsister des restes de béton accrochés au treillis 18 dans lesdits espaces 19. Cependant leur décrochement est facilement réalisé par l'opérateur avec un simple coup de marteau. On obtient donc une zone de réservation de dimension moyenne, correspondant à neuf éléments de réservation, dans laquelle zone est maintenu verticalement un treillis soudé 18. Dans l'exemple ci-dessus, l'armature constituée par un treillis soudé est placée dans le coffrage, selon un plan vertical. Ceci n'est pas exclusif de l'invention, l'armature peut prendre toute forme et aussi être placée selon un plan horizontal ou de toute autre manière dans les espaces libres entre les différents éléments de réservation. Cette armature, disponible dans la zone de réservation,délimitée par tous les éléments de réservation, éventuellement après élimination des restes de béton comme indiqué ci- dessus, peut être utilisé notamment pour l'ancrage d'autres parties d'ouvrage. 2857044 12 REVENDICATIONS 1. Elément de coffrage pour former une réservation de petite dimension à travers toute la largeur d'un ouvrage en béton, comprenant une boîte de réservation en matière plastique présentant une face d'appui équipée de moyens aimantés pour sa fixation sur une banche métallique du coffrage, caractérisé en ce qu'il comprend une pièce de frappe (6), opposée à la face d'appui (2) de la boîte de réservation (5) dont la résistance mécanique à l'impact sous l'action d'un marteau et/ou le caractère amovible, permet de résister à au moins 1 o quarante opérations de décoffrage. 2. Elément selon la revendication 1 caractérisé en ce que la pièce de frappe (6) est constituée par la face de la boîte de réservation qui est opposée à la face d'appui, et qui a une résistance à l'impact d'au moins 500 joules. 3. Elément selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'il consiste en une boîte en matière plastique creuse, de faible densité , dont la face de frappe a une épaisseur supérieure aux autres faces, de préférence obtenue par roto-moulage. 4. Elément selon la revendication 1 caractérisé en ce que la pièce de frappe est une pièce interchangeable (6), qui est rapportée sur la face arrière (7) de la boîte de réservation (5) en matière plastique, notamment une pièce en bois, ou une pièce en matière plastique de forte densité. 5. Elément selon la revendication 4 caractérisé en ce que la pièce interchangeable (6) est rapportée par vissage sur la face arrière (7) de la boîte de réservation (5) comportant des inserts taraudés (8). 6. Elément selon l'une des revendications 4 ou 5 caractérisé en ce qu'il comporte un matériau compressible (11), qui est disposé entre la boîte de réservation (5) et la plaque de frappe (6). 3o 7. Elément selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisée en ce que la face d'appui (7) comporte des logements pour les moyens 2857044 13 aimantés, et un matériau compressible est disposé entre les moyens aimantés et le fond desdits logements. 8. Elément selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que son blocage par compression est obtenu grâce à la capacité de déformation élastique de la ou des parois latérales de la boîte de réservation (5) sous l'effet de la pression. 9. Elément selon la revendication 8 caractérisé en ce que la paroi latérale (5a) (ou certaines des faces latérales) de la boîte de réservation (5) présente une inclinaison oblique, convergente, depuis la face d'appui (2) jusque la face arrière (7) , ladite inclinaison ayant une courbure convexe. 10. Ensemble de coffrage comprenant une pluralité d'éléments de réservation (1) selon l'une des revendications 1 à 9 et au moins une armature caractérisé en ce que, la ou les parois latérales (5a) de la boîte de réservation (5) présentant une inclinaison oblique convergente d'angle a, depuis la face d'appui (2) jusqu'à la face arrière (7), les faces d'appui (2) des différents éléments de réservation (1) sont disposés de manière adjacente les unes aux autres sur la banche avant (4) de telle sorte que soient délimités entre toutes les parois latérales (5a) adjacentes au moins un espace libre (19) pour le placement d'une armature (18) à l'intérieur du coffrage, au moins dans la zone de réservation délimitée par les éléments de réservation. 11. Ensemble selon la revendication 10 caractérisé en ce que l'armature est un treillis soudé (18) dont la dimension intérieure de la maille est légèrement supérieure à la section transversale de chaque élément de réservation (1) au niveau du plan vertical selon lequel le treillis doit être positionné dans le coffrage. 12. Ensemble selon la revendication 11 caractérisé en ce que l'angle a d'inclinaison est tel que tga est au moins légèrement supérieur à d/L, d étant le diamètre de chaque fil du treillis soudé (18) et L la largeur du coffrage.