Brevet FR2860814A1 — publié le 20050415

La présente invention est relative à un panneau profilé pour coffrage à longue portée destiné, notamment, à la fabrication de dalles en béton. Dans différents types de bâtiments, on réalise des planchers sous forme de dalles en béton, en coulant du béton sur un coffrage constitué d'un assemblage de panneaux métalliques dont les extrémités reposent sur des poutres transversales par l'intermédiaire de pièces de liaison. Pendant la réalisation des planchers, et avant que le béton soit coulé, les panneaux constituent une plate-forme de circulation et de travail pour le personnel qui intervient sur le chantier. Après solidification du béton, des panneaux 1 o métalliques restent en place et servent d'armature supplémentaire à la dalle de béton. Un tel coffrage est appelé "coffrage autoportant". Pour fabriquer des coffrages autoportants, on utilise des panneaux profilés métalliques de section en forme d'oméga comportant une plage centrale supérieure nervurée encadrée par deux âmes inclinées prolongées chacune par une semelle horizontale inférieure nervurée. Chaque âme comporte deux plis longitudinaux, l'un disposé près de la plage centrale et l'autre près de la semelle inférieure, destinés à augmenter la rigidité. Les nervures de la plage centrale supérieure sont disposées à proximité des rives de celle-ci et les nervures des semelles inférieures sont disposées à mi-largeur des semelles. Du fait de leur performances mécaniques, de tels panneaux présentent l'inconvénient de ne pas permettre de dépasser une portée d'environ 5,50 m. En outre la résistance mécanique des planchers obtenus ainsi que la protection de l'armature contre le feu ne sont pas toujours optimales. Enfin ces profiles sont parfois difficiles à réaliser de façon simple par pliage ou par profilage. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un panneau profilé optimisé de façon, notamment, à pouvoir atteindre une portée pouvant atteindre 6m, et facile à réaliser par profilage. A cet effet, l'invention a pour objet, un panneau profilé pour coffrage à longue portée ayant un profil du type oméga, le panneau profilé comportant: - une plage centrale supérieure horizontale s'étendant dans le sens longitudinal du panneau profilé et comportant deux nervures longitudinales séparées par un crantage transversal, - deux ailes latérales inclinées prolongeant la plage centrale de chaque côté de la plage centrale, s'étendant vers le dessous et vers l'extérieur de la plage centrale, et comportant chacune au moins un pli raidisseur longitudinal, et deux semelles inférieures horizontales prolongeant latéralement les âmes latérales et s'étendant vers l'extérieur du panneau profilé. Le panneau profilé lo est tel que l'au moins un pli raidisseur longitudinal de chaque âme latérale est disposé dans la partie de l'âme latérale destinée à travailler en compression lorsque le panneau profilé est disposé sur une structure et recouvert de béton, et la partie destinée à travailler en traction ne comporte pas de pli raidisseur longitudinal. La partie d'une âme latérale destinée à travailler en compression est, en général, comprise dans la moitié supérieure de l'âme latérale voisine de la plage centrale supérieure, et la partie de l'âme latérale destinée à travailler en traction comprend au moins la moitié inférieure de l'âme latérale voisine d'une semelle inférieure. Au moins une âme latérale peut comporter un crantage vertical disposé entre l'au moins un pli raidisseur et la semelle inférieure correspondante. De préférence, au moins une semelle inférieure comporte sur son bord latéral externe un raidisseur de bord constitué par exemple par un bord relevé. De préférence, le fond d'au moins une semelle est plat et ne comporte pas de raidisseur intermédiaire. De préférence, l'angle a que forme une aile latérale avec un plan parallèle à la plage centrale supérieure est compris entre 74,8 et 79,8 . De préférence également, la largeur Pe de la bande latérale de la 2860814 3 plage centrale supérieure s'étendant entre le bord latéral de la plage centrale supérieure et le bord de la nervure longitudinal disposée du côté dudit bord latéral de la plage centrale supérieure est supérieure à 8 % de la largeur Ipc de la plage centrale supérieure, et la largeur le de la zone crantée de la plage centrale supérieure est de préférence supérieure à 60 % et mieux 75 % de la largeur Ipc de ladite plage centrale. La longueur du panneau profilé peut être supérieure à 5,7 m. Le panneau profilé est par exemple en acier et de préférence, en acier galvanisé, et peut être fabriqué par profilage et son épaississeur est, de o préférence comprise entre 0,9 mm et 1,5 mm. Le panneau profilé ainsi réalisé présente l'avantage de permettre d'augmenter la charge utile et d'augmenter la portée du coffrage, tout en facilitant l'opération de profilage, notamment en simplifiant l'outil de profilage nécessaire. Le panneau profilé est particulièrement adapté à la réalisation de dalles de plancher pour parkings, bâtiments industriels, magasins de vente, magasins de stockage, ou tout autre bâtiment analogue. L'invention concerne également un plancher comportant une dalle en béton coulé sur un coffrage autoportant constitué de panneaux profilés adjacents selon l'invention, assemblés par couturage, supportés par des poutres transversales. L'invention va maintenant être décrite de façon plus précise mais non limitative, en regard des figures annexées dans lesquelles: - la figure 1 est une vue schématique du profil transversal d'un panneau 25 profilé, la figure 2 est une représentation partielle d'un coffrage autoportant. Un panneau profilé pour coffrage selon l'invention, de forme généralement rectangulaire, comporte un profil transversale du type oméga tel que représenté à la figure 1. Du fait de ce profil en oméga, le panneau profilé comporte, sur sa partie centrale longitudinale, une plage centrale supérieure 1 s'étendant dans le sens de la longueur. Cette plage centrale supérieure 1 comporte deux nervures longitudinales 4 et 4' séparées par un crantage 5. Ces nervures longitudinales 4, 4', ainsi que le crantage 5, sont destinés à donner à la plage centrale supérieure 1, une rigidité suffisante pour que, lorsque le panneau est posé sur des poutres lors de la fabrication d'un plancher, la surface constituée par la plage centrale supérieure 1 puisse servir de surface de travail et de surface de circulation pour les ouvriers travaillant sur le chantier. La plage centrale 1 est prolongée de part et d'autre, selon ses bords latéraux, par deux âmes 2 et 2', inclinées, s'étendant vers le dessous du panneau et vers l'extérieur du panneau, de façon à former un trapèze évasé vers le bas (par rapport à l'orientation de la figure qui correspond à l'orientation du panneau lorsqu'il est utilisé). Les âmes latérales 2 et 2', comportent chacune un raidisseur 6 et 6' longitudinal s'étendant sur toute la longueur du panneau. Chaque raidisseur 6 ou 6' est constitué de deux plis qui forment un léger décrochement dans l'âme latérale. Chaque âme latérale 2 et 2', se prolongent dans sa partie inférieure par une semelle 3 ou 3', horizontale, s'étendant vers l'extérieur du panneau. Les bord latéraux de chacune des semelles sont prolongés par des rebords 9 ou 9' relevés vers le haut. Ces rebords 9 ou 9' relevés vers le haut servent de raidisseurs. Lorsque un tel panneau 11 est utilisé dans un coffrage autoportant tel que représenté à la figure 2, il s'appuie par l'intermédiaire de leviers 12 sur deux poutres 10 parallèles entre elles, espacées d'une longueur proche de la longueur du panneau. Plusieurs panneaux 11 sont disposés ainsi de façon adjacente, et les semelles latérales (non visibles sur la figure) de deux panneaux adjacents sont emboîtées l'une dans l'autre et solidarisées par coutûrage. Cet ensemble constitue un coffrage continu sur lequel on coule du béton de façon à former une dalle qui s'étend sur la surface du coffrage. Lorsque le béton est coulé sur le coffrage, les panneaux 11 subissent des efforts de flexion tels que les parties supérieures 13 des âmes latérales 2860814 5 sont soumises à des contraintes de compression, et les parties inférieures 14 des âmes latérales sont soumises à des contraintes de traction, notamment dans le sens longitudinal. L'importance relative des zones soumises à la traction et des zones soumises à la compression dépend de différents paramètres géométriques tels que la hauteur des âmes, l'épaisseur de la couche de béton, la longueur et la largeur des panneaux. L'homme du métier sait déterminer à partir de ces paramètres quelle est l'importance des zones soumises à la traction et l'importance des zones soumises à la compression. Les inventeurs ont constaté de façon nouvelle et surprenante que le 1 o comportement mécanique d'un tel panneau profilé est très nettement amélioré lorsqu'on ne prévoit de raidisseur que dans la partie de l'âme soumise à des efforts de compression. De ce fait, les panneaux profilés selon l'invention comportent des âmes 2, 2' dont seule la partie destinée à travailler en compression comporte un raidisseur longitudinal 6, 6', et dont la partie destinée à travailler en traction, ne comporte pas de raidisseur longitudinal et par conséquent, est plane au moins dans le sens transversal. Chaque âme 2 ou 2' comporte donc dans sa partie supérieure une plage supérieure 7 ou 7' plane, de largeur as et, dans sa partie inférieure, une plage inférieure 8 ou 8' plane au moins dans le sens transversal. Les plages supérieures 7 ou 7' sont séparées des plages inférieures 8 ou 8' par les raidisseurs 6 ou 6', de largeur Usa. La plage inférieure 8, 8' plane dans le sens transversal n'est pas nécessairement plane dans le sens longitudinal. En effet, le comportement mécanique du panneau profilé peut être amélioré en prévoyant un crantage verticale sur la partie de l'âme qui se trouve dans la partie destinée à travailler en traction. Par crantage vertical, on entend un crantage constitué de crans s'étendant chacun dans le sens de la hauteur de l'âme. D'une façon générale, la zone destinée à travailler en compression représente au maximum la moitié de la hauteur de l'âme, et la partie destinée à travailler en traction représente au moins la moitié de la hauteur de l'âme. De ce fait, la largeur as de la plage supérieure 7 ou 7' de l'âme est de préférence inférieure à la moitié de la largeur de l'âme, et la largeur de la plage inférieure 8 ou 8' de l'âme est supérieure à la moitié de la largeur de l'âme. Les âmes ainsi réalisées ont une tenue au feu améliorée. Les inventeurs ont également constaté qu'en choisissant convenablement l'angle a que forme une âme avec un plan horizontal parallèle au plan du panneau, c'est à dire au plan de la plage centrale supérieure, on pouvait optimiser le poids de la tôle et le poids du béton, et finalement optimiser la portée utile d'un élément de plancher. En particulier lo pour obtenir des résultats satisfaisants, l'angle a doit être compris entre 60 et 80 . Si l'angle est trop faible, bien que le poids de la tôle soit réduit, le poids du béton est sensiblement augmenté et la porté est réduite. En outre, les codes de calculs sont prévus pour des angles supérieurs à 60 % et l'utilisation d'angles plus faibles nécessitent une obtention d'accords préalables. Si l'angle est supérieur à 80 , il n'est plus possible d'empiler et de dépiler facilement les panneaux. Mais plus précisément, les inventeurs ont constaté que la portée était optimisée pour un angle a compris entre 74,8 et 79,8 . Les semelles 3 et 3' du panneau profilé sont planes et ne comportent pas de raidisseurs longitudinaux centraux. Cependant, chaque semelle 3 ou 3' comporte sur son bord latéral externe, un raidisseur de bord. Ce raidisseur de bord est constitué par un bord relevé 9, 9'. Les inventeurs ont en effet constaté qu'en ne prévoyant pas de raidisseur dans la partie axiale de la semelle, mais en prévoyant un raidisseur de bord, on améliorait le comportement mécanique du panneau, et on facilitait la mise en oeuvre, en particulier en rendant les jonctions entre deux panneaux adjacents plus étanches, ce qui est utile lors du coulage du béton, tout en aboutissant à un profil plus facile à réaliser par profilage. Enfin, la largeur Pe de la partie 21 ou 21' de la plage centrale supérieure 1 située entre le rebord de la plage centrale supérieure 1 et le bord d'une nervure longitudinale 4 ou 4', peut être supérieure ou égale à 8 % de la largeur IpC de la plage centrale supérieure 1. En outre la largeur le de la zone crantée 5 de la plage supérieure 1 peut avoir une largeur supérieure ou égale à 60 % ou mieux 75 % de la largeur Ipc de la plage centrale supérieure 1. Ces dispositions géométrique sont également nécessaire pour améliorer et optimiser le comportement mécanique du panneau profilé. Le profil du panneau profilé peut également être optimisé de façon à faciliter l'assemblage de deux panneaux adjacents. Pour cela la hauteur h d'une âme latérale 2, peut être légèrement inférieure à la hauteur h' de l'autre âme latérale 2', la différence de hauteur étant égale à l'épaisseur de la tôle dont est constitué le panneau profilé. De même, la largeur sm de la semelle latérale 3 correspondant à la première âme latérale 2, peut être légèrement inférieure à la largeur sm' de la semelle latérale 3' correspondant à l'autre âme latérale de façon à ce que, lorsque deux panneaux sont disposés de façon adjacente, la semelle latérale d'un des panneaux puisse s'emboîter parfaitement dans la semelle latérale du panneau adjacent. Ainsi, et lorsque les hauteurs h et h' sont adaptées comme indiqué ci-dessus, les deux plages centrales supérieures des deux panneaux se trouvent à même hauteur. Le panneau profilé a une largeur utile qui se trouve en générale entre 650 mm et 800 mm, une hauteur h compris entre 200mm et 220 mm, et il peut avoir une longueur pouvant dépasser 5,7 m et même atteindre 6,2 m, de façon à permettre de réaliser des coffrages ayant une porté de 6 m environ. La largeur utile correspond au module ou au pas du coffrage autoportant et correspond à la distance I séparant les axes de deux panneaux adjacents ou, ce qui revient au même, les axes des deux semelles inférieures d'un même panneau. En général, le panneau est en acier galvanisé et fabriqué par profilage d'une tôle d'épaisseur comprise entre 0,9 mm et 1,5 mm. L'épaisseur doit être supérieure à 0,9 mm pour assurer une rigidité suffisante. L'épaisseur doit, de préférence, rester inférieur à 1,5 mm afin de limiter le poids des panneau. En effet, celui- ci doit pouvoir être manipulé manuellement pour être mis en oeuvre, notamment, dans des bâtiments à plusieurs étages. Les dimensions des raidisseurs longitudinaux 4, 4' de la plage centrale supérieure 1 sont de préférence tels que l'ouverture Usp soit comprise entre s 25 et 45 mm, la largeur du fond U;p soit comprise entre 0 et 15 mm, et la hauteur Hrp soit comprise entre 10 et 25 mm. Les dimensions des raidisseurs 6, 6' longitudinaux des âmes 2, 2' sont tels que la largeur Lira est comprise entre 20 et 40 mm, et la hauteur Hra est comprise entre 15 et 25 mm. La largeur du raidisseur du bord de semelle b est compris entre 15 et 25 mm. lo Les raidisseurs sont disposés de façon telle que la distance Pe entre le rebord d'un raidisseur longitudinal 4 ou 4' de la plage centrale supérieure 1 et le rebord de ladite plage supérieure 1 est comprise entre 40 et 60 mm, la distance P; entre le rebord du même raidisseur 4 ou 4' et le début de la plage crantée 5 est compris entre 40 et 60 mm. -15 - Enfin, la distance as qui sépare le bord supérieure de l'âme latérale 2 ou 2' et le raidisseur longitudinal 6 ou 6' de l'âme latérale, est compris de préférence entre 40 et 80 mm. A l'intérieur de ces fourchettes, les valeurs exactes des paramètres qui définissent la géométrie du panneau profilé peuvent être optimisées par le calcul ou par expérimentation de façon à obtenir le panneau ayant le meilleur comportement mécanique possible sur la longueur la plus importante. Ainsi optimisé le panneau permet d'obtenir des portés utiles d'environ 6 m. En outre, son profil n'est constitué que de plis simples qui permettent de le fabriquer facilement par profilage. Revendications 1. Panneau profilé pour coffrage à longue portée ayant un profil du type oméga, le panneau profilé comportant: - une plage centrale supérieure (1) horizontale s'étendant dans le sens longitudinal du panneau profilé et comportant deux nervures longitudinales (4, 4') séparées par un crantage transversal (5), - deux ailes latérales (2, 2') inclinées prolongeant la plage centrale (1) de chaque côté de la plage centrale, s'étendant vers le dessous et vers l'extérieur de la plage centrale, et comportant chacune au moins un pli raidisseur (6, 6') longitudinal, - et deux semelles inférieures (3, 3') horizontales prolongeant latéralement les âmes latérales et s'étendant vers l'extérieur du panneau profilé, caractérisé en ce que: l'au moins un pli raidisseur (6, 6') longitudinal de chaque âme-latérale (2, 2') est disposé dans la partie de l'âme latérale (2, 2') destinée à travailler en compression lorsque le panneau profilé est monté sur une structure et recouvert de béton, et la partie destinée à travailler en traction ne comporte pas de pli raidisseur longitudinal. 2. Panneau profilé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie d'une âme latérale (2, 2') destinée à travailler en compression est comprise dans la moitié supérieure de ladite âme latérale (2, 2') voisine de la plage centrale supérieure (1), et la partie de ladite âme latérale (2, 2') destinée à travailler en traction comprend au moins la moitié inférieure de ladite âme verticale (2, 2') voisine d'une semelle inférieure. 3. Panneau profilé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que au moins une âme latérale (2, 2') comporte un crantage vertical disposé entre l'au moins un pli raidisseur (6, 6') et la semelle inférieure (3, 3') correspondante. 4. Panneau profilé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que au moins une semelle inférieure (3, 3') comporte sur son bord latéral externe un raidisseur de bord. 5. Panneau profilé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le raidisseur de bord d'une semelle inférieure (3, 3') est constitué par un bord relevé (9, 9'). 6. Panneau profilé selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisé en ce que le fond d'au moins une semelle (3, 3') est plat et ne comporte pas de raidisseur intermédiaire. 7. Panneau profilé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'angle a que forme une aile latérale (2, 2') avec un plan parallèle à la plage centrale horizontale (1) est compris entre 74,8 et 79,8 . 8. Panneau profilé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la largeur Pe de la bande latérale (21, 21') de la plage centrale horizontale s'étendant entre le bord latéral de la plage centrale (1) et le bord de la nervure longitudinal (4, 4') disposée du côté dudit bord latéral de la plage centrale est supérieur à 8 % de la largeur IpC de la plage centrale. 9. Panneau profilé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la largeur le de la zone crantée (5) de la plage centrale est supérieure à 60 % de la largeur lpc de ladite plage centrale (1). 10. Panneau profilé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la largeur le de la zone crantée est supérieure à 75 % de la largeur lpc de la plage centrale. 11. Panneau profilé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que sa longueur est supérieure à 5,7 m. 12. Panneau profilé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il est en acier. 13. Panneau profilé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il est en acier galvanisé. 14. Panneau profilé selon la revendication 11 ou la revendication 12, caractérisé en ce que son épaisseur est comprise entre 0,9 mm et 1,5 mm. 15. Panneau profilé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'il est fabriqué par profilage. 16. Coffrage autoportant constitué de panneaux profilés adjacents assemblés par couturage et supportés par des poutres transversales, caractérisé en ce que au moins un panneau profilé est conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 15. l0 17. Plancher comportant une dalle en béton coulée sur un coffrage autoportant selon la revendication 16.