Brevet FR2891183A1 — publié le 20070330

MOULE DE FABRICATION D'ELEMENTS PROFILES POURVUS D'ARMATURES DEPASSANTES ET MODULE DE MOULAGE Domaine technique: La présente invention concerne un moule de fabrication d'éléments profilés pourvus d'armatures dépassantes, notamment de poutrelles dites à couture, ainsi qu'un module de moulage comportant ces moules de fabrication. Technique antérieure: Dans le domaine du bâtiment, il est connu de fabriquer en usine ce type d'éléments profilés, tels que des poutres ou des poutrelles, munis sur toute ou une partie de leur longueur d'armatures dépassantes permettant d'assurer leur liaison mécanique avec le matériau coulé sur chantier tel que le béton, notamment pour répondre aux réglementations sismiques en vigueur. Ces éléments profilés sont des produits moulés à base de béton et peuvent être précontraints ou non. Ils comportent des armatures dépassantes formées de tiges ou de fils d'acier dits de couture en forme de U ou de sinusoïde, la boucle du U ou les boucles d'un même côté de la sinusoïde dépassant des éléments profilés et du fond du moule. Ces éléments profilés sont traditionnellement fabriqués dans des moules dont le fond est constitué d'une pièce en caoutchouc, pourvue d'une fente filante dans laquelle est introduite l'armature dépassante. Cette technique présente plusieurs inconvénients et la qualité des éléments profilés est très aléatoire. En effet, la profondeur du moule est variable au fur et à mesure des cycles de moulage due aux résidus de béton qui y restent collés. La hauteur des éléments profilés n'est donc pas garantie. Par conséquent, ces fonds de moule doivent être périodiquement retirés pour être nettoyés, ce qui représente une opération très contraignante et coûteuse. De plus, ces fonds de moule doivent être remplacés régulièrement en raison de leur vieillissement prématuré du aux huiles de coffrage et aux cycles de chauffe, ce qui représente également une opération fastidieuse et très coûteuse compte tenu du coût d'investissement de ces pièces. La publication EP0260189 propose de réaliser ces éléments profilés dans un moule ouvrant dont les flancs comportent un joint d'étanchéité de fermeture apte à s'écraser lorsque les flancs sont rapprochés l'un de l'autre pour fermer le moule de manière étanche autour de l'armature dépassante. Cette technique nécessite, par conséquent, des mécanismes d'actionnement des parties mobiles des moules complexes, encombrants et très coûteux, sachant que la longueur des moules peut atteindre 80 à 100 m. De plus, les joints d'étanchéité de fermeture s'usent rapidement sous l'effet des huiles de coffrage et des cycles de chauffage. L'étanchéité n'est donc pas garantie et nécessite un remplacement périodique de ces joints, d'où une opération longue et coûteuse. Exposé de l'invention: La présente invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un moule de conception simple, peu encombrant et facile d'entretien, permettant la fabrication d'éléments profilés calibrés de qualité, la reproductibilité de cette qualité, ainsi que le positionnement précis des armatures de couture. Le but de l'invention est également d'atteindre des prix de revient économiquement rentables, de faibles coûts de maintenance et de supprimer les consommables. Un autre but de l'invention est que l'opération de moulage soit mécanisable, voire automatisable pour s'insérer dans un procédé industriel. Dans ce but, l'invention concerne un moule du genre indiqué en préambule, caractérisé en ce qu'il comporte un coffrage ouvert de section complémentaire et 2891183 3 inverse à celle de l'élément profilé à fabriquer, le fond du coffrage comportant au moins une ouverture longitudinale s'étendant sur au moins une partie du moule et destinée à recevoir au moins une partie de l'armature dépassante et en ce qu'il comporte des moyens d'étanchéité commandés entre au moins une position ouverte dans laquelle ils libèrent l'ouverture longitudinale et une position fermée dans laquelle ils obturent l'ouverture longitudinale en emprisonnant l'armature dépassante. Ainsi, le coffrage du moule est fixe, ce qui supprime tout mécanisme complexe nécessaire dans les moules ouvrants. Son fond est rigide, ce qui évite les inconvénients du fond en élastomère. Les moyens d'étanchéité de l'ouverture longitudinale sont disposés à l'extérieur du moule, ce qui évite leur contact direct avec le béton et les huiles de coffrage. L'ouverture longitudinale peut être une fente filante s'étendant sensiblement sur toute la longueur du moule ou plusieurs fentes successives réparties sensiblement sur toute la longueur du moule. Dans une première forme de réalisation, les moyens d'étanchéité comportent au moins un organe d'étanchéité disposé à l'extérieur du moule d'un côté de l'ouverture longitudinale et au moins un contre-appui disposé de l'autre côté de cette ouverture. Cet organe d'étanchéité est avantageusement couplé à des moyens d'actionnement pour être mobile entre la position ouverte dans laquelle il est éloigné du contre-appui et la position fermée dans laquelle il est en appui contre lui, ces moyens d'actionnement comportant au moins un bras mobile couplé d'une part à l'organe d'étanchéité et d'autre part à un actionneur. 2891183 4 Le contre-appui peut être formé d'au moins une paroi longitudinale s'étendant d'un bord de l'ouverture longitudinale à l'extérieur du moule dans une direction sensiblement perpendiculaire au fond. De préférence, il comporte une butée basse sur laquelle repose l'armature dépassante lorsqu'elle est introduite dans l'ouverture longitudinale. Dans une autre forme de réalisation, les moyens d'étanchéité comportent au moins deux organes d'étanchéité en regard, disposés au niveau des bords opposés de l'ouverture longitudinale, et comportant chacun un logement apte à recevoir un des organes d'étanchéité. Dans les deux cas, l'organe d'étanchéité peut être formé d'un profilé, d'un boudin ou d'une lèvre longitudinal en matériau élastique à base d'élastomère ou de caoutchouc. Il peut aussi être formé d'un profilé longitudinal gonflable par un produit gazeux ou liquide, au moins une alimentation en produit gazeux ou liquide étant reliée audit organe d'étanchéité. Il peut encore être formé d'une tôle découpée en fonction du profil de l'armature dépassante. De manière préférentielle, l'organe d'étanchéité est monté sur le bras ou dans le 20 moule par un assemblage démontable. L'invention concerne également un module de moulage pour la fabrication d'éléments profilés pourvus d'armatures dépassantes, notamment de poutrelles dites à couture à base de béton, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux moules, tels que définis ci-dessus, disposés sensiblement parallèlement sur un châssis. Ces moules peuvent être symétriques deux à deux. Dans ce cas, l'actionneur est commun à chaque paire de moules. Le châssis du module de moulage peut comporter au moins une butée basse au droit de chaque ouverture longitudinale des moules sur laquelle repose l'armature dépassante lorsqu'elle est introduite dans cette ouverture longitudinale. Ce module de moulage est avantageusement destiné à être monté sur un banc de moulage fixe ou sur une table mobile entrant dans une unité de production du type carrousel. Description sommaire des dessins: La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante de modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'une poutrelle à couture obtenue selon l'invention, les figures 2A-C sont des exemples d'armatures de couture, les figures 3A et 3B sont des vues de détail d'un premier mode de réalisation de moule selon l'invention, la figure 4 est une coupe transversale d'un module de moulage équipé de deux moules selon les figures 3, et la figure 5 est une vue similaire à la figure 4 avec des moules selon un second mode de réalisation. Illustrations de l'invention: En référence aux figures, le moule de fabrication 10, 20 selon l'invention est destiné au moulage en usine d'éléments profilés 1, à base de béton, précontraint ou non, armé ou non, tels que des poutres ou des poutrelles dites à couture, dont un exemple est représenté à la figure 1. Cet élément profilé 1 a une forme en T inversé définissant une âme verticale 2 et deux ailes latérales 3. Il comporte une armature dépassante 5 dite de couture dont la fonction est d'offrir un meilleur accrochage au béton du plancher coulé sur chantier conformément aux normes antisismiques. Cette armature dépassante 5 peut être formée de tiges d'acier verticales droites, à crochet ou selon toute autre forme. Elle peut aussi être formée de fils d'acier en forme de U ou en forme de sinusoïde comme illustré aux figures 2A à 2C. La figure 2A illustre une armature 5a sinusoïdale simple, la figure 2B illustre une armature 5b sinusoïdale simple additionnée d'une armature centrale filante 6 et la figure 2C illustre une armature 5c sinusoïdale simple dont les boucles inférieures 7 sont déviées de part et d'autre du plan de symétrie P. Dans le cas de la fabrication d'éléments profilés 1 précontraints ou armés, c'est-à-dire comportant dans leur partie médiane des câbles de précontraintes ou des armatures principales 8 (voir fig. 5), les armatures dépassantes 5a, 5b des figures 2A et 2B sont décalées par rapport au plan de symétrie P de l'élément profilé 1 pour ne pas interférer avec ces câbles de précontrainte ou armatures principales 8. L'armature dépassante 5c de la figure 2C est conçue pour pouvoir être disposée dans le plan de symétrie P de l'élément profilé 1 grâce à ses boucles inférieures 7 qui sont déviées et se positionnent de part et d'autre des câbles de précontrainte ou des armatures principales 8 sans interférence. Meilleure manière de réaliser l'invention: Le moule de fabrication 10 illustré partiellement aux figures 3A et 3B comporte un coffrage 11, de préférence métallique, ouvert en forme de T, dont la section est complémentaire et inversée à celle de l'élément profilé 1 à fabriquer. Les parois latérales du coffrage 11 sont légèrement inclinées en V pour faciliter le démoulage de l'élément profilé 1. Le fond 12 du coffrage 11 est crénelé pour former des crans 4 en face supérieure de l'élément profilé 1 améliorant l'accrochage du béton coulé sur chantier. Le fond 12 du coffrage 11 comporte une ouverture longitudinale 13, centrée ou décalée par rapport au plan de symétrie P, s'étendant sur au moins une partie du moule 10 et destinée à recevoir une armature dépassante 5 introduite sur une partie de sa hauteur. Dans cet exemple, l'armature dépassante 5 qui est représentée correspond à l'armature 5a sinusoïdale simple de la figure 2A. L'ouverture longitudinale 13 forme une fente filante s'étendant sur pratiquement toute la longueur du moule 10, d'une largeur adaptée au diamètre du fil d'acier formant l'armature dépassante 5. Cette largeur peut être comprise par exemple entre 5 et 10 mm. Cette fente filante peut également être remplacée par une série de plusieurs fentes successives réparties sur toute la longueur du moule 10 à un pas correspondant à la période de la sinusoïde de l'armature dépassante 5. Le moule 10 comporte des moyens d'étanchéité 30 commandés pour être mobiles entre au moins une position ouverte dans laquelle ils libèrent l'ouverture longitudinale 13 permettant la mise en place de l'armature dépassante 5 avant moulage et son retrait après moulage et une position fermée dans laquelle ils ferment de manière étanche l'ouverture longitudinale 13 et emprisonnent l'armature dépassante 5. Dans la réalisation illustrée par les figures 3A et 3B, les moyens d'étanchéité 30 comportent un organe d'étanchéité longitudinal 31, disposé à l'extérieur et sous le moule 10, d'un côté de l'ouverture longitudinale 13, et un contre-appui 32 disposé de l'autre côté de cette ouverture 13. Le contre-appui 32 est formé d'une paroi longitudinale s'étendant d'un bord de l'ouverture 13 à l'extérieur du moule 10 dans une direction sensiblement perpendiculaire au fond 12. Ce contre-appui 32 comporte dans sa partie inférieure un retour formant une butée basse 33 sur laquelle repose l'armature dépassante 5 lorsqu'elle est introduite dans l'ouverture longitudinale 13 de manière à maîtriser sa position en hauteur par rapport au moule 10 et donc par rapport à l'élément profilé 1 fabriqué. L'organe d'étanchéité 31 est formé d'un boudin ou d'un profilé, totalement ou partiellement plein, réalisé dans un matériau élastique, tel qu'un élastomère, un caoutchouc ou similaire. Il peut être aussi formé d'une lèvre souple droite ou découpée ou d'une tôle 31' métallique découpée pour épouser le profil de l'armature dépassante 5. Il peut encore être formé d'un profilé longitudinal gonflable par un produit gazeux ou liquide tel que de l'air, de l'eau ou similaire. Cet organe d'étanchéité 31 est couplé à un support 34 par un assemblage démontable pour être interchangeable. Cet assemblage peut être un assemblage par emboîtement ou coulissement dans un rail 35, un assemblage par vissage 36 ou similaire. Il peut être aussi assemblé de manière définitive par collage par exemple. Cet organe d'étanchéité 31 est associé à des moyens d'actionnement 50 comportant un bras mobile 51 couplé d'une part au support 34 de l'organe d'étanchéité 31 et d'autre part à un actionneur (non représenté). Ce bras mobile 51 est monté pivotant autour d'un axe fixe 52 pour être déplacé par l'actionneur entre une position ouverte dans laquelle l'organe d'étanchéité 31 est éloigné du contre-appui 32 (voir figure 3A) et une position fermée dans laquelle il est écrasé contre lui (voir figure 3B). L'actionneur est réversible et peut être un vérin, un moteur avec une transmission à crémaillère, un électroaimant ou similaire. La figure 4 illustre un module de moulage 60 en coupe transversale comportant deux moules 10 tels que décrits en référence aux figures 3A et 3B. Ces deux moules 10 sont disposés parallèlement et symétriquement sur un châssis 61. Les contre-appuis 32 sont disposés dos à dos. Dans cette configuration, un seul actionneur à deux sorties est suffisant pour commander simultanément les deux bras mobiles 51 des moyens d'actionnement 50. Ces bras mobiles 51 sont couplés au châssis 61 par un axe fixe 52 à l'extrémité d'une potence 62. Dans cette figure, deux organes d'étanchéité 31, 31' différents sont représentés: celui de gauche correspondant au profilé 31 en élastomère des figures 3A et 3B, celui de droite représentant une tôle 2891183 9 31' métallique découpée en fonction du profil de la sinusoïde de l'armature dépassante 5. La figure 5 est une vue similaire à celle de la figure 4 et représente un module de moulage 70 comportant deux moules 20 de fabrication obtenus selon un autre mode de réalisation de l'invention. Dans cet exemple, les moyens d'étanchéité 40 comportent deux organes d'étanchéité 41 en regard disposés au niveau des bords opposés de l'ouverture longitudinale 13. Ces bords comportent chacun un logement 42 en forme de C, dont les ouvertures se font face, apte à recevoir un des organes d'étanchéité 41. Cet organe d'étanchéité 41 est formé d'un profilé longitudinal gonflable par un produit gazeux ou liquide. Une alimentation commandée en produit gazeux ou liquide est prévue et reliée aux organes d'étanchéité 41. Le châssis 71 du module de moulage 70 comporte une butée basse 72 disposée au droit de chaque ouverture longitudinale 13 pour maîtriser le positionnement en hauteur des armatures dépassantes 5. Les armatures dépassantes 5 illustrées dans cet exemple correspondent à l'armature 5c de la figure 2C. Dans le cas de l'armature dépassante 5b illustrée par la figure 2b, l'armature centrale filante 6 se positionne directement sur l'ouverture longitudinale 13 et contribue à son obturation et à son étanchéité. Possibilités d'application industrielle: En pratique, plusieurs modules de moulage 60, 70, identiques ou différents, sont montés en batterie, soit sur des bancs de moulage fixes, soit sur des tables mobiles utilisées dans des unités de production du type carrousel. L'ensemble des opérations peut être mécanisé, voire automatisé, telles que la mise en place des armatures principales et/ou des câbles de précontrainte 8 dans les moules 10, 20, la mise en place des armatures dépassantes 5, le coulage du béton, le démoulage avec ou sans retournement des moules, le nettoyage des moules 10, 20 à l'endroit ou à l'envers. Les moules 10, 20 sont montés sur les châssis 61, 71 de manière démontable pour être interchangeables mais aussi faciliter leur entretien et leur nettoyage. Cette opération d'entretien peut être également mécanisée. Ce type de moules 10, 20 permet d'obtenir des éléments profilés 1 dont les caractéristiques géométriques et dimensionnelles sont précises et reproductibles et dont le positionnement des armatures dépassantes 5 est maîtrisé et également reproductible. Les éléments profilés 1 atteignent ainsi un niveau de performances élevé et une grande régularité, moyennant un prix de revient réduit. Il ressort clairement de cette description que l'invention permet d'atteindre tous les buts fixés. 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. Moule (10, 20) de fabrication d'éléments profilés (1) pourvus d'armatures dépassantes (5), notamment de poutrelles dites à couture, caractérisé en ce qu'il comporte un coffrage (11) ouvert de section complémentaire et inverse à celle de l'élément profilé (1) à fabriquer, le fond (12) du coffrage comportant au moins une ouverture longitudinale (13) s'étendant sur au moins une partie du moule (10, 20) et destinée à recevoir au moins en partie l'armature dépassante (5) et en ce qu'il comporte des moyens d'étanchéité (30, 40) commandés entre au moins une position ouverte dans laquelle ils libèrent l'ouverture longitudinale (13) et une position fermée dans laquelle ils obturent l'ouverture longitudinale (13) en emprisonnant l'armature dépassante (5). 2. Moule selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ouverture longitudinale (13) est une fente filante s'étendant sensiblement sur toute la longueur du moule (10, 20). 3. Moule selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fond (12) comporte plusieurs ouvertures longitudinales successives réparties sensiblement sur toute la longueur du moule (10, 20). 4. Moule selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'étanchéité (30) comportent au moins un organe d'étanchéité (31, 31') disposé à l'extérieur dudit moule (10) d'un côté de l'ouverture longitudinale (13) et au moins un contre-appui (32) disposé de l'autre côté de cette ouverture (13). 5. Moule selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit organe d'étanchéité (31, 31') est couplé à des moyens d'actionnement (50) pour être mobile entre la position ouverte dans laquelle il est éloigné dudit contre-appui (32) et la position fermée dans laquelle il est en appui contre lui. 6. Moule selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement (50) comportent au moins un bras mobile (51) couplé d'une part audit organe d'étanchéité (31, 31') et d'autre part à un actionneur. 7. Moule selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit contreappui (32) est formé d'au moins une paroi longitudinale s'étendant d'un bord de ladite ouverture longitudinale (13) à l'extérieur du moule (10) dans une direction sensiblement perpendiculaire audit fond (12). 8. Moule selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit contreappui (32) comporte une butée basse (33) sur laquelle repose ladite armature dépassante (5) lorsqu'elle est introduite dans l'ouverture longitudinale (13). 9. Moule selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'étanchéité (40) comportent au moins deux organes d'étanchéité (41) en regard disposés au niveau des bords opposés de l'ouverture longitudinale (13). 10. Moule selon la revendication 9, caractérisé en ce que les bords opposés de l'ouverture longitudinale comportent chacun un logement (42) apte à recevoir un des organes d'étanchéité (41). 11. Moule selon l'une quelconque des revendication 6 ou 9, caractérisé en ce que ledit organe d'étanchéité (31) est formé d'un profilé longitudinal en matériau élastique à base d'élastomère ou de caoutchouc. 12. Moule selon l'une quelconque des revendication 6 ou 9, caractérisé en ce que ledit organe d'étanchéité (31') est formé d'une tôle découpée selon le profil de l'armature dépassante (5). 13. Moule selon l'une quelconque des revendication 6 ou 9, caractérisé en ce que ledit organe d'étanchéité (41) est formé d'un profilé longitudinal gonflable par un produit gazeux ou liquide. 14. Moule selon la revendication 13, caractérisé en ce que lesdits moyens d'étanchéité (40) comportent au moins une alimentation en produit gazeux ou liquide reliée auxdits organes d'étanchéité (41). 15. Moule selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que ledit organe d'étanchéité (31, 31', 41) est monté sur ledit bras mobile (51) ou dans ledit moule (20) par un assemblage démontable. 16. Module de moulage (60, 70) pour la fabrication d'éléments profilés (1) pourvus d'armatures dépassantes (5), notamment de poutrelles dites à couture, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux moules (10, 20) disposés sensiblement parallèlement sur un châssis (61, 71), lesdits moules (10, 20) étant conçus selon l'une quelconque des revendications précédentes. 17. Module de moulage selon la revendication 16, caractérisé en ce que lesdits moules (10) sont symétriques deux à deux et l'actionneur est commun à chaque paire de moules (10). 18. Module de moulage selon la revendication 16, caractérisé en ce que ledit châssis (71) comporte au moins une butée basse (72) au droit de chaque ouverture longitudinales (13) desdits moules (20) sur laquelle repose l'armature dépassante (5) lorsqu'elle est introduite dans l'ouverture longitudinale (13). 19. Module de moulage selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il est destiné 5 à être monté sur un banc de moulage fixe ou sur une table mobile entrant dans une unité de production du type carrousel.