Brevet FR2892740A1 — publié le 20070504

La présente invention concerne un procédé de réalisation d'une poutre en béton, un outillage de moulage, et une poutre en béton correspondante et plus particulièrement une traverse d'ouvrage de franchissement ou de couverture. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Il est connu d'utiliser des poutres préfabriquées en béton pour couvrir des tranchées permettant le passage de voies de circulation. Ces poutres comportent une se- melle ayant une surface supérieure en saillie de laquelle s'étend longitudinalement un massif leur permettant d'avoir une inertie relativement importante. Les poutres sont accolées les unes aux autres par les faces latérales de leur semelle, ce qui permet l'obtention d'une sous face plane qui favorise l'évacuation des fumées en cas d'incendie dans la tranchée. Ces poutres sont réalisées par extrusion de béton au travers d'une filière. Il en résulte des limitations majeures quant à la structure de ces poutres : - les faces latérales des semelles sont nécessairement parallèles de sorte que la couverture de tranchée en courbe s'avère impossible, - la poutre ne peut comprendre des fers d'armature transversaux susceptibles de reprendre des efforts tranchants supportés par la poutre. On connaît par ailleurs des procédés de moulage d'éléments préfabriqués en béton utilisant des coffrages définissant une enceinte complètement fermée sauf en sa partie supérieure où elle présente une ouverture d'intro- duction du béton. Ces procédés permettent la réalisation de formes extrêmement diverses à condition de disposer de coffrages propres à chaque forme, de sorte que ces procédés sont peu flexibles. Il existe également des coffrages réalisés par assemblage d'éléments modulaires standards de différentes dimensions. La réalisation des coffrages et le démoulage sont alors relativement longs. Compte te-nu de ces limitations, le moulage n'a pu supplanter l'extrusion pour la réalisation des poutres du type précité. OBJET DE L'INVENTION Il serait donc intéressant de disposer d'un moyen permettant de réaliser de manière économique et flexible des poutres du type précité. RESUME DE L'INVENTION A cet effet, on prévoit, selon l'invention un procédé de réalisation d'une poutre en béton comportant une semelle ayant une surface supérieure en saillie de laquelle s'étend un massif, le procédé comprenant les étapes de . - définir une enceinte à la forme de la poutre et susceptible de contenir le béton, l'enceinte comprenant une table sur laquelle sont montées mobiles, entre une position de moulage et une position de démoulage, au moins deux parois latérales de contention du béton qui sont séparées en position de moulage par un espace s'étendant le long des parois latérales de contention au niveau de la surface supérieure de la semelle, - couler du béton dans l'enceinte en position de moulage par une ouverture supérieure de celle-ci, - mettre l'enceinte en position de démoulage après la prise du béton pour sortir de l'enceinte la poutre ainsi formée. La séparation des parois latérales de contention autorise une grande liberté dans la réalisation du moule et rend ce procédé de moulage très flexible et particu- lièrement bien adapté à la réalisation de poutres. De préférence, le procédé comprend l'étape, préalablement à la coulée, de régler la position des parois latérales de contention le long d'au moins une direction parallèle à la table et, avantageusement, le réglage de la position comprend une phase de modification d'une dis- tance séparant les parois latérales de contention et/ou une phase de modification d'un angle formé par au moins une des parois latérales de contention avec une direction longitudinale de l'enceinte. Ces réglages permettent de modifier la forme de l'enceinte pour l'adapter à la poutre à fabriquer. La réalisation de la poutre par moulage permet en outre l'insertion de fers d'armature transversaux. L'invention a également pour objet un outillage de moulage comportant un bâti qui est agencé pour définir une enceinte susceptible de contenir le béton et qui comprend une table sur laquelle sont montées mobiles entre une position de moulage et une position de démoulage au moins deux parois latérales de contention du béton, les parois latérales de contention en position de moulage étant séparées, au niveau de la surface supérieure de la semelle, par un espace s'étendant le long des parois latérales de contention. La séparation des parois latérales simplifie la structure du moule et augmente sa flexibilité d'emploi. Selon une caractéristique avantageuse, au moins une des parois latérales de contention est reliée à la table par un châssis comportant des cadres sensiblement parallèles et reliés de manière articulée à la paroi la- térale de contention pour former un parallélogramme déformable parallèlement à la table. La paroi latérale de contention se déplace ainsi parallèlement à elle-même et parallèlement à la table lorsqu'elle est déplacée entre sa position de moulage et sa position de démoulage. Un tel mouvement limite le ris-que d'interférence de la poutre moulée avec la paroi latérale de contention. On dispose ainsi d'une plus grande liberté dans la conception de la poutre et dans celle du moule. En outre, l'outilllage est relativement peu encom- brant et 1e déplacement de la paroi de contention paral- lèlement à la table est plus facile à réaliser qu'un mouvement basculant qui nécessite de supporter une partie du poids de la paroi de contention. Avantageusement alors, chaque cadre est pourvu d'un organe de réglage d'une dimension du cadre parallèle à la table. Le réglage de la dimension des cadres permet de régler d'une part la distance entre les parois latérales de contention et, d'autre part, l'angle que forment les parois latérales de contention entre elles ou avec une direction longitudinale de l'enceinte. Selon un mode de réalisation particulier, le massif de la poutre comportant une rainure longitudinale ayant des flancs en regard et un fond, l'outillage corn-porte un noyau central comprenant deux parois latérales de contention séparées, au niveau du fond de la rainure, par un espace s'étendant le long des parois latérales de contention. La séparation des parois latérales du noyau per- met de simplifier la structure du noyau tout en autorisant une grande liberté de variation de la géométrie de celui-ci. Avantageusement alors, un dispositif d'écartement réglable relie les parois latérales de contention du noyau et, de préférence, le dispositif d'écartement réglable comprend des éléments de longueur variable qui sont agencés pour être réglables en longueur individuellement et qui sont sensiblement perpendiculaires aux parois latérales de contention et répartis le long de cel- les-ci. Il est ainsi possible de régler l'écartement des parois latérales de contention du noyau et l'angle formé par celles-ci. De préférence encore, les parois latérales de contention du noyau sont suspendues à des chariots montés pour coulisser sur des portiques enjambant la table. Ceci permet de modifier la position des faces latérales de contention du noyau par rapport aux faces latérales de contention définissant les faces externes du massif et les faces externes de la semelle. L'invention concerne également une poutre obtenue par le procédé de l'invention. Un premier mode de réalisation de l'invention concerne une poutre en béton comportant une semelle ayant une surface supérieure en saillie de laquelle s'étend longitudinalement un massif ayant une extrémité libre pourvue d'au moins une aile s'étendant le long du massif parallèlement à la semelle, le massif comportant, de préférence, deux nervures longitudinales en regard, chaque nervure ayant une extrémité libre pourvue, à l'opposé de l'autre nervure, d'une aile ayant un bord libre en retrait de la semelle. Ainsi, lorsque les poutres sont accolées par leurs semelles inférieures pour former la couverture d'une tranchée, les ailes vont former la face supérieure de la couverture. Ceci permet un gain de temps et de béton sur le chantier. Un deuxième mode de réalisation de l'invention concerne une poutre en béton comportant une semelle ayant une surface supérieure en saillie de laquelle s'étend longitudinalement au moins un massif, la semelle et le massif ayant des faces latérales, au moins deux des faces latérales formant un angle entre elles. Ceci facilite la réalisation de la couverture d'une tranchée non rectiligne. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit de modes de mise en oeuvre particuliers non limita-tifs de l'invention. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Il sera fait référence aux dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une vue partielle de dessus, avec écorché, d'un outillage conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de 1.a figure 1 de cet outillage, - la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 1, - la figure 4 est une vue partielle en coupe transversale d'une couverture réalisée au moyen de poutres selon, - la figure 5 est une vue analogue à celle de la figure 4, d'une couverture réalisée au moyen de poutres selon une variante de réalisation de l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence à la figure 4, la poutre conforme à l'invention, généralement désignée en 1, comprend une semelle 2 comportant des faces latérales 3 et une surface supérieure 4 en saillie de laquelle s'étend un massif formé de deux nervures 5 délimitant entre elles une rainure généralement désignée en 6 ayant des flancs 7 en regard et un fond 8 formé par une portion de la surface supérieure 4 de la semelle 2. Les nervures 5 ont des faces externes 9 et une extrémité libre pourvue d'une aile 10 s'étendant en saillie de la face externe 9 parallèlement à la semelle 2. Les ailes 10 ont une extrémité libre qui est en retrait des faces latérales 3 de la semelle 3 et qui est pourvue d'une feuillure il longitudinale. Les faces latérales 3 sont ici convergentes, de même que les faces externes 9 et les flancs 7. Les parties ci-dessus mentionnées de la poutre 1 sont réalisées en béton. La rainure 6 est remplie par un mortier aéré. Des fers d'armature transversaux 12, sous forme de cadres, s'étendent dans la semelle 2 et sont reliés à des fers d'armature transversaux 13 s'étendant dans les nervures 5 en ayant une partie en saillie de l'extrémité libre des nervures 5. Des éléments de précontrainte 14 s'étendent ion- gitudinalemerit dans la semelle 2 et dans la partie infé- rieure des nervures 5. En utilisation pour la réalisation d'une couverture, les poutres 1 ont leurs extrémités posées sur des murs de support et sont accolées par les faces latérales 3 de leur semelle 2. Des languettes 15 sont disposées dans les feuillures 11 pour constituer un coffrage perdu. Du béton est ensuite coulé sur la partie supérieure des poutres 1 pour recouvrir les faces supérieures des ailes 10 et le mortier aéré,et noyer les parties en saillie des fers d'armature transversaux 13. En variante, conformément à la figure 5, la poutre 1 comprend comme précédemment une semelle 2, des nervures 5, des ailes 10, des fers d'armature transversaux 12, 13. La. poutre comporte en outre des fers transversaux d'attelage 16 s'étendant dans des perçages réalisés au travers de la base des nervures 5 et ayant des extrémités recourbées 17 s'étendant en saillie des faces latérales 3 de la semelle 2. Un béton de clavage est coulé dans la partie inférieure de la rainure 6 pour maintenir en position les fers transversaux d'attelage 16. Ce béton de clavage est lui-même recouvert d'un mortier aéré. Les bords latéraux supérieurs des semelles 3 comportent des feuillures 18 longitudinales. En utilisation pour la réalisation d'une couverture, les poutres 1 ont leurs extrémités reposant sur des murs de support et des languettes 19 sont déposées dans les feuillures 18 pour former des coffrages perdus. Un béton de clavage est coulé entre les nervures 5 en regard des poutres 1 adjacentes pour recouvrir les extrémités recourbées 17 des fers transversaux d'attelage 16. On notera que l'espace existant entre les extrémités libres des ailes 10 est plus important que dans le mode de réalisation précédemment décrit afin de permettre l'intro- duction du béton de clavage entre celles-ci. Une languette 15 est ensuite disposée dans les feuillures 11 pour constituer un coffrage perdu et du béton est coulé sur les parties supérieures des poutres 1 pour recouvrir les faces supérieures des ailes 10, le mortier aéré et les parties en saillie des fers d'armature transversaux 13. Ces poutres sont réalisées en mettant en œuvre un procédé de fabrication comprenant les étapes de : - définir une enceinte à la forme de la poutre et susceptible de contenir le béton, - couler du béton dans l'enceinte, - sortir la poutre ainsi formée de l'enceinte après la prise du béton. L'outillage utilisé pour la mise en œuvre de ce procédé va maintenant être décrit. L'outillage conforme à l'invention, généralement désigné en 100, comprend une table 101, de direction longitudinale 102, enjambée à intervalles réguliers par des portiques, généralement désignés en 103, comportant des montants 104 supportant un longeron 105. Sur chaque montant 104, sont articulés des cadres 106 s'étendant perpendiculairement à la table 101. Les cadres 106 comportent des parties télescopiques 107, 108. La partie 107 est articulée sur le montant 104 tandis que la partie 108 est reliée par une articulation à une paroi latérale de contention 109. Une vis de réglage 111 s'étend entre les parties 107 et 108 du cadre 106 pour régler la position relative des parties 107 et 108. La paroi latérale de contention 109 comporte un élément de paroi vertical 109.1 ayant un bord supérieur relié à un élément de paroi formant un rebord en L 109.2 qui est sensiblement perpendiculaire à l'élément de paroi vertical 109.1. L'élément de paroi vertical 109.1 a un bord inférieur auquel est articulé un élément de paroi sensi- blement horizontal formé par un patin 109.3. L'élément de paroi vertical 109.1 est destiné à définir la face ex-terne 9 ; le rebord en L 109.2 est destiné à définir l'aile 10 ; et le patin 109. 3 est destiné à définir la partie longitudinale de la surface supérieure de la se- melle 2 adjacente à la nervure 5. L'angle existant entre le patin 109.3 et l'élément de paroi vertical 109.1 est réglable par l'intermédiaire d'une vis de pression 110 qui s'étend depuis la partie 108 du cadre 106 pour prendre appui sur le patin 109.3. Chaque paroi latérale de contention 109 est ainsi reliée à plusieurs montants 104 par les cadres 106 qui sont sensiblement parallèles et forment ainsi un parallélogramme déformable parallèlement à la table 101. La pa- roi latérale de contention 109 est ainsi mobile parallèlement à elle-même entre une position de moulage (représentée en trait fort sur la figure 1) et une position de démoulage (représentée en trait mixte double sur la figure 1. L'outillage 100 comprend en outre des parois latérales de contention 129 pour définir les faces latérales 3 de la semelle 2. Chaque face latérale de contention 129 est articulée sur une extrémité de bras 121 montée pour coulisser et pivoter sur des plots 122 solidaires de la table 101. Les bras 121 sont sensiblement parallèles les uns aux autres et définissent avec la paroi latérale de contention 129 un parallélogramme déformable parallèlement à la table 101 de telle manière que la paroi latérale de contention 129 est mobile entre une position de moulage (représentée à la figure 1) et une position de démoulage (non représentée) en se déplaçant parallèlement à elle-même. Le coulissement du bras 121 sur le plot 122 permet de régler la position de la paroi latérale de contention 129 par rapport aux plots 122. Les bras 121 sont bloqués en position par des vis de serrage 123. On remarque qu'en position de moulage la paroi latérale de contention 129 est séparée par un espace du patin 109.3 de la paroi latérale de contention 109 au ni-veau de la surface supérieure 4 de la semelle 2. L'outillage comprend en outre un noyau central généralement désigné en 130 qui est suspendu aux portiques 103 et qui comprend deux parois latérales de contention 139 définissant chacune un des flancs 7 de la rainure 6 et une partie longitudinale adjacente du fond 8 de celle-ci. Chaque paroi latérale de contention 139 comprend un élément de paroi vertical 139.1 ayant un bord inférieur auquel est fixé un patin 139.2. On remarque qu'en position de moulage (comme représenté sur les figures), les bords libres des patins 139.2 sont séparés par un espace au niveau de la partie centrale du fond 8 de la rainure 6. Chaque élément de paroi latérale de contention 139 a un bord supérieur relié à un chariot 131 monté pour coulisser sur le longeron 105. Chaque chariot comprend une chape ayant des ailes en regard pourvues de galets montés sur roulement pour rouler sur des surfaces latérales horizontales du longeron 105 du portique 103. Un dis-positif d'écartement réglable, généralement désigné en 132, relie les éléments de paroi verticaux 139.1 l'un à l'autre. Le dispositif d'écartement réglable 132 comprend des éléments de longueur variable 133, ici des vérins à vis, qui sont réglables en longueur individuellement et qui sont sensiblement perpendiculaires aux éléments de paroi verticaux 139.1. Les extrémités des éléments de longueur variable 133 sont articulées aux éléments de pa- roi verticaux 139.1. La table, les parois latérales de contention 109, 129 et 139 définissent une enceinte susceptible de recevoir le béton. Le procédé de moulage débute par le positionne- ment des fers d'armatures 12 et 13 et des éléments de contrainte 14 sur la table 101. Il est ensuite procédé à la mise en position de moulage des parois latérales de contention puis au réglage, au moyen des vis 111, 123 et des éléments de ion- gueur variable 133, de la position relative des parois latérales de contention tant au niveau de la distance qui les sépare que de l'angle qu'elles forment entre elles. On comprend en effet qu'en réglant des longueurs différentes sur les cadres 6, par exemple croissantes d'un bout de la table 101 à l'autre, les parois latérales de contention 109 vont converger l'une vers l'autre. Il en est de même pour les éléments de longueur variable 133 qui permettent de régler non seulement l'écartement des parois latérales de contention 139 mais également l'angle formé entre celle-ci. Il est de la sorte possible de modifier sélectivement les angles que font entre elles les différentes parois latérales de contention. Le béton est ensuite coulé par les ouvertures dé- finies entre les éléments de paroi 109.3 et 109.1. Les espaces existant entre les parois latérales de contention ont une largeur suffisamment faible pour retenir le béton. Les patins 109.3 reprennent l'effort de poussée exercé par le béton lors de la coulée et le transmettent à la table via les vis 110, les cadres 106 et les portiques 103. Les patins 139.2 reprennent l'effort de poussée du béton et le transmettent à la table 101 via les éléments de paroi verticaux 139.1, les chariots 131 et les portiques 103. Pour reprendre les efforts exercés par le béton sur les rebords en L 109.2, il est prévu de relier l'extrémité libre de chaque rebord en L 109.2 aux longerons 105 des portiques 103 par des vis 112 engagées dans des chariots 113 analogues aux chariots 131 de sorte que l'extrémité libre de chaque rebord en L 103 est suspendue au portique 103. On peut prévoir d'articuler les rebords en L 109.2 aux éléments de paroi verticaux 109.1 et de régler l'angle entre ceux-ci par les vis 112. Après la prise du béton, les vis 112 sont retirées et les parois latérales de contention sont mises en position de démoulage pour libérer la poutre. Lorsque la poutre à réaliser doit comporter des fers d'attelage 16, des tubes, par exemple en matériau thermoplastique, sont positionnés dans l'enceinte avant la coulée du béton pour former dans les nervures 5 les perçages destinés à recevoir les fers d'attelage 16. Après la prise du béton, les fers d'attelages 16, en une ou plusieurs pièces, sont glissés dans les perçages et positionnés par rapport à la poutre. Le béton de clavage est ensuite coulé dans la rainure 6. Le mortier aéré est alors coulé dans la rainure 6. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des va- riantes de réalisation sans sortir du cadre de l'inven-tion tel que défini par les revendications. Les poutres 1 peuvent avoir des faces latérales 3, des faces externes 9 et/ou des flancs 7 parallèles les uns aux autres ou formant des angles non nuls entre eux. Les poutres 1 peuvent ne comporter qu'une nervure ou une aile 10 unique. Les ailes 10 peuvent avoir une extrémité libre qui est en retrait des faces latérales 3 de la semelle 3 ou à l'aplomb de celles-ci. La rainure 6 peut être remplie par un mortier aéré ou être vide. L'outillage peut être modifié en conséquence. REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'une poutre (1) en béton comportant une semelle (2) ayant une surface supé- rieure (4) en saillie de laquelle s'étend un massif (5), caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes de : -définir une enceinte à la forme de la poutre et susceptible de contenir le béton, l'enceinte comprenant une table (101) sur laquelle sont montées mobiles, entre une position de moulage et une position de démoulage, au moins deux parois latérales de contention (109) du béton qui sont séparées en position de moulage par un espace s'étendant le long des parois latérales de contention au niveau de la surface supérieure de la semelle, - couler du béton dans l'enceinte en position de moulage par une ouverture supérieure de celle-ci, - mettre l'enceinte en position de démoulage après la prise du béton pour sortir de l'enceinte la poutre ainsi formée. 2. Procédé selon la revendication 1, comprenant l'étape, préalablement à la coulée, de régler la position des parois latérales de contention (109) le long d'au moins une direction parallèle à la table (101). 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel le réglage de la position comprend une phase de modification d'une distance séparant les parois latérales de contention (109). 4. Procédé selon la revendication 2, dans lequel le réglage de la position comprend une phase de modifica- tion d'un angle formé par au moins une des parois latérales de contention (109) avec une direction longitudinale (102) de la table. 5. Procédé selon la revendication 1, comprenant l'étape de positionner des fers transversaux d'armature (12, 13) dans l'enceinte avant la coulée du béton. 6. Procédé selon la revendication 1, comprenant l'étape de positionner des éléments longitudinaux de contrainte (14) dans l'enceinte avant la coulée du béton. 7. Outillage (101) de moulage d'une poutre (1) en béton comportant une semelle (102) ayant une surface supérieure (4) en saillie de laquelle s'étend un massif (5), l'outillage comportant un bâti qui est agencé pour définir une enceinte susceptible de contenir le béton et qui comprend une table (101) sur laquelle sont montées mobiles entre une position de moulage et une position de démoulage au moins deux parois latérales de contention (109) du béton, caractérisé en ce que les parois latérales de contention en position de moulage sont séparées, au niveau de la surface supérieure de la semelle, par un espace s'étendant le long des parois latérales de contention. 8. Outillage selon la revendication 7, comportant des moyens de réglage (106, 111) des parois latérales de contention (109) en position parallèlement à la table de telle manière que les parois latérales de contention soient réglables indépendamment l'une de l'autre. 9. Outillage selon la revendication 7, dans le-quel au moins une des parois latérales de contention (109) est reliée à la table (101) par un châssis compor- tant des cadres (106) sensiblement parallèles et reliés de manière articulée à la paroi latérale de contention pour former un parallélogramme déformable parallèlement à la table. 10. Outillage selon la revendication 9, dans le- quel chaque cadre (106) est pourvu d'un organe de réglage (111) d'une dimension du cadre parallèle à la table (101) . 11. Outillage selon la revendication 7, comportant des premières parois latérales de contention (129) pour définir des faces latérales (3) de la semelle (2) etdes deuxièmes parois latérales de contention (109) pour définir des faces longitudinales externes (9) du massif (5) et une partie longitudinale adjacente de la surface supérieure (4). 12. Outillage selon la revendication 11, dans le-quel les deuxièmes parois latérales de contention (109) ont un bord supérieur pourvu d'un rebord externe (109.2) pour définir une aile (10) en saillie latérale de la face externe (9 correspondante du massif (5). 13. Outillage selon la revendication 7, le massif (5) comportant une rainure longitudinale (6) ayant des flancs (7) en regard et un fond (8), l'outillage comportant un noyau central (130) comprenant deux parois laté-rales de contention (139) séparées, au niveau du fond de 15 la rainure, par un espace s'étendant le long des parois latérales de contention. 14. Outillage selon la revendication 13, dans le- quel un dispositif d'écartement réglable (132) relie les parois latérales de contention (139) du noyau (130). 20 15. Outillage selon la revendication 14, dans le- quel le dispositif d'écartement réglable (132) comprend des éléments de longueur variable (133) qui sont agencés pour être réglables en longueur individuellement et qui sont sensiblement perpendiculaires aux parois latérales 25 de contention (139) et répartis le long de celles-ci. 16. Outillage selon la revendication 13, dans le-quel les parois latérales de contention (139) du noyau (130) sont suspendues à des chariots (131) montés pour coulisser sur des portiques (103) enjambant la table. 17. Poutre (1) en béton comportant une semelle (2) ayant une surface supérieure (4) en saillie de la-quelle s'étend longitudinalement un massif (5) ayant une extrémité :Libre pourvue d'au moins une aile (10) s'étendant le long du massif parallèlement à la semelle. 18. Poutre (1) selon la revendication 17, dans 10 30 35laquelle le massif comporte deux nervures (5) longitudinales en regard, chaque nervure ayant une extrémité libre pourvue, à l'opposé de l'autre nervure, d'une aile (10) ayant un bord libre en retrait de la semelle (2). 19. Poutre (1) en béton comportant une semelle (2) en saillie d'une surface supérieure (4) de laquelle s'étend longitudinalement au moins un massif (5), la semelle et le massif ayant des faces latérales (3, 9), caractérisée en ce qu'au moins deux des faces latérales forment un angle entre elles. 20. Poutre (1) selon la revendication 19, dans laquelle le massif (5) comporte une rainure (6) longitudinale ayant des flancs (7) formant un angle entre eux.