Brevet FR2900592A1 — publié le 20071109

L'invention concerne un véhicule de préparation et de malaxage de chape fluide, comportant au moins un compartiment de sable et un compartiment de liant, un malaxeur, et des moyens de convoyage et/ou de transfert pour l'alimentation dudit malaxeur. Le domaine concerné est celui du bâtiment. Pour l'élaboration des structures de bâtiment réalisées en béton, on utilise généralement des centrales à béton, soit distantes du site de construction et alimentant des camions livrant du béton prêt à l'emploi sur le chantier, soit des centrales plus petites, installées sur le site, à usage de stockage temporaire de béton livré par des camions, ou encore comportant des moyens autonomes de fabrication de béton sur le site. Cette dernière option est contraignante, au niveau des surfaces nécessairement occupées par les différentes matières premières, dont certaines, ciments et liants, doivent être préservées des intempéries. De telles bétonnières mobiles sont connues par le document FR 2 856 002. En ce qui concerne les bétons fins, destinés à confectionner notamment des chapes, les contraintes de granulométrie, de propreté des matières premières, et d'incorporation de divers additifs, s'accommodent mal d'un stockage sur le chantier de construction. Aussi les chapes fluides sont-elles fabriquées à partir de matières premières stockées dans de bonnes conditions, hors du chantier de construction. Ces matières premières sont constituées essentiellement de sable, de liant, et d'eau. Selon les applications, on peut encore incorporer des agrégats d'une certaine granulométrie, ou encore des additifs. Les matières premières sont transportées dans un véhicule ad hoc, puis malaxées le plus tard possible afin de permettre leur mise en œuvre dans les meilleures conditions avant la prise. Il existe, tel que décrit par le document WO 96/23639, des installations conçues pour le stockage et la préparation des matières premières, et leur convoyage vers un poste de malaxage externe tel qu'une bétonnière. Le convoyage est effectué, selon les modèles, par des bandes transporteuses, tel que décrit dans le document EP 0 305 150, qui présentent l'inconvénient de ne tolérer aucun dévers transversal, et qui nécessitent alors des moyens de calage sophistiqués, ou par des vis sans fin, à simple ou double effet. IL a été imaginé, pour perfectionner ces installations en général volumineuses, des véhicules avec un compartiment de sable, et un de liant, rassemblés dans une structure basculante, articulée à l'arrière du véhicule. L'amenée des matériaux au malaxeur, situé en zone arrière basse du véhicule, est alors effectuée par gravité lors du basculement de cette structure. Le mélange est ensuite effectué dans le malaxeur, auquel est raccordée une arrivée d'eau. L'alimentation par gravité est irrégulière, et il est souvent nécessaire d'équiper ces véhicules de vis sans fin pour améliorer l'amenée du liant et du sable. Il s'avère que l'homogénéité du mélange est rarement satisfaisante, notamment du fait de la répartition des particules selon leur masse dans le compartiment de sable, qui varie pendant l'élévation de ce dernier. De tels véhicules sont difficiles à utiliser en zone urbaine, en raison du problème d'encombrement créé par la partie basculante qui doit rester inclinée pendant tout le cycle de préparation de la chape fluide, qui correspond en général à l'élaboration sur site de 15 mètres cubes de chape, consommée par gâchées de 400 litres, ces dernières restant utilisables au plus 2 heures après le malaxage. L'encombrement du véhicule en altitude gêne l'évolution des autres engins de chantier, notamment des grues. Par ailleurs la mise en position déployée oblige, en raison de l'élévation du centre de gravité du véhicule, à un calage soigné. L'emploi en dévers de tels véhicules est, de fait, sinon impossible, du moins très difficile. L'emploi de ces véhicules est, encore, rendu difficile en 35 hiver, à cause de l'important problème que représente le gel: le sable contient en général beaucoup d'eau, et est rendu inapte à l'emploi par le froid. L'invention se propose de pallier ces différents problèmes connus de l'état de la technique, en proposant une solution compacte, économique, apte à être mise en œuvre en toute saison et quel que soit le relief du chantier, notamment en zone montagneuse ou accidentée. A cet effet l'invention concerne un véhicule de préparation et de malaxage de chape fluide, comportant au moins un compartiment de sable et un compartiment de liant, un malaxeur, et des moyens de convoyage et/ou de transfert pour l'alimentation dudit malaxeur, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de génération d'énergie conçus aptes à communiquer de l'énergie thermique au moins audit compartiment de sable. Selon une autre caractéristique de l'invention, lesdits compartiments de sable et de liant sont situés de part et d'autre dudit malaxeur. Selon une autre caractéristique encore de l'invention, le 20 véhicule selon l'invention est une remorque. Selon une autre caractéristique encore de l'invention, les différents compartiments sont fixés à demeure sur un châssis que comporte ledit véhicule. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention 25 ressortiront de la description détaillée qui va suivre des modes de réalisation non limitatifs de l'invention, en référence aux figures annexées, dans lesquelles : la figure 1 représente, de façon schématisée et en perspective, un véhicule selon l'invention, dans un premier 30 mode de réalisation; la figure 2 représente, de façon schématisée et en élévation, le même véhicule que la figure 1 ; la figure 3 représente, de façon schématisée et en perspective, un malaxeur équipant un véhicule selon 35 l'invention. L'invention concerne un véhicule 1 de préparation et de malaxage de chape fluide, comportant au moins un compartiment de sable et un compartiment de liant, un malaxeur, et des moyens de convoyage pour l'alimentation dudit malaxeur. Le domaine concerné est celui du bâtiment. Le véhicule constituant la centrale selon l'invention est conçu pour travailler à plat, sans nécessiter aucun déploiement. Son centre de gravité est ramené le plus près possible du 10 sol, de façon à permettre sa mise en oeuvre dans toute configuration de relief. Dans un mode de réalisation préféré, tel que visible sur les figures 1 et 2, le véhicule 1 selon l'invention est constitué d'une remorque 2, articulée par une sellette à 15 n'importe quel type de camion tracteur du commerce. Cette remorque comporte un châssis 3 autoportant, qui repose sur une pluralité d'essieux 4, et au moins une béquille 5, pendant son utilisation. Aucune source d'énergie du camion tracteur n'est nécessaire pour le fonctionnement de la remorque, car elle est 20 conçue pour fonctionner de façon entièrement autonome après son dépôt sur le chantier, dans la position qui lui a été assignée, par le camion tracteur, lequel reste ainsi utilisable pour d'autres tâches. Une réalisation monobloc de l'invention, sous forme d'un 25 véhicule 1 intégré combinant le transport sur route et la préparation et le malaxage de chape fluide, reste dans l'esprit de l'invention, sans toutefois lui apporter les avantages de compacité de la remorque, et de liberté du véhicule tracteur. Le châssis 3 supporte, au minimum, des compartiments 30 séparés 6 de sable et 7 de liant. Ces compartiments sont situés, l'un vers l'arrière de la remorque, l'autre vers l'avant, ou réciproquement tel qu'illustré sur les figures 1 et 2. Ces compartiments 6 et 7 encadrent un malaxeur 8, qui est situé en zone médiane 9 de la remorque 2. Ce malaxeur 8 est 35 situé au-dessus d'une cuve de gâchée 10. Le malaxeur 8 est alimenté en matières premières par des moyens de convoyage 11, et des moyens de transfert 12. Dans le mode de réalisation préféré tel que visible sur les figures 1 et 2, chacun des compartiments à sable 6 et à liant 7 est parcouru par des moyens de convoyage 11 qui lui sont propres. Ce moyen de convoyage 11, dans une application préférée tel que visible sur les figures, est constitué par au moins une vis sans fin. Dans une exécution préférée, chaque compartiment comporte 10 une pluralité de vis sans fin : - 61, 61A, au niveau du compartiment 6 - 71, 71A au niveau du compartiment 7, Ces vis étant, dans chaque compartiment 6 ou 7, écartées l'une de l'autre, tel que visible sur la figure 1, le nombre de 15 vis n'étant pas limité. Ces moyens de convoyage 11 alimentent des moyens de transfert 12 dans lesquels ils se déversent. Ces moyens de transfert 12 sont préférentiellement constitués par des vis sans fin élévatrices, qui délivrent ces 20 matières premières au niveau de bouches 13 constituant l'entrée dans le malaxeur 8. Tel que visible sur la figure 1, les moyens de transfert 12 sont préférentiellement constitués par des vis sans fin : - 62, 62A, au niveau du compartiment 6 25 - 72, 72A au niveau du compartiment 7, Le nombre de ces vis n'est pas limité, mais, de façon préférée, est identique au nombre des vis constituant les moyens de convoyage 11, de façon qu'à une vis de convoyage corresponde une vis de transfert, de capacité équivalente, afin 30 d'assurer un acheminement régulier des matières premières vers le malaxeur 8. Tel que visible sur les figures, ces vis sans fin élévatrices sont agencées de façon à pouvoir être facilement dégagées, par leur extrémité supérieure, pour les opérations de 35 maintenance. Les compartiments 6 de sable et 7 de liant peuvent encore être complétés par d'autres compartiments pour des agrégats, ou/et pour des additifs divers tels que des colorants, des agents moussants, ou encore des billes de polystyrène, ou analogue. Ces différents compartiments sont conçus pour pouvoir être réapprovisionnés, au moins en liant et en sable, en cours de travail. L'alimentation du compartiment 6 en sable (et, s'il y a lieu, en agrégats) est effectuée de préférence par gravité, par le dessus du véhicule 1. L'alimentation du compartiment 7 en liant peut être effectuée par gravité, ou encore par mise sous pression, en raison de sa légèreté et de son caractère pulvérulent, qui autorisent un remplissage pneumatique par exemple. Le véhicule 1 est autonome, et comporte des moyens de génération 14 de l'énergie nécessaire à la manoeuvre des moyens de convoyage 11 et de transfert 12 des matières premières, au fonctionnement du malaxeur 8, et aux diverses servitudes hydrauliques et pneumatiques nécessaires. Dans une exécution préférée, ces moyens de génération d'énergie 14 sont constitués par au moins un groupe thermique 15, qui alimente au moins une centrale 16 hydraulique et/ou pneumatique de génération des servitudes. Ce groupe 15 et cette centrale 16, qui peuvent avantageusement être combinés, sont intégrés dans la structure du compartiment à sable 6, de façon à réchauffer ce dernier, et à prévenir les problèmes liés au gel. A cet effet, des moyens d'échange thermique 17 tels que des radiateurs et circuits de refroidissement, ou encore des réservoirs hydrauliques, sont appliqués contre au moins une paroi 18 du compartiment à sable 6, et la remontée de circuits de réchauffage 19, tels que des échappements du ou des groupes thermiques 15 est effectuée également au voisinage d'une paroi du compartiment à sable 6, et de préférence le long des vis sans fin 61, 61A. Ces groupe 15 et centrale 16 sont installés le plus bas possible au niveau du châssis 3, de façon à abaisser au maximum possible le centre de gravité du véhicule 1, tout en maintenant la garde au sol nécessaire, et en autorisant les opérations de maintenance nécessaires sur les différents organes qui constituent le véhicule 1. Avantageusement au moins le compartiment à sable 6 est agencé en trémie, avec un profil de préférence en W, au-dessus de vis sans fin 61 et 61A, qui peuvent elles-mêmes, dans un autre mode de réalisation non représenté sur les figures, être décalées en profondeur et angulairement. On comprend que, dans le cas d'un profil en W, une vis sans fin 61, 61A peut être logée dans le fond de chacun des V constituant le W, alors qu'un circuit de réchauffage, tel qu'un circuit d'échappement 19, ou autre, circule entre ces vis 61, 61A, dans la partie médiane du W, de l'autre côté de la paroi 18 du compartiment. Bien évidemment, le profil du compartiment à sable 6 peut être constitué par la juxtaposition d'une pluralité de V, et il est aisé d'implanter autant de vis sans fin 61, 61A, à l'intérieur du compartiment à sable 6, et de moyens d'échange thermique 17 ou de circuits de réchauffage 19, 19A, situés de préférence à l'extérieur du compartiment à sable 6, que le permet ce profil. Un tel profil avec une pluralité de V présente de surcroît l'avantage d'être particulièrement rigide. La configuration de vis sans fin s'étendant parallèlement les unes aux autres au fond des compartiments 6 et 7, si elle est préférée pour cet avantage de rigidité accrue et de facilité de réalisation, n'est pas obligatoire. Une variante de réalisation, non représentée sur les figures, consiste en particulier en la mise en oeuvre d'une pluralité de vis sans fin obliques, non nécessairement parallèles entre elles, traversant entièrement le volume intérieur des compartiments concernés. La conception du véhicule 1 selon l'invention se prête particulièrement bien à une exécution en alliage léger, ce qui diminue fortement le poids de la structure, et autorise, selon l'option retenue, la réduction du poids total en charge du véhicule 1, ou, à même poids total, l'emport d'une charge supérieure de matières premières, et génère alors une capacité de production accrue. Il est alors nécessaire, dans une réalisation en alliage léger, de rigidifier les compartiments 6 et 7 pour éviter les déformations sous charge et en service. A cet effet, tel que visible sur les figures, les compartiments sont raidis par une pluralité de goussets ou de nervures 20, qui présentent en outre l'avantage de prévenir le bourrage des vis sans fin. Dans un souci de simplification, n'est décrite ici que l'exécution de base avec un compartiment à sable 6, et un compartiment à liant 7. L'invention peut naturellement s'appliquer à la production de produits tels que des bétons fins, en incorporant des agrégats de granulométrie limitée (de calibre de préférence inférieur à 15 mm, dans le cadre d'un mode de réalisation préféré). De tels agrégats sont alors stockés dans un compartiment à agrégats possédant des caractéristiques similaires à celles du compartiment à sable 6, en particulier quant à son réchauffage, et quant au convoyage des matières premières. Il est alors logique qu'un tel compartiment à agrégats soit situé au voisinage du groupe thermique 15 et de la ou des centrales 16, tout comme le compartiment à sable 6. Dans un mode de réalisation préféré, non représenté sur les figures, il est alors implanté parallèlement à ce dernier. Chacun des compartiments 6 à sable, 7 à liant, ou autre, peut être équipé de vibreurs, non représentés sur les figures, pour faciliter l'écoulement des matériaux. Différentes technologies sont envisageables, notamment des vibreurs électriques alimentés par une génératrice au niveau du groupe thermique 15. Dans le cas de combinaison de compartiments à sable 6 et de compartiments à agrégats, il est souhaitable d'incorporer au moins un variateur pour différencier les débits d'alimentation en sable et en agrégats, afin de pouvoir amener au malaxeur 8 la proportion souhaitée entre sable et agrégats. En effet, dans une optique d'économie de construction, il est préféré d'installer des vis sans fin à vitesse constante. Le fonctionnement du véhicule 1 pour la production de chape fluide se fait en discontinu : on effectue une gâchée 5 après l'autre, au niveau du malaxeur 8. Pour l'élaboration de chaque gâchée, il convient d'introduire dans un bac 21 du malaxeur 8 la quantité nécessaire de sable, de liant, et d'eau. Le process de malaxage intègre de l'eau en provenance du 10 réseau (classiquement 100 litres d'eau par gâchée de 400 litres). Un stockage tampon, par exemple de 1000 litres, peut avantageusement être intégré au véhicule 1, de façon à démarrer la production de chape fluide dès l'arrivée du véhicule 1 sur le site, pendant que sont effectués les branchements au réseau. 15 Le temps de mise en oeuvre du véhicule selon l'invention est ainsi extrêmement réduit, de l'ordre d'une quinzaine de minutes. Avantageusement, ce stockage tampon d'eau comporte au moins une zone de stockage isolée thermiquement, et est conçu apte à être réchauffé, tout comme le compartiment à sable 6, 20 par l'énergie dissipée par le groupe thermique 15 et la ou les centrales 16 hydraulique et/ou pneumatique. On utilise, lors de chaque gâchée, l'eau qui va être consommée pour rincer, avant son utilisation, le bac 21 du malaxeur 8, qui reste ainsi toujours propre. 25 Le malaxeur 8 est équipé de moyens de pesée, non représentés sur les figures, qui permettent de doser très précisément la quantité d'eau introduite pour la gâchée. Le véhicule 1 est équipé de moyens de commande, non représentés sur les figures, permettant de gérer l'introduction 30 du sable et du liant, ou encore des autres composants du mélange, dans le malaxeur 8. Lors de chaque gâchée, après l'alimentation du malaxeur 8 en matières premières, les moyens de commande déclenchent la fermeture de l'entrée du liant, de préférence par une vanne 35 hydraulique au niveau d'un trou d'homme, à l'extrémité des moyens de transfert 12 du côté du malaxeur 8. Cette disposition permet de résoudre un problème de propreté chronique dans l'art antérieur, dans lequel l'emploi d'un simple couvercle n'empêchait pas le dépôt de liant, qu'il fallait ensuite gratter. On notera à ce propos que, si l'invention regroupe les compartiments 6 de sable, ou 7 d'agrégats, présentant un risque de gel, à proximité des moyens de génération d'énergie 14, d'un côté du malaxeur 8, il peut s'avérer avantageux de regrouper de l'autre côté du malaxeur 8, c'est-à-dire au voisinage du compartiment à liant 7, des compartiments renfermant d'autres additifs tels que colorants, moussants, billes, qui ne craignent pas le gel et peuvent facilement, tout comme le liant, être chargés dans ces compartiments, voire alimentés vers le malaxeur 8, par voie pneumatique, ou par compression, avec un piston ou similaire. L'invention met en oeuvre un malaxeur 8 qui est optimisé, au niveau de moyens de commande, pour obtenir des gâchées faisant réellement 400 litres, ce que l'art antérieur connu ne permettait pas d'obtenir avec certitude. De préférence, ce malaxeur 8 est du type à pales, avec une grille 22 au-dessus des pales, pour empêcher l'introduction de gros cailloux (module 16-20-25) contenus dans le sable, vers le malaxeur 8. Il comporte encore avantageusement un tiroir d'évacuation de ces gros cailloux, et, pour la surveillance visuelle, une ouverture vitrée. Les moyens de pesée au niveau du malaxeur 8 sont constitués d'au moins un peson. Chaque gâchée est ainsi pesée dans le malaxeur 8. Le malaxeur 8 déverse, à la fin du malaxage, la gâchée dans une cuve de gâchée 10, dans laquelle la chape fluide est prête à l'emploi, et peut être transportée sur son lieu d'utilisation par tout moyen usuel, par exemple avec une pompe de gâchée à débit variable. Dans un mode de réalisation préféré, les moyens de 35 commande sont constitués par un ordinateur de bord de gestion de l'ensemble des paramètres. La présence de cet ordinateur de bord donne à l'opérateur la possibilité de s'absenter pour vaquer à d'autres tâches. L'ordinateur de bord assure la gestion et la surveillance du mélange: en cas de mélange incorrect, il déclenche une alerte, avec une temporisation réglable. L'examen en continu des proportions permet de conclure au défaut de liant, ou d'eau, ou de sable, ou de tout autre produit incorporé dans le mélange, et de remédier à ces défauts. Grâce à ces moyens de commande, il est possible de programmer des fractions de gâchées, par exemple demi-gâchées ou quarts de gâchées, ou encore un poids de gâchée à la demande. Ceci permet d'optimiser la consommation des matières premières restantes dans les compartiments de stockage, et d'éviter les pertes. Cet ordinateur délivre encore le bordereau de livraison, avec une pesée certifiée de la gâchée, la vente étant effectuée au poids, selon les normes CE. Le véhicule 1 selon l'invention respecte le gabarit routier, en raison de sa compacité, ce qui permet de s'affranchir de toute contrainte de transport exceptionnel ou analogue. Le véhicule 1 est équipé, selon la législation en vigueur dans les différents Etats, soit d'un ensemble de plusieurs essieux directeurs (par exemple trois dans la version tel que visible sur les figures 1 et 2), ou encore d'une combinaison, depuis l'avant vers l'arrière du camion, et en arrière d'une béquille escamotable 5 permettant de libérer le camion tracteur, d'un essieu relevable, d'un essieu rigide, et d'un essieu suiveur. Toute autre configuration est imaginable en fonction des réglementations, notamment de la charge au sol tolérée par essieu (cas de la circulation en période de barrières de dégel), ou autre. Dans un mode particulier de réalisation, le malaxeur 8 est monté sur un support indépendant amovible, par exemple à la façon d'un tiroir ou d'une palette, et équipé de moyens de positionnement, de moyens de verrouillage en position, et de moyens de raccordement aux fluides et aux différents moyens techniques du véhicule, de façon à pouvoir : être facilement remplacé lors d'opérations de 5 maintenance préventive ou curative, par un autre malaxeur de remplacement permettre l'utilisation du véhicule, avec le remplacement du malaxeur 8 pour chape fluide par un système traditionnel composé d'une cuve avec des moyens de fermeture 10 étanche de façon à permettre le convoyage par air comprimé des constituants et de la chape, et de moyens de brassage ou de malaxage, par exemple à palettes, pour réaliser des gâchées de quelques centaines de litres, notamment 200 litres, de chape traditionnelle, au lieu de chape fluide. 15 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples illustrés et décrits précédemment qui peuvent présenter des variantes et modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Véhicule (1) de préparation et de malaxage de chape fluide, comportant au moins un compartiment (6) de sable et un compartiment (7) de liant, un malaxeur (8), et des moyens de convoyage (11) et/ou de transfert (12) pour l'alimentation dudit malaxeur (8), caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de génération d'énergie (14) conçus aptes à communiquer de l'énergie thermique au moins audit compartiment de sable (6). 2. Véhicule (1) selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que lesdits compartiments (6) de sable et (7) de liant sont situés de part et d'autre dudit malaxeur (8) . 3. Véhicule (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les différents compartiments (6,7) sont fixés à demeure sur un châssis (3) que comporte ledit véhicule (1), constitué notamment par une remorque (2). 4. Véhicule (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que des moyens d'échange thermique (17), ou des circuits de réchauffage (19), sont appliqués contre au moins une paroi (18) du compartiment à sable (6) 5. Véhicule (1) selon la revendication précédente, caractérisé par le fait lesdits moyens d'échange thermique (17) ou circuits de réchauffage (19), sont appliqués au voisinage desdits moyens de convoyage (11) 6. Véhicule (1) selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé par le fait que le compartiment à sable (6) est agencé en trémie, avec un profil constitué par la juxtaposition d'une pluralité de V, qui reçoivent des vis sans fin (61, 61A) constituant lesdits moyens de convoyage (11), en alternance avec des moyens d'échange thermique (17) ou circuits de réchauffage (19) situés à l'extérieur du compartiment à sable. 7. Véhicule (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de commande pour gérer l'introduction du sable et du liant, ou encore des autres composants du mélange, dans ledit malaxeur (8), encore conçus aptes à délivrer le bordereau de pesée certifiée de la gâchée, ces moyens de commande étant notamment sous la forme d'un ordinateur de bord. 8. Véhicule (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte un stockage tampon d'eau, apte à être réchauffé par l'énergie dissipée par lesdits moyens de génération d'énergie (14). 9. Véhicule (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdits moyens de convoyage (11) alimentent des moyens de transfert (12) dans lesquels ils se déversent, et qui délivrent ces matières premières au niveau de bouches (13) constituant l'entrée dans le malaxeur (8). 10. Véhicule (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le liant est acheminé 20 vers le malaxeur par voie pneumatique ou par compression.