Brevet FR2933633A1 — publié le 20100115

PROCEDE ET DISPOSTIF DE REALISATION D'UNE CUVE EN BETON NOTAMMENT POUR CONSTITUER UNE RESERVE D'EAU La présente invention concerne un procédé de réalisation d'une cuve en béton de forme sensiblement sphérique ainsi que la cuve ainsi obtenue et le moule associé. Le marché des cuves de réserve d'eau notamment, pour les particuliers, est en très nette croissance et il existe une demande pour des cuves de grand volume, enterrées afin de ne pas encombrer le sol et de ne pas être inesthétiques. Une solution d'un prix de revient adapté pour l'application est la réalisation de cuves en béton. Ces cuves sont parallélépipédiques généralement car la réalisation est ainsi obtenue par des parois planes, parallèles et perpendiculaires donc facilement réalisables. Ces techniques sont généralement issues du bâtiment, domaine dans lequel les parois sont perpendiculaires. Ces cuves sont ensuite mises en place enterrées dans une fouille préalablement réalisée par tout moyen adapté, notamment au moyen d'une pelleteuse. Par contre, il est nécessaire de transporter cette cuve du lieu de fabrication jusqu'au lieu de mise en fouille. Le transport s'effectue par camion et doit donc respecter le gabarit routier et dans certains cas ce trajet nécessite un transport spécial en convoi exceptionnel. A l'arrivée sur le lieu d'installation, il est nécessaire de prévoir une grue car le poids de ce type de cuve est très important et un simple chariot élévateur ou le bras de l'engin de terrassement ne suffit pas. Le poids important résulte du fait que la poussée des terres nécessite une paroi épaisse en béton car les efforts s'exercent dans une direction normale à la surface qui est plane. Les calculs de résistance des matériaux surtout dès que les dimensions sont importantes, conduisent à des parois épaisses pour éviter le flambage. Ainsi, une cuve parallélépipédique de 10m3 par exemple, soit 3,1m x 2,45m x 2,0m en béton conduit à des poids de 6,8tonnes, avec des épaisseurs de chaque paroi 5 de 9/10 cm. Le but de la présente invention est de proposer une cuve de forme arrondie, c'est-à-dire sphérique ou ovoïde, réalisée en deux parties, assemblées. L'invention revendique un procédé de fabrication, la cuve réalisée, ainsi que les moules pour la mise en oeuvre du procédé. 10 Ainsi l'invention pallie de nombreux problèmes soulevés par les fabrications antérieures. La structure de forme arrondie ou ovoïde et plus particulièrement de forme sphérique permet une bien meilleure résistance aux efforts résultant de la poussée des terres, car la pression s'exerce suivant une direction convergeant 15 en un point, le centre de la sphère. De fait, la résistance mécanique étant beaucoup plus importante, la paroi de la sphère peut être diminuée, et le poids d'une cuve sphère en béton en lieu et place d'une forme parallélépipédique permet une diminution du poids de béton de l'ordre de 40 %. 20 Ceci autorise dès lors un transfert de la cuve au moyen d'un simple chargeur ou du bras de l'engin de terrassement notamment celui de la pelleteuse couramment utilisée pour la réalisation de la fouille. De même, le procédé prévoit le recours à des moules en matériau composite. Ces moules présentent l'avantage de pouvoir être transportés de façon aisée car il 25 s'agit de demi-moules d'une part et en matériau composite d'autre part. La réalisation des moules en matériau composite par moulage est extrêmement précise autorisant des formes conduisant à l'obtention d'une cuve finie avec des parois d'épaisseurs variables, calculées en fonction du profil des poussées des terres afin de répondre de façon parfaitement adaptée aux sollicitations exercés en fonction de la zone concernée. La réalisation de moules en matériau composite est extrêmement rapide comparée à celle des moules métalliques qui fait appel au mécano-soudage. Un moule en matériau composite présente un excellent état de surface qui facilite le démoulage et qui confère un aspect esthétique très satisfaisant à la paroi extérieure de la cuve ainsi réalisée. De même, la paroi intérieure qui est également venue de moulage à partir d'un moule en matériau composite, confère un excellent état de surface qui facilite notamment la maintenance. La mise en oeuvre du moule est extrêmement rapide, ce qui conduit à augmenter les cadences de fabrication. De plus, comme les volumes sont relativement faibles et les épaisseurs réduites, les bulles migrent aisément et les défauts sont en nombre très restreint comparés aux produits de l'art antérieur, évitant d'avoir à vibrer le béton ainsi coulé. Le procédé selon la présente invention est maintenant décrit en détail suivant un mode de réalisation non limitatif et à caractère illustratif, ceci en regard des dessins annexés, dessins sur lesquels les différentes figures représentent : - figures 1A à 1F : un synoptique des étapes du procédé selon la présente invention, - figure 2 : une vue en perspective d'une cuve obtenue selon le procédé, - figures 3A à 3D : des vues des moules hémisphériques utilisés par le procédé, - figure 4 : une vue en coupe d'une cuve obtenue par la mise en oeuvre du 25 procédé selon la présente invention, et - figure 5 : une vue d'un mode de réalisation à paroi d'épaisseur variable en perspective et en coupe Le procédé est applicable à toute forme de révolution mais des raisons de simplification, la description envisage le meilleur mode de réalisation et vise une application à la réalisation d'un moule sphérique. Selon le procédé de la présente invention, on pose un premier moule 10-1 hémisphérique, intérieur sur une surface de coulée, le pôle orienté vers le haut. Ainsi, le plan de joint de ce premier moule repose sur ladite surface de coulée. Ce moule comporte un rebord 12-1 permettant de l'immobiliser sur la surface S de coulée par tout moyen adapté et permettant d'assurer une reprise des efforts au sol, voir figure 1A. Sur ce premier moule est rapporté un second moule 10-2 extérieur de profil conjugué du premier et laissant subsister un espace e libre avec le premier moule 10-1, voir figure 1B. Cet espace libre est dit espace libre de coulée du béton et peut être de dimensions variables suivant les besoins, ainsi qu'il sera expliqué plus avant. Afin de permettre un parfait positionnement du second moule par rapport au premier, le second moule comporte également un rebord 12-2 apte à venir coopérer en position avec la rainure 12-1 du premier moule. Ce second moule comporte un trou 14 en partie supérieure au pôle de façon à permettre l'introduction de béton 16 à partir d'une manche 18 par exemple munie d'un cône de coulage pour permettre une bonne répartition du béton. Le béton approprié est ainsi coulé, sans armature métallique, éventuellement avec intégration de fibres de renfort et avec la viscosité de coulage appropriée. Une fois la prise du béton effectuée, voire un séchage partiel afin de lui conférer des caractéristiques mécaniques suffisantes, le second moule 10-2 est retiré, figure 1C, de façon à permettre un accès à la demi sphère inférieure Sinf de la cuve, qui est une hémisphère pleine. Cette demi sphère inférieure Sinf est retirée du premier moule 10-1 et mise en réserve avant assemblage, figure lb. On procède de la même façon avec des moules 20-1 et 20-2 ayant des rebords 22-1 et 22-2 pour réaliser une demi sphère supérieure Ssup. Cette demi sphère est légèrement différente en ce sens qu'elle est munie, comme montré sur la figure 1E, d'une embase 24 formant une zone plane munie en son centre d'un trou d'accès 26 On obtient ainsi comme montré sur la figure 1E deux demi sphères Sinf et Ssup avec des bords francs et plans et qui peuvent être rapportées l'une sur l'autre comme cela est représenté sur la figure 1F. On obtient alors une cuve sphérique. En variante, les rebords des deux demi- sphères peuvent éventuellement comporter des bords avec des décrochements comme montré en coupe agrandie sur la figure 1F, quelle que soit la forme retenue ce qui facilite le centrage, sans que cela soit une nécessité. De plus dans le cas d'une paroi mince comme dans la cuve obtenue par la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention, l'épaisseur de paroi est telle qu'un tel décrochement risque de fragiliser les bords et sera donc évité. Une solution consiste dans ce cas à ménager une surépaisseur périphérique de la paroi au droit de ce plan de joint De même, sans que cela modifie les étapes précédentes du procédé, il est possible de ménager des pieds 27 sur la demi-sphère inférieure comme illustrés sur la figure 1F. Il suffit de ménager les volumes correspondant dans le moule, ce qui est aisé du fait de la réalisation des moules en matériau composite. Sur la figure 2 qui montre la cuve sphérique obtenue en perspective, il est prévu une rehausse 28 avec son couvercle 30 apte à être rapportée sur la cuve une fois en place, avant enfouissement final. Cette rehausse 28 est de profil conjugué de celui de l'embase 24. La liaison est réalisée une fois la cuve enterrée de façon que la partie haute de la rehausse 28 soit affleurante, ne laissant accessible que le couvercle 30. La liaison de la rehausse est obtenue par exemple au mortier colle. La coupe de la figure 4 permet de bien illustrer la réalisation. En variante, il est prévu d'inclure des goujons autour de l'ouverture 26, venue de fabrication avec la cuve, de façon à pouvoir fixer la rehausse par boulonnage, ce qui est plus rapide. Dans ce cas, l'étanchéité est assurée par un joint torique interposé entre les deux faces en vis-à-vis. Sur la figure 2, un élément important de la présente invention est la solidarisation des deux demi-sphères, au droit du plan de joint. Cette solidarisation est obtenue par un collage 32. Dans un mode de réalisation préférentiel, il est prévu la pose sur le plan de joint d'un ruban de ciment colle adapté, avant assemblage. Ainsi, la liaison mécanique est assurée par de la colle. Afin de renforcer encore cette liaison mécanique et pour parfaire l'étanchéité, il est prévu une ceinture 34 de renfort et d'étanchéité, par exemple composée d'une âme en tissu de verre noyée dans une matrice en résine du type époxy. Cette ceinture 34 est rapportée sur la surface extérieure de la sphère. Les quatre moules utilisés pour la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention sont représentés sur les figures 3A à 3D. Le moule de la figure 3A est le moule 10-1 qui permet de réaliser la paroi 20 intérieure de la demi sphère inférieure. Ce moule, comme les autres moules, est réalisé en matériau composite à base de fibres de verre et de résine à partir d'un gabarit usiné, ceci de façon connue. La surface de chaque moule en contact avec le béton de chaque moule est avantageusement revêtue d'un gel coat de sorte à pouvoir permettre un 25 démoulage aisé, ce qui confère également un état de surface extrêmement lisse à la paroi finie de la cuve. On note tous les avantages liés à ce type de moule notamment la légèreté qui rendent chacun d'eux manipulables à la main sans dépasser les charges admissibles par les législations du travail. Le positionnement est très rapide et dès la prise du béton, le moule supérieur peut être retiré ce qui facilite encore le séchage. La réutilisation des moules donc la rotation en fabrication est beaucoup plus rapide que dans l'art antérieur avec des manipulations restreintes et à la main sans utiliser systématiquement des engins de levage. Les moules peuvent être réparés si nécessaire puisqu'il s'agit de matériau 10 composite, ceci de façon très simple et également rapide sans avoir besoin de retourner chacun d'eux dans un centre d'usinage. De même, une fois le gabarit réalisé par usinage, la fabrication de plusieurs jeux de moules est également rendue possible par le coût plus faible des moules en matériau composite que celui des moules métalliques. 15 Afin de réaliser des cuves parfaitement adaptées aux conditions d'utilisation, les calculs permettent de déterminer les efforts à reprendre et notamment par calcul d'éléments finis, on arrive à déterminer des variations d'épaisseur de paroi pour tenir compte de reprises d'efforts. C'est ainsi que des nervures peuvent être ménagées et directement venues de 20 moulage. Ces nervures peuvent être positionnées entre les deux pôles de la sphère constituant la cuve, comme des méridiennes, l'épaisseur étant plus importante au droit de la méridienne que entre deux méridiennes, l'espace inter méridiennes pouvant être considéré comme une cloison uniquement. Ceci est représenté de façon schématique sur la figure 5. REVENDICATIONS1. Procédé de réalisation d'une cuve à enfouir en béton, à profil de révolution notamment sphérique, plus particulièrement utilisable pour le stockage de l'eau, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes a) mise en place d'un premier moule intérieur sur une surface de coulée, reposant sur son plan de joint, b) mise en place d'une second moule extérieur, de profil conjugué de celui du premier laissant subsister un espace e libre avec le premier moule, c) coulage dans cet espace e libre de coulée par un trou ménagé en partie supérieure du second moule de façon à permettre l'introduction de béton, d) attendre la prise du béton et son séchage partiel, e) retrait du second moule et démoulage d'une demi cuve Sinf ainsi réalisée, f) reprise des étapes a) à e) pour réaliser une demi cuve Ssup g) superposition des deux demi cuves par leurs plans de joint et réalisation d'un joint de liaison mécanique et d'étanchéité au droit du plan de joint. 2. Procédé de réalisation d'une cuve en béton selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moules utilisés sont élaborés en matériau composite. 3. Procédé de réalisation d'une cuve en béton selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il requiert des moules revêtus de gel coat sur la face en contact avec le béton. 4. Procédé de réalisation d'une cuve en béton selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on réalise une liaison mécanique comprenant au moins un collage (32) au ciment colle du plan de joint. 5. Procédé de réalisation d'une cuve en béton selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on réalise une liaison mécanique comprenant une ceinture (34) de renfort et d'étanchéité. 6. Cuve à enfouir en béton, à profil de révolution notamment sphérique, plus particulièrement utilisable pour le stockage de l'eau réalisée par la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 à 5, caractérisée en ce que ladite cuve présente une paroi d'épaisseur variable. 7. Cuve à enfouir en béton, à profil de révolution notamment sphérique, selon la revendication 6, caractérisée en ce que la dite cuve comprend, en partie supérieure, une embase (24) avec un trou (26) d'accès à l'intérieur de ladite cuve, apte à recevoir une rehausse (28). 8. Cuve à enfouir en béton, à profil de révolution notamment sphérique, selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce qu'elle comprend des pieds (27). 9. Moule (10, 20) pour la réalisation d'une cuve selon l'une des revendications 6 à 8 par mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est fabriqué en matériau composite sur une forme usinée issue des calculs de structure et recouvert sur ses surfaces en contact avec le béton, d'un gel coat. 10. Moule (10, 20) selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend des rebords (12, 22) d'appui et de positionnement.