Brevet FR2948711A1 — publié le 20110204

PROCEDE DE DECOFFRAGE DE PAROIS EN BETON ARME La présente invention concerne un procédé de décoffrage d'une paroi en béton armé disposée entre des parois de coffrage. Un tel procédé sera mis en oeuvre notamment sur les chantiers lors de la fabrication de bâtiments, de la réalisation des murs préfabriqués, des pré-murs et pré-dalles en usine de préfabrication. L'invention concerne également une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. Une telle installation sera par exemple conçue par des fabricants de matériels électriques et trouvera son application sur le chantier où les ouvrages en béton sont construits. Le béton armé est bien connu de l'homme du métier et utilisé dans la plupart des constructions de bâtiments comprenant des parois en béton. Aussi, une paroi en béton armé est constituée d'une part, de béton consistant en un mélange notamment de gravier, de sable, d'eau et de ciment et, d'autre part, d'un ferraillage ou d'une armature métallique notamment en acier qui augmente la résistance mécanique de la paroi en béton. Lors de la fabrication de la paroi, les armatures métalliques sont disposées entre des parois de coffrage constituant un moule et le béton est coulé entre lesdites parois de coffrage. Une fois le béton durci, le décoffrage est réalisé par le retrait des parois de coffrage. Traditionnellement, des agents de démoulage de type lubrifiants ou huiles de décoffrage sont utilisés et déposés sur les faces internes des parois de coffrage pour constituer une couche séparatrice anti-adhérente entre ladite face interne et le béton, ce qui évite le collage du béton sur la face interne des parois de coffrage et ainsi permet le démoulage ou décoffrage sans altérations des surfaces externes de la paroi en béton. Néanmoins, ces agents de démoulage ne garantissent pas toujours un décoffrage sans arrachement du béton et peuvent engendrer, dans certains cas, des défauts de teinte. En effet, l'aspect final de la paroi en béton dépend essentiellement de l'agent de démoulage employé. En outre, le coût de revient de tels agents de démoulage a un impact sur le coût de fabrication du bâtiment ; leur utilisation a par ailleurs un impact sur l'environnement qui peut être préjudiciable. La présente invention a pour objet de pallier les inconvénients existants actuellement et propose pour cela un procédé de décoffrage d'une paroi en béton armé disposée entre des parois de coffrage de type banches. Ces parois en béton armé consistent par exemple en des murs porteurs de bâtiments. On peut toutefois envisager que ces parois en béton constituent tout type d'ouvrages en béton armé. Dans le reste de la description, on utilisera par défaut les termes parois en béton pour définir les parois en béton armé. Les parois de coffrage sont notamment du type banches et réalisées en matériaux conducteurs électriques en sorte que les faces internes desdites parois de coffrage destinées à être en contact avec le béton soient conducteur électrique. Ces parois de coffrage peuvent être réalisées d'un seul bloc conducteur électrique, en acier, de préférence inoxydable, voire en aluminium ou autres métaux conducteurs. On pourrait toutefois prévoir une paroi de coffrage composée d'une première épaisseur, par exemple, en bois ou en matériaux composites, non conducteurs électriques, et d'une seconde épaisseur constituant la face interne de ladite paroi de coffrage destinée à venir en contact avec le béton, en matériaux conducteurs électriques, de préférence en acier ou en acier inoxydable. De manière remarquable, le procédé consiste, après coulage du béton entre les parois de coffrage, à appliquer un champ électrique au moyen d'une source d'énergie électrique munie d'une anode et d'une cathode entre, d'une part, le ferraillage ou l'armature métallique disposée dans le béton coulé en vue de constituer la paroi en béton armé, ce ferraillage ou cette armature métallique étant raccordée sur l'anode du champ électrique et, d'autre part, les parois de coffrage, notamment leur face interne, conducteur électrique, celles-ci étant raccordées sur la cathode du champ électrique. Un tel procédé permet d'appliquer un champ électrique dans le béton entre l'armature métallique reliée sur l'anode et la face interne de la paroi de coffrage reliée sur la cathode ; l'eau contenue dans le béton encore frais, c'est-à-dire non durci, va favoriser un déplacement de l'eau contenue dans ledit béton de l'anode vers la cathode, et ainsi permet de constituer un film d'eau sur la face interne de la paroi de coffrage, constituant une couche séparatrice anti-adhérente entre ladite face interne et le béton qui, une fois le béton durci, permet le démoulage ou le décoffrage desdites parois de coffrage sans arrachement du béton. Le procédé permet ainsi de procéder au décoffrage de la paroi en béton sans utilisation d'agents de démoulage, ce qui, avantageusement, réduit le coût de construction du bâtiment et évite toute pollution environnementale. Selon le procédé de la présente invention, on applique le champ électrique entre l'armature métallique ou ferraillage et la paroi de coffrage en début de prise du béton. On entend par début de prise du béton, un intervalle de temps allant du début de prise du béton en tant que tel, c'est-à-dire le moment où le béton commence à durcir, et environ deux heures vingt cinq minutes avant le tout début de prise du béton. Cela présente pour avantage de se trouver dans une plage d'application du champ électrique durant laquelle la conductivité est la plus propice en vue d'obtenir une migration convenable de l'eau vers la face interne des parois de coffrage. Selon le procédé de la présente invention, on mesure la température du béton pour déterminer le début de prise du béton. En effet, les propriétés mécaniques du béton évoluent au cours du temps et passent d'un état frais plus ou moins fluide à un état durci ; ce passage est la conséquence de réactions d'hydratation exothermique du liant (ciment et additionnel minéral) ; il est ainsi possible de déterminer pour chacune des préparations de béton existantes sur le marché, la température à laquelle le début de prise intervient. En mesurant cette température, on détermine donc le début de prise du béton et ainsi le moment où il convient d'appliquer le champ électrique. Selon le procédé de la présente invention, on applique un champ électrique pendant une durée inférieure à une heure en sorte de limiter la quantité d'eau migrée vers la face interne de la paroi de coffrage. Selon le procédé de la présente invention, le champ électrique est appliqué au moyen d'une tension électrique inférieure à 20 volts. Selon une variante, ce champ électrique peut être appliqué au moyen d'une intensité électrique. Dans ce cas, l'intensité électrique sera inférieure à 500 mA. De préférence, on applique une tension électrique, ce qui a pour avantage d'augmenter la quantité d'eau migrant au travers du béton, vers la face interne de la paroi de coffrage. De manière préférentielle, on applique une tension de l'ordre de 1 volt pendant une durée de l'ordre de 10 mn. Ce choix présente pour avantage d'obtenir un état de surface remarquable tant pour la face externe de la paroi en béton que pour la face interne de la paroi de coffrage, lors du démoulage. On pourra toutefois envisager d'autres couples de paramètres de tension et de durée, voire d'intensité et de durée, en fonction des dimensions des parois en béton à mettre en oeuvre, voire du choix de béton. Selon le procédé de la présente invention, on utilise des parois de coffrage en acier ou pour le moins présentant une face interne réalisée en acier. De manière préférentielle, ces parois de coffrage sont en acier inoxydable, ce qui évite les problèmes de corrosion sur les parois de coffrage lorsque celles-ci ne sont pas utilisés ou en fin d'utilisation. (Phrase supprimée) Selon le procédé de la présente invention, l'anode du champ électrique est raccordée sur le ferraillage à une distance de la paroi de coffrage supérieure à 25 15 mm. La présente invention porte également sur une installation pour le décoffrage de parois en béton armé disposées entre des parois de coffrage de type banches, en matériaux conducteurs électriques. L'installation comprend au moins une source d'énergie électrique 20 comprenant une anode munie de moyens de raccordement sur le ferraillage ou l'armature métallique de la paroi en béton armé et une cathode munie de moyens de raccordement sur au moins une paroi de coffrage. On peut bien entendu prévoir plusieurs sources d'énergie électrique comprenant une anode et une cathode raccordées sur le ferraillage et sur une paroi de coffrage, autant de 25 sources d'énergie électrique étant nécessaires en fonction du nombre de parois de coffrage utilisées. Selon une variante, l'installation objet de l'invention peut prévoir une seule source d'énergie comprenant autant d'anodes et de cathodes que de parois de coffrage utilisées pour la mise en oeuvre de la paroi en béton. Selon l'installation de la présente invention, la source d'énergie électrique 30 permettant d'appliquer un champ électrique est une source de tension, notamment un générateur de tension. Selon une variante de réalisation, la source d'énergie électrique est une source d'intensité, notamment un générateur de courant. Selon l'installation de la présente invention, celle-ci comprend un appareil de mesure de la température du béton coulé permettant de déterminer le début de prise du béton afin d'appliquer le champ électrique. D'autres caractéristiques apparaîtront au cours à la lecture de la description qui va suivre à l'appui de figures parmi lesquelles : - la figure 1 schématise un béton frais coulé entre deux parois de coffrage, une installation pour le décoffrage objet de la présente invention étant illustrée ; - la figure 2 illustre un graphe montrant les variations de la conductivité électrique et du flux de chaleur en fonction du temps pour un béton ayant servi à la réalisation des essais. Sur la figure 1, sont représentées deux parois de coffrage la,lb, entre lesquelles sont disposées des armatures métalliques 2 ou ferraillage, du béton frais 3, c'est-à-dire à l'état liquide, coulé entre les deux parois de coffrage la,lb, les armatures métalliques étant noyées dans ledit béton 3. Cela permet, une fois le béton durci, d'obtenir une paroi en béton armé constituant par exemple une paroi murale d'un bâtiment. Bien entendu, d'autres parois de coffrage sont également prévues aux extrémités des parois de coffrage la,lb en sorte de fermer celles-ci et de constituer un moule permettant de contenir le béton à l'état liquide. Telle qu'illustrée sur la figure 1, une installation pour le décoffrage objet de la présente invention est raccordée sur l'armature métallique 2 et sur les parois de coffrage la,lb. Cette installation comprend des sources d'énergie électrique 4a,4b dont les cathodes 5a,5b sont raccordées sur les parois de coffrage la, lb réalisées dans des matériaux conducteurs électriques, et dont les anodes 6a,6b sont raccordées sur les armatures métalliques 2, également conducteurs électriques, ce qui permet de constituer un champ électrique entre les anodes 6a,6b et les cathodes 5a,5b, c'est-à-dire entre l'armature métallique 2 noyée dans le béton 3 et la face interne 7a,7b des parois de coffrage la,lb. L'installation comprendra autant de sources électriques permettant de créer des champs électriques vis-à-vis de l'armature métallique 2 et chacune des parois de coffrage la,lb. On peut toutefois prévoir une seule source d'énergie électrique comprenant autant d'anodes et de cathodes que de parois de coffrage existantes et nécessaires à la réalisation de la paroi en béton. Cela permet de créer un champ électrique au travers du béton entraînant une réaction de type électro-osmose qui va permettre le déplacement de l'eau de l'armature métallique 2 vers les faces internes 7a,7b des parois de coffrage la,lb. Les parois de coffrage la,lb sont réalisées dans un matériau conducteur électrique choisi par exemple parmi de l'acier, de l'acier inoxydable ou autres conducteurs électriques. La source d'énergie électrique permettant d'appliquer un champ électrique entre l'armature 2 et la paroi de coffrage la,lab est choisie parmi les sources de tension électrique du type générateur de tension ou des sources de courant électrique du type générateur de courant. Le procédé selon la présente invention peut être mis en oeuvre pour tout type de bétons existants sur le marché et qu'il est possible de se procurer auprès des fabricants de béton ou de réaliser directement sur les chantiers. Les essais ont été réalisés avec un béton présentant les propriétés suivantes : Béton Avec cendres Sans cendres volante volantes Volume de pâte (%) 30 30 Composition [Kg/m3] [Kg/m3] Ciment 280 321 Cendre volante 45 0 Sable 0/4 863 863 Gravillon concassé 4/12.5 291 291 Gravillon concasséll.2/22.4 641 641 Eau 185 193 Adjuvant 1.75 0 Eau/liant 0.57 0.6 G/S 1.08 1.0820 Des essais comparables ont été réalisés en outre avec des volumes de pâtes de 28% et 32% de la même fabrication, ses essais permettant d'aboutir à des résultats similaires. Des mesures de maturométrie ont été réalisées sur le béton utilisé pour ses essais. Ses essais de maturométrie consistent à mesurer la chaleur dégagée dans le temps par le béton au cours de réactions d'hydratation exothermique du liant (ciment et addition minéral) conséquence du changement d'état du béton passant d'un état plus ou moins fluide vers un état durci. Parallèlement, ses essais de maturométrie consistent à mesurer l'évolution de la conductivité électrique du béton au cours du temps. Les essais réalisés sur le béton, objet de ses essais, ont permis d'aboutir à la courbe illustrée en figure 2. Sur le graphe illustré en figure 2, on constate une valeur maximale de la conductivité qui est atteinte au bout de quelques heures après mélange des ingrédients du béton, notamment l'eau et le ciment, à savoir environ trois heures, pour lequel correspond une valeur de température du béton, proche de la température maximale illustrée sur le graphe Il convient donc d'appliquer le champ électrique entre l'armature métallique 2 et les parois de coffrage la,lb dans cette période où la conductivité électrique est maximale, c'est-à-dire au moment de début de prise du béton, voire de préférence avant le début même de prise du béton. De préférence, pour le béton ayant servi à la réalisation des essais, on appliquera le champ électrique dans une période allant environ de deux heures vingt cinq minutes avant le tout début de prise du béton correspondant à la valeur maximale de conductivité électrique et le tout début même de prise du béton. Cette période sera plus ou moins variable selon le type de béton utilisé et de son dosage. Par ailleurs, connaissant la température dans le béton correspondant à cette valeur maximale de conductivité électrique, il est également possible de mesurer cette température au moyen d'une sonde de température 8 disposée dans le béton, tel qu'illustré en figure 1. Ainsi, une fois la température mesurée, correspondant au début de prise du béton, il convient d'appliquer le champ électrique entre l'armature métallique 2 et la paroi de coffrage la,lb. Tel que précisé ci-dessus, la source d'énergie électrique peut être une source de tension ou une source de courant. Divers essais ont été réalisés au moyen d'une source de tension avec des tensions inférieures à 20 volts et avec des parois de coffrage réalisées en acier et en acier inoxydable. Des essais comparables ont été réalisés avec une source d'intensité électrique de type générateur de courant, avec des intensités inférieures à 500 mA. Ces essais ont permis de quantifier la quantité d'eau migrée vers la face interne de la paroi de coffrage et d'aboutir aux résultats suivants : Comparaison des résultats à tension appliquée et intensité appliquée Intensité (mA) 50 139 250 500 Paroi de coffrage M (g) E (mm) M (g) E (mm) M (g) E (mm) M (g) E (mm) En acier 5.13 0.26 5.31 0.26 8.81 0.44 7.44 0.37 En acier inoxydable 5.24 0.26 5.51 0.27 8.11 0.40 8.42 0.42 Tension (V) 2.5 5 8 15 Paroi de coffrage M (g) E (mm) M (g) E (mm) M (g) E (mm) M (g) E (mm) En acier 5.1 0.25 7.31 0.36 9.54 0.47 5.6 0.28 En acier inoxydable 6.54 0.33 7.81 0.39 9.03 0.45 5.95 0.30 Où M est la masse d'eau transport et E l'épaisseur du film d'eau créé entre la paroi de coffrage et le béton. Ces essais permettent de constater que la quantité d'eau récupérée avec les parois de coffrage en acier inoxydable est plus importante que celle récupérée avec le moule en acier, de même que la quantité d'eau transportée sous l'effet de la tension est plus importante que celle transportée sous l'effet de l'intensité (excepté dans les cas 15V - 500mA). Pour cela, on choisit de préférence des parois de coffrage en inox et on applique de préférence un champ électrique au moyen d'une source de tension. Bien entendu, la mise en oeuvre du procédé de l'invention avec d'autres matériaux pour les parois de coffrage conductrices et d'autres sources d'énergie électrique reste envisageable. Divers essais ont été réalisés au moyen d'une source de tension électrique en faisant varier la tension, pour des valeurs inférieures à 20 volts, et la durée d'application du champ électrique, pour des valeurs inférieures à une heure, entre le ferraillage 2 et la paroi de coffrage la,lb ; ces essais ont permis d'aboutir aux résultats suivants : Paroi en béton Parois de coffrage Classement Aspect du Microbullage Poussiérage Poussiérage Encrassement Points parement d'accroche 5 Volts ù 50 Insignifiant Moyen Mauvais Très Très Moyen 7 minutes important important 3.7 Volts ù 50 Insignifiant Mauvais Mauvais Très Très Moyen 8 minutes important important 3.5 Volts ù 30 Mauvais Moyen Mauvais Important Important Léger 4 minutes 3.5 Volts ù 20 Mauvais Mauvais Mauvais Important Important Moyen 6 minutes 3.5 Volts ù 10 Mauvais Moyen Mauvais Important Important Moyen 5 minutes 3.5 Volts ù 5 Mauvais Bien Moyen Moyen Important Léger 3 minutes 2.5 Volts ù 10 Mauvais Bien Moyen Moyen Moyen Moyen 3 minutes 1 Volts ù 10 Très bien Très bien Très bien Très leger Sans Très leger 2 minutes 1 Volts ù 5 Très bien Très bien Très bien Très leger Sans Très leger 2 minutes Agent de Très bien Très bien Très bien Très leger Sans Sans 1 décoffrage Les résultats de ces essais ont permis de constater un décoffrage aisé, avec un bon aspect des faces internes des parois de coffrage et une bonne qualité des faces de la paroi en béton, obtenus pour une tension de l'ordre de un volt, appliquée pendant une durée de l'ordre de 10 minutes, voire 5 minutes. On choisira donc ces valeurs préférentielles pour appliquer le champ électrique. Bien entendu, d'autres valeurs de tension et de durée pendant laquelle cette tension est appliquée pourront être choisies en fonction des dimensions des parois de coffrage la,lb, de la position de raccordement des anodes sur le ferraillage 2 et le choix du béton. Ces valeurs de tension resteront toutefois inférieures à 20 volts, de même que la durée d'application du champ électrique restera inférieure à une heure. De préférence, les anodes sont positionnées à une distance supérieure à 25 mm de la face interne 7a,7b de la paroi de coffrage. Cette distance pourra varier sensiblement selon les paramètres retenus pour l'application du champ électrique. Par exemple, des essais ont été réalisés avec une distance de l'ordre de 50 mm. La ou les sources d'énergie électriques 4a,4b de l'installation objet de l'invention comprennent des moyens de raccordement 9a, 9b, 10a, 10b des cathodes et des anodes sur les parois de coffrage laq,lb et sur le ferraillage ou l'armature métallique 2. Ces moyens de raccordement 9a, 9b, 10a, 10b peuvent par exemple être constitués de simples pinces de raccordement voire d'un système de fixation par boulonnage ou collier de serrage ou autres. REVENDICATIONS1. Procédé de décoffrage d'une paroi en béton armé disposée entre des parois de coffrage de type banches, en matériau conducteur électrique, ledit procédé consistant après coulage du béton entre les parois de coffrage, à appliquer un champ électrique au moyen d'une source d'énergie comprenant au moins une anode et au moins une cathode entre, d'une part, le ferraillage (2) dans le béton coulé, raccordé sur l'anode et, d'autre part, les parois de coffrage (la,lb) raccordées sur la cathode. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on applique le champ électrique en début de prise du béton. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel on mesure la température du béton pour déterminer le début de prise dudit béton. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel on applique le champ électrique pendant une durée inférieure à une heure. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel on applique une tension électrique inférieure à vingt volts. 6. Procédé selon les revendications 4 et 5, dans lequel on applique une tension de l'ordre de un volt pendant une durée de l'ordre de dix minutes. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel l'anode est raccordée sur le ferraillage (2) à une distance de la paroi de coffrage (la,lb) supérieure à 25 mm. 8, Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel on utilise des parois de coffrage (la,lb) en acier. 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel on utilise des parois de coffrage (la,lb) en acier inoxydable. 10.Installation pour le décoffrage d'une paroi en béton armé disposée entre des parois de coffrage (la,lb) de type banches, en matériau conducteur électrique, ladite installation comprenant au moins une source d'énergie électrique (4a,4b) comprenant une anode (6a,6b) munie de moyens de raccordement (9a, 9b, 10a, 10b) sur le ferraillage du béton armé et unecathode (5a,5b) munie de moyens de raccordement sur au moins une paroi de coffrage (ia,ib) . 11.Installation selon la revendication 10, dans laquelle la source d'énergie électrique (4a,4b) est une source de tension. 12.Installation selon la revendication 10, dans laquelle la source d'énergie (4a,4b) électrique est un générateur de courant 13. Installation selon l'une des revendications 10 ou 12, laquelle comprend un appareil de mesure (8) de la température du béton.