Brevet FR2962066A1 — publié le 20120106

La présente invention se rapporte au domaine des éléments préfabriqués en béton et concerne plus particulièrement un procédé de fabrication d'un élément structurel en béton et un élément structurel préfabriqué tel qu'une poutre. Il est connu des poutres en béton précontraint comportant une semelle en saillie de laquelle s'étend une nervure longitudinale. Ces poutres servent notamment pour la couverture de travées, les poutres étant accolées les unes aux autres et reposant sur des culées par les extrémités de leur semelle. Ces poutres sont fabriquées en utilisant des coffrages à la forme de la poutre. Ces outillages sont complexes et coûteux, ce qui limite les possibilités d'évolution de la conception de la poutre. En outre, les temps de coffrage et décoffrage sont relativement longs. Il existe aussi des poutres réalisées par extrusion de béton au travers d'une filière comportant une ouverture à la forme de la section transversale de la poutre. Ce mode de fabrication impose cependant des contraintes sur la conception de la poutre en empêchant la mise en place d'armatures transversales de sorte que ces poutres ne sont pas adaptées à tous les usages notamment ceux mettant en jeu des efforts tranchants et une flexion transversale de la poutre. Il existe aussi des coffrages perdus métalliques en tôle ajourée qui présentent l'inconvénient de ne pas garantir précisément l'enrobage des armatures métalliques. Un but de l'invention est de fournir un moyen permettant de simplifier la fabrication des poutres de béton. A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un procédé de fabrication d'un élément structurel préfabriqué en béton, comprenant l'étape de couler du béton dans un coffrage longitudinal à la forme de l'élément et dans lequel est disposée au moins une armature. Le coffrage comprend une partie de coffrage perdu comportant au moins une plaque en béton fibré ultra haute performance fixée à l'armature. La partie de coffrage perdu utilisée ici permet de simplifier l'outillage tout en procurant à la poutre des caractéristiques mécaniques améliorant les performances de l'élément préfabriqué. La fixation des parties de coffrage perdu directement à l'armature est de ce point de vue très avantageuse car elle permet de simplifier la conception de l'outillage et de faciliter les opérations de décoffrage. De préférence, la partie de coffrage perdu comprend deux plaques en béton fibré ultra-haute performance qui s'étendent sensiblement en regard l'une de l'autre et, dans une application particulière, l'élément préfabriqué est une poutre comportant une semelle en saillie de laquelle s'étend une nervure, les deux plaques sont séparées d'une distance correspondant à la largeur de la nervure et sont maintenues sur l'armature au dessus d'une partie de coffrage à la forme de la semelle. Ceci permet de réaliser facilement la nervure de la poutre. Selon un mode de réalisation particulier, la partie de coffrage à la forme de la semelle comprend deux lisses s'étendant sur une table pour définir une face inférieure et deux faces latérales de la semelle. Ainsi, la semelle est réalisée au moyen d'un coffrage réutilisable classique tandis que la nervure est fabriquée au moyen du coffrage perdu fixé à l'armature. Le coffrage classique est donc extrêmement simple. Selon une première caractéristique particulière, la plaque de la partie de coffrage perdu comprend au moins une nervure destinée à s'étendre du côté du béton. La nervure permet d'accroître la résistance mécanique de l'élément structurel en améliorant l'accrochage du béton et la cohésion d'ensemble de l'élément, en augmentant la durabilité de l'élément structurel dont l'armature est correctement enrobée et notamment sa résistance au feu. La nervure de la plaque permet en outre d'augmenter le volume de béton contenu dans le coffrage perdu. De préférence, les plaques comprennent plusieurs nervures s'étendant selon des directions différentes par exemple pour former un quadrillage. Les nervures étant orientées du côté du béton, la plaque présente de l'autre côté une surface lisse. Selon une deuxième caractéristique particulière, la plaque de la partie de coffrage perdu comprend au moins un élément de son accrochage à un support et, avantageusement, le procédé comprend l'étape de lier l'élément d'accrochage de la plaque à l'armature. Ce mode de fixation est particulièrement simple. L'invention a également pour objet un élément structurel préfabriqué en béton comportant une partie principale en saillie de laquelle s'étend au moins une nervure ayant des faces latérales formées de plaques de béton fibré ultra haute performance. Selon des caractéristiques additionnelles : - l'élément comprend des armatures à au moins une desquelles les plaques sont fixées, et/ou - les plaques ont des faces en regard nervurées. Dans le cas d'un élément préfabriqué particulier, à savoir une poutre, la partie principale est la semelle. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers non limitatifs de l'invention. Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 est une vue partielle en coupe transversale d'une couverture réalisée au moyen de poutres préfabriquées conformes à l'invention, - la figure 2 est une vue de dessus d'une plaque de coffrage perdu utilisée dans l'invention, - la figure 3 est une vue en coupe transversale de cette plaque de coffrage perdu, - la figure 4 est une vue partielle en perspective montrant le positionnement des plaques de coffrage perdu sur les armatures, - la figure 5 est une vue schématique en coupe transversale du coffrage pour la réalisation de la poutre. L'invention concerne un procédé de fabrication d'un élément structurel préfabriqué en béton. L'élément structurel préfabriqué est ici une poutre généralement désignée en 1, ayant une section en T inversé, comportant une semelle 2 en saillie de laquelle s'étend une nervure 3. Une telle poutre 1 est destinée par exemple à former des couvertures de travées, les poutres 1 sont destinées à reposer sur des culées par les extrémités de leur semelle 2 et à être accolées les unes aux autres par les faces latérales 4 de leur semelle 2. L'élément structurel préfabriqué peut être également un mur comportant une pluralité de nervures. Le procédé de fabrication comprend l'étape de disposer des armatures transversales 20, ici métalliques, et éventuellement des éléments de précontrainte ou de postcontrainte dans un coffrage, généralement désigné en 50, à la forme de l'élément structurel c'est-à-dire ici à la forme de la poutre 1, et l'étape de couler du béton dans le coffrage 50. Le coffrage 50 comprend une partie de coffrage réutilisable 60 et une partie de coffrage perdu 70. La partie de coffrage réutilisable 60 est à la forme de la semelle 2 et comprend deux lisses 61 s'étendant sur une table 62 pour définir une face inférieure 5 et les deux faces latérales 4 de la semelle 2. Les deux lisses 61 sont réglables en position et mobiles par rapport à la table 61 pour faciliter le décoffrage de la poutre après la prise du béton de moulage. La partie de coffrage perdu 70 comprend deux plaques 71 en béton fibré ultra-haute performance (communément appelé BFUP) qui ont une forme sensiblement rectangulaire avec deux bords longitudinaux 70.1 et deux bords terminaux 70.2. Les plaques 71 sont destinées à être positionnées sensiblement en regard l'une de l'autre en étant séparées d'une distance correspondant à la largeur de la nervure 3. Les plaques 71 comportent sur leurs faces en regard des nervures 72 s'étendant parallèlement à la direction longitudinale de la poutre 1 et des nervures 73 s'étendant perpendiculairement à la direction longitudinale de la poutre 1. Les nervures 72 sont ici au nombre de 4, deux s'étendant le long des bords longitudinaux 70.1 et deux s'étendant en des positions intermédiaires entre lesdits bords 70.1. Les nervures 73 sont ici au nombre de deux et s'étendent ici uniquement le long des bords terminaux 70.2. Chaque plaque 71 de la partie de coffrage perdu 70 comprend, au niveau de ses bords terminaux 70.2, un élément de son accrochage à l'armature. L'élément d'accrochage 74 a ici la forme d'une paroi percée s'étendant en saillie d'une des nervures 73, perpendiculairement à la plaque 71. L'élément d'accrochage 74 est décalé par rapport aux nervures 72. Dans le procédé de fabrication, la partie de coffrage 60 est d'abord mise en place puis les armatures 20 sont positionnées et maintenues en position dans ladite partie de coffrage réutilisable 60. Les plaques 71 sont alors positionnées et maintenues au-dessus de la partie de coffrage 60 à la forme de la semelle 2. Cette étape est réalisée en liant les éléments d'accrochage 74 des plaques 71 à au moins l'une des armatures 20 par l'intermédiaire d'un fil tendu dont la trajectoire intercepte celles de toutes les armatures verticales. On notera que les armatures 20 s'étendent en saillie au-dessus des plaques 71. Le béton est ensuite coulé dans le coffrage 50 et, après la prise du béton, les parties de coffrage réutilisable 60 sont ôtées. Les plaques forment alors les faces latérales extérieures de la nervure de la poutre. Pour les poutres de grande longueur, le procédé comprend l'étape de disposer plusieurs plaques 71 de coffrage perdu 70 bout-à-bout (voir la figure 4). En utilisation, lorsque les poutres ont été disposées sur les culées, des entrevous en BFUP nervuré 30 dont la hauteur des nervures garantit l'enrobage des aciers rapportés du hourdis, sont mis en appui sur les bords 71.1 supérieurs des plaques 71 avant qu'une dalle de béton 40 ne soit coulée sur les entrevous 30 et les portions des armatures 20 s'étendant en saillie au-delà des entrevous 30. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les revendications. En particulier, il n'est pas nécessaire de prévoir dans le coffrage 50 une paroi s'étendant entre les lisses 61 et les plaques 71 pour former la partie supérieure de la semelle 2. Néanmoins, ceci peut être souhaitable dans certains cas : ladite paroi peut alors appartenir soit au coffrage réutilisable 60 soit au coffrage perdu 70. Dans cette dernière solution, la plaque 71 a une forme en dièdre. Il est possible de lier les plaques de BFUP à l'armature de différentes manière et par exemple par perçage d'une ou plusieurs nervures et ligature à au moins l'une des armatures. Il est possible de fabriquer différents types d'éléments structurels au moyen du procédé de l'invention et par exemple : - des poutres comportant une ou plusieurs nervures définies par deux faces latérales parallèles l'une à l'autre ou pas, les nervures étant parallèles ou non ; - des éléments de parois, comme des murs, éventuellement nervurés. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un élément structurel préfabriqué en béton, comprenant l'étape de couler du béton dans un coffrage longitudinal (50) à la forme de l'élément et dans lequel est disposée au moins une armature (20), caractérisé en ce que le coffrage comprend une partie de coffrage perdu (70) comportant au moins une plaque (71), en béton fibré ultra haute performance, fixée à l'armature. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la partie de coffrage perdu (70) comprend deux plaques (71) en béton fibré ultra-haute performance qui s'étendent sensiblement en regard l'une de l'autre. 3. Procédé selon la revendication 2, l'élément préfabriqué est une poutre (1) comportant une semelle (2) en saillie de laquelle s'étend une nervure (3), les deux plaques (71) sont séparées d'une distance correspondant à la largeur de la nervure et sont maintenues au dessus d'une partie de coffrage (60) à la forme de la semelle (2). 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la partie de coffrage (60) à la forme de la semelle (2) comprend deux lisses (61) s'étendant sur une table (62) pour définir une face inférieure et deux faces latérales de la semelle. 5. Procédé selon la revendication 4, comprenant l'étape de disposer des armatures (20) dans le coffrage (50) avant la coulée du béton de telle manière que les armatures s'étendent en saillie des plaques (71). 6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la plaque (71) de la partie de coffrage perdu (70) comprend au moins une nervure (72, 73) destinée à s'étendre du côté du béton. 7. Procédé selon la revendication 1, dans lequella plaque (71) de la partie de coffrage perdu (70) comprend au moins un élément (74) de son accrochage à un support. 8. Procédé selon la revendication 7, comprenant l'étape de disposer des armatures (20) dans le coffrage (50) avant la coulée du béton et l'étape de lier l'élément d'accrochage (74) de la plaque (71) à au moins l'une des armatures (2 0) . 9. Procédé selon la revendication 1, comprenant l'étape de disposer au moins un organe de contrainte dans le coffrage (50) avant la coulée du béton. 10. Procédé selon la revendication 1, comprenant l'étape de disposer plusieurs plaques (71) de coffrage perdu (70) bout-à-bout. 11. Elément structurel préfabriqué en béton comportant une partie principale (2) en saillie de laquelle s'étend au moins une nervure (3) ayant des faces latérales formées de plaques (71) de béton fibré ultra haute performance. 12. Elément selon la revendication 11, comprenant des armatures (20) à au moins une desquelles les plaques (71) sont fixées. 13. Elément selon la revendication 11, dans lequel les plaques (71) ont des faces en regard nervurées.