Brevet FR2964059A1 — publié le 20120302

La présente invention concerne un dispositif de projection de béton, du type béton de chanvre qui peut être utilisé particulièrement dans le domaine de la construction de bâtiments. Le béton de chanvre est un mélange de liant avec des granulats de chanvre. Le 5 liant est par exemple constitué d'un mélange d'eau et de chaux. On connaît un dispositif de projection de béton de chanvre comportant un mélangeur dans lequel sont introduits de la chaux et des granulats de chanvre. Le mélange ainsi effectué est projeté par un tuyau qui est connecté au mélangeur. L'introduction de l'eau s'effectue grâce à des buses qui projettent de l'eau dans le flux 10 de mélange qui sort du tuyau. Un tel dispositif de projection ne donne pas entière satisfaction car le débit du mélange soumis à diverses compressions n'est pas régulier, l'hydratation du liant est incomplète et le béton de chanvre projeté présente des défauts de concentration qui se voient sur le produit fini. 15 Un objet de la présente invention est de proposer un dispositif de projection de béton de chanvre qui ne présente pas les inconvénients de l'art antérieur et qui en particulier permet d'obtenir un débit régulier tant du granulat que du liant hydraté. A cet effet, est proposé un dispositif de projection de béton, le béton étant constitué d'un granulat, d'un liant hydraté, le dispositif de projection de béton 20 comportant : - un réservoir à granulats destiné à contenir des granulats et présentant une canalisation d'alimentation, - un dispositif à écluses rotatives dans lequel débouche la canalisation d'alimentation, et comportant une canalisation de sortie, 25 - une soufflerie présentant une canalisation de soufflage dans laquelle débouche la canalisation de sortie, - un tuyau de projection par l'extrémité duquel sort le béton, - une buse destinée à délivrer le liant hydraté au voisinage de la sortie du tuyau de projection dans le flux de granulats, et 30 - une canalisation en tronc de cône dont la grande base coïncide avec la sortie de la canalisation de soufflage et dont la petite base coïncide avec l'entrée du tuyau de projection. Avantageusement, la buse est à l'intérieur du tuyau de projection. Avantageusement, la buse comporte des tuyaux d'arrivée d'air alimentés en air comprimé et répartis autour du flux de liant hydraté juste en amont de la sortie de la buse. Avantageusement, le dispositif de projection de béton comporte en sortie du 5 tuyau de projection, une lance de projection présentant une extrémité évasée qui prolonge le cône de projection de la buse. Avantageusement, le tuyau de projection présente, avant la lance de projection, successivement un élargissement et un étranglement qui rejoint l'entrée de la lance de projection, la buse étant disposée principalement dans l'élargissement. 10 Avantageusement, la buse est surélevée par rapport au centre de l'élargissement, et son axe passe sensiblement par le centre de la sortie de l'étranglement. Avantageusement, le réservoir comporte un dispositif de mélange et d'homogénéisation des granulats frais avec des granulats recyclés provenant de la récupération des chutes lors de la projection. 15 Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels : la Fig. 1 est une vue de face schématique d'un dispositif de projection de béton 20 selon l'invention, la Fig. 2 est une représentation schématique de la sortie du tuyau de projection du dispositif de projection de béton de la Fig. 1 selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la Fig. 3 est une vue de dessus d'un dispositif de mélange et d'homogénéisation, 25 et la Fig. 4 est une représentation schématique de la sortie du tuyau de projection du dispositif de projection de béton de la Fig. 1 selon un autre mode de réalisation particulier de l'invention. Dans la suite de la description, l'invention est plus particulièrement décrite dans 30 le cadre d'un béton de chanvre, mais l'invention s'applique à tous bétons composés d'un liant hydraté, et d'un granulat léger de type végétal, en particulier à base de chanvre, de paille, de lin, de bois, de miscanthus, de billes d'isolant ou un mélange de ceux-ci avec un éco matériau. La Fig. 1 montre un dispositif de projection de béton de chanvre 100 qui comprend: - un réservoir à chanvre 102 présentant une canalisation d'alimentation 110, - un dispositif à écluses rotatives 104 dans lequel se déversent les granulats de chanvre du réservoir à chanvre 102 par l'intermédiaire de la canalisation d'alimentation 110, et qui comporte une canalisation de sortie 112, et - une soufflerie 106 qui présente une canalisation de soufflage 108 dans laquelle débouche la canalisation de sortie 112 du dispositif à écluses 104. La progression des granulats de chanvre entre le réservoir 102 et la canalisation de soufflage 108 s'effectue par gravité. Le réservoir à chanvre 102 peut prendre différentes formes, et pour faciliter le remplissage de la canalisation d'alimentation 110, une vis de transport peut être disposée dans le fond du réservoir à chanvre 102. En particulier, le réservoir de chanvre 102 peut être alimenté, d'une part, avec des granulats frais, et, d'autre part, avec des granulats recyclés provenant de la récupération de chutes lors de la projection. A cette fin, le réservoir de chanvre 102 comporte un dispositif de mélange et d'homogénéisation 150 des granulats frais avec des granulats recyclés. La Fig. 3 montre le dispositif de mélange et d'homogénéisation 150 en vue de dessus. Le dispositif de mélange et d'homogénéisation 150 présente un mélangeur 152 sous la forme de bras rotatifs et d'une canalisation d'introduction 154 prévue pour déverser les chutes de granulats au-dessus du mélangeur 152, le granulat frais étant amené par ailleurs. Le mélange est alors déversé dans un réservoir tampon 156 du réservoir 102 par une fenêtre 158. Le dispositif à écluses 104 présente une pluralité de compartiments 114 qui sont tous de dimensions identiques. Chaque compartiment 114 présente un profil en forme de secteur circulaire. Chaque compartiment 114 se remplit de granulats de chanvre, par gravité, en passant à la verticale de la canalisation d'alimentation 110 et elle se vide, également par gravité, en passant à la verticale de la canalisation de sortie 112. Le dispositif à écluses 104 peut être par exemple issu d'une machine CAD 20 de la société Kongskilde (20 tours par minute) et le volume de chaque compartiment 114 est de l'ordre de 2 litres. La soufflerie 106 peut être par exemple issue d'un convoyeur à grains comme le modèle T1000 de la société Agram avec un débit théorique de 1800 m3 d'air par heure. Le diamètre Dl de la canalisation de soufflage 108 est ici de 160 mm. Pour projeter les granulats de chanvre, un tuyau de projection 116 qui est de préférence souple, est branché en aval de la canalisation de soufflage 108. Le diamètre D2 du tuyau de projection 116 est ici de 80 mm. Entre la canalisation de soufflage 108 et le tuyau de projection 116 est disposée une canalisation en tronc de cône 118 dont la grande base coïncide avec la sortie de la canalisation de soufflage 108 et dont la petite base coïncide avec l'entrée du tuyau de projection 116. La longueur L1 du tronc de cône est ici de 700 mm. Les diamètres relativement importants de l'écluse 104 et de la canalisation de soufflage 108 par rapport au poids à transporter permettent l'introduction en quantité suffisante dans le système de transport pneumatique d'un matériau léger et volumineux, en particulier le granulat de chanvre fibré. La mise en place du tronc de cône 118 perturbe l'écoulement de l'air pulsé produit par la soufflerie 106 et génère des tourbillons en sortie de la canalisation de soufflage 108. Les tourbillons ainsi générés brassent les granulats de chanvre fibré qui peuvent avoir été agglomérés lors du passage dans l'écluse et les séparent les uns des autres et créent ainsi un flux continu des granulats de chanvre en sortie du tuyau de projection 116 en évitant les amalgames. La Fig. 2 montre un mode de réalisation préféré de la sortie du tuyau de projection 116. Pour réaliser du béton de chanvre, il est nécessaire de mélanger le liant hydraté aux granulats de chanvre. A cette fin, le dispositif de projection 100 comprend une buse 202 qui est alimentée par du liant à partir d'une mélangeuse comme par exemple la pompe mélangeuse référencée PFT G5. Dans la mélangeuse sont mélangés un liant hydraté, par exemple de la chaux, et 30 de l'eau dans les proportions adéquates qui sont sensiblement de 1 kg de chaux pour 1 kg d'eau. Le mélange, également appelé "soupe de chaux", est ensuite propulsé jusqu'à la buse 202 à travers un tuyau de transfert 206 où il est expulsé dans le tuyau de projection 116 au voisinage de la sortie de celui-ci dans le flux de fibres de chanvre. La soupe de chaux est pulvérisée grâce à de l'air comprimé. A cette fin, la buse 202 présente des tuyaux d'arrivée d'air 204, par exemple 4 tuyaux, qui sont alimentés en air comprimé et qui sont répartis autour du flux de soupe de chaux juste en amont de la sortie de la buse 202. L'air comprimé est amené jusqu'aux tuyaux d'arrivée d'air 204 par des flexibles 208 qui sont reliés à un compresseur d'air, comme par exemple un compresseur à double piston avec un débit d'air de 180 à 200 litres d'air par minute. Le diamètre D5 de la buse 202 est ici de 10 mm. Il est également possible de disposer des buses d'éjection de soupe de chaux 10 autour du tuyau de projection 116, mais le mélange est moins homogène que lorsque la buse 202 est dans le tuyau de projection 116. Pour éviter que du béton de chanvre se colle à l'intérieur du tuyau de projection 116, l'extrémité de celui-ci est prolongée par une lance de projection 250 présentant une forme particulière. 15 La buse 202 projette la soupe de chaux selon un cône de projection 210 dans lequel se mélange les fibres de chanvre pour donner le béton de chanvre qui est alors lui-même projeté selon le cône de projection 210. Pour éviter que le béton de chanvre se colle, la lance de projection 250 présente une extrémité évasée 212 en forme de tronc de cône qui prolonge le cône de projection 210. C'est-à-dire que la petite base du 20 tronc de cône 212 coïncide avec le diamètre du cône de projection 210 à l'endroit où il le rencontre. Dans le mode de réalisation de l'invention présenté ici, le diamètre D4 de la petite base du tronc cône 212 est ici de 90 mm et la longueur L3 du tronc de cône 212 est ici de 230 mm. Pour éviter l'accumulation de granulats de chanvre à l'arrière de la buse 202 à 25 cause de l'encombrement de celle-ci dans le tuyau de projection 116, celui-ci présente, avant la lance de projection 250, un élargissement 214. Dans le mode de réalisation de l'invention présenté ici, le diamètre maximum D3 de l'élargissement est ici de 130 mm. Pour faciliter la rentrée des granulats de chanvre dans la soupe de chaux en 30 sortie de la buse 202, le tuyau de projection 116 présente un étranglement 216 à partir de la fin de l'élargissement 214 pour rejoindre l'entrée de la lance de projection 250, c'est-à-dire la petite base du tronc de cône 212. La longueur cumulée L2 de l'élargissement 214 et de l'étranglement 216 est ici de 180 mm. La buse 202 est disposée principalement dans l'élargissement 214. La Fig. 4 montre un mode de réalisation particulier de l'invention. Du fait de la pesanteur qui s'applique sur les granulats de chanvre lors du passage dans l'élargissement 214, une plus grande part desdits granulats de chanvre passe ainsi par la partie basse de l'élargissement 214 tandis qu'une part réduite passe par la partie haute de l'élargissement 214. Pour éviter que des granulats se coincent sous la buse 202, celle-ci est surélevée par rapport au centre de l'élargissement 214 pour libérer un plus grand espace entre elle et la partie basse de l'élargissement 214. De manière préférentielle, la buse 202 se situe au niveau du tiers supérieur. Comme précédemment, pour éviter que le béton de chanvre se colle, le cône de projection 210 est prolongé par l'extrémité évasée 212 de la lance de projection 250, et l'axe 402 du cône de projection 210 passe sensiblement par le centre de la petite base du tronc de cône 212, c'est-à-dire sensiblement par le centre de la sortie de l'étranglement 216. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples et modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art. REVENDICATIONS1) Dispositif de projection de béton (100), le béton étant constitué d'un granulat, d'un liant hydraté, le dispositif de projection de béton (100) comportant : - un réservoir à granulats (102) destiné à contenir des granulats et présentant une canalisation d'alimentation (110), - un dispositif à écluses rotatives (104) dans lequel débouche la canalisation d'alimentation (110), et comportant une canalisation de sortie (112), - une soufflerie (106) présentant une canalisation de soufflage (108) dans 10 laquelle débouche la canalisation de sortie (112), - un tuyau de projection (116) par l'extrémité duquel sort le béton, - une buse (202) destinée à délivrer le liant hydraté au voisinage de la sortie du tuyau de projection (116) dans le flux de granulats, et - une canalisation en tronc de cône (118) dont la grande base coïncide avec la 15 sortie de la canalisation de soufflage (108) et dont la petite base coïncide avec l'entrée du tuyau de projection (116). 2) Dispositif de projection de béton (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la buse (202) est à l'intérieur du tuyau de projection (116). 3) Dispositif de projection de béton (100) selon la revendication 2, caractérisé en 20 ce que la buse (202) comporte des tuyaux d'arrivée d'air (204) alimentés en air comprimé et répartis autour du flux de liant hydraté juste en amont de la sortie de la buse (202). 4) Dispositif de projection de béton (100) selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte en sortie du tuyau de projection (116), une lance de 25 projection (250) présentant une extrémité évasée (212) qui prolonge le cône de projection (210) de la buse (202). 5) Dispositif de projection de béton (100) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le tuyau de projection (116) présente, avant la lance de projection (250), successivement un élargissement (214) et un étranglement (216) qui rejoint l'entrée dela lance de projection (250), la buse (202) étant disposée principalement dans l'élargissement (214). 6) Dispositif de projection de béton (100) selon la revendication 5, caractérisé en ce que la buse (202) est surélevée par rapport au centre de l'élargissement (214), et son 5 axe (402) passe sensiblement par le centre de la sortie de l'étranglement (216). 7) Dispositif de projection de béton (100) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le réservoir (102) comporte un dispositif de mélange et d'homogénéisation (150) des granulat frais avec des granulats recyclés provenant de la récupération des chutes lors de la projection.