Brevet FR2962461A1 — publié le 20120113

Panneau monolithique de construction en béton fibré à ultra hautes performances avec inclusion d'éléments verriers ou vitreux et son procédé de fabrication. La présente invention concerne un panneau monolithique de construction en béton fibré à ultra hautes performances (BFUP) avec inclusion d'un ou de plusieurs éléments verriers ou vitreux. Elle vise également le procédé de fabrication d'un tel panneau. 1. Domaine de l'invention L'invention s'applique au domaine technique général du bâtiment. Plus spécifiquement, elle concerne des panneaux préfabriqués de béton fibré incluant des éléments verriers ou vitreux employés pour la fabrication de parois diverses, telles que, par exemple, couvertures, murs de façade ou de cloisonnement, planchers et autres. 2. Art antérieur Il est connu de réaliser des panneaux monolithiques en béton traditionnel dans lesquels sont implantés des blocs ou des plaques de formes variées, exécutés dans des matériaux verriers ou vitreux. Par exemple, dans le document N°WO-02/064902, est décrit un panneau de béton armé classique obtenu, dans un premier temps, par la réalisation d'un coffrage sur lequel viennent se fixer des inserts, puis des blocs de verre au dessus de ces derniers. Chaque bloc de verre présente un joint annulaire en caoutchouc qui se fixe sur toute sa périphérie. Trois couches de béton sont ensuite coulées entre les interstices des blocs de verre et entre lesquelles est agencé un réseau de tiges de renforcement en acier. Le coffrage et les inserts sont retirés du panneau de structure, après retrait du béton. Cependant, la fabrication de tels panneaux monolithiques composites reste relativement complexe, ce qui allonge le temps d'exécution et alourdit la structure obtenue. -2- De plus, cette structure composite en béton armé traditionnel incrusté d'éléments verriers est difficile à mettre en oeuvre pour des panneaux de grandes dimensions, notamment pour l'exécution de panneaux destinés à la réalisation de couvertures de bâtiment. Par ailleurs, une telle structure de béton traditionnel n'est pas parfaitement étanche, ni complètement lisse par rapport à la surface du verre. En effet, il est prévu généralement un enduisage pour lisser la surface des parois, ou l'application d'un enduit hydrofuge pour les panneaux extérieurs. Il a été développé, ces dernières années, des bétons dits à très hautes performances qui ont des résistances à la compression pouvant atteindre les 150 MPa. Plus récemment encore, de nouveaux progrès ont permis d'obtenir des bétons comprenant des charges fibreuses en faible volume, en particulier des fibres métalliques, de polymères, de verre ou de carbone, qui présentent de nombreuses caractéristiques avantageuses, notamment une résistance à la compression dépassant les 200 MPa et une résistance en flexion d'environ 35MPa. L'Homme du métier connaît généralement la formulation de tels bétons appelés bétons fibrés à ultra hautes performances (BFUP). 3. Objectifs de l'invention L'invention a notamment pour but de remédier aux inconvénients de l'art 20 antérieur. Le but de l'invention est de fournir un panneau monolithique complètement lisse et étanche à l'eau incluant des éléments verriers ou vitreux. Un autre objectif de l'invention est de proposer un panneau composite en béton, de fabrication simple, peu coûteuse et présentant un caractère 25 esthétique. Un autre objectif de l'invention est de procurer un procédé simple de fabrication d'un panneau monolithique, permettant de réduire le temps de réalisation et la complexité d'un tel panneau. -3- 4. Résumé de l'invention Le panneau monolithique de construction, selon l'invention est notamment remarquable en ce qu'il est constitué par une plaque de béton fibré à ultra hautes performances (BFUP), dans laquelle sont incrustés ou implantés un ou plusieurs éléments verriers ou vitreux rigides, par l'intermédiaire d'un joint périphérique disposé autour de ce ou de ces éléments, ce joint étant constitué dans un matériau résilient, doté d'une étanchéité à l'eau et matérialisant une étanchéité chimique entre les éléments verriers ou vitreux et le BFUP, de sorte que ledit panneau monolithique présente une surface parfaitement lisse et to étanche. Ainsi le béton fibré BFUP employé étant un matériau qui présente, de par sa composition, une très bonne étanchéité, il n'est pas nécessaire d'étancher complémentairement la surface du panneau monolithique ou d'appliquer un traitement de surface à l'une ou à l'autre des surfaces dudit panneau après 15 moulage de ce dernier. Selon un mode d'exécution intéressant, les éléments verriers ou vitreux présentent une section rectangulaire, de sorte que leur bordure comporte une section polygonale délimitée par une surface latérale et par une sous-face périphérique, cette bordure est enclavée dans une feuillure que présente le 20 pourtour des vides de la plaque garnie desdits éléments, par l'intermédiaire d'un joint périphérique présentant une section en L, interposé entre lesdites surface latérale et sous-face, et les surfaces en regard de ladite feuillure. Selon un autre mode d'exécution, les éléments verriers ou vitreux présentent une section sensiblement trapézoïdale, de sorte qu'ils comportent 25 une bordure périphérique amincie enchâssée dans une gorge que présente le pourtour des vides de la plaque garnie desdits éléments, par l'intermédiaire d'un joint périphérique présentant une section de forme général en C, interposé entre lesdites surfaces en regard de ladite bordure amincie et de ladite gorge. De la sorte, chaque élément verrier ou vitreux incrusté se trouve solidement retenu dans la plaque de BFUP, ce qui prévient tout déplacement parasite et s'oppose efficacement à leur extraction accidentelle de ladite plaque. Selon un autre mode d'exécution intéressant, l'élément incrusté ou chaque élément incrusté est constitué par une feuille de verre et, de préférence, par une plaque de verre feuilleté recuit. Selon un autre mode de réalisation, l'élément incrusté ou chaque élément incrusté est constitué par du polycarbonate. Suivant un autre mode de réalisation, l'élément incrusté ou chaque Io élément incrusté, est constitué par une feuille de polyméthacrylate de méthyle (PMMA). Chaque élément verrier ou vitreux peut-être transparent, translucide ou opaque, coloré ou incolore. Selon une autre disposition caractéristique, le joint périphérique résilient 15 d'interface est réalisé est un joint en caoutchouc de synthèse du type : Polyisoprène synthétique ; ou, Éthylène-propylène-diène monomère. Avantageusement, le joint périphérique d'interface est un joint en mousse à cellules fermées. 20 L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un panneau monolithique du genre comprenant une plaque de béton fibré à ultra hautes performances (BFUP), dans laquelle sont incrustés ou implantés un ou plusieurs éléments verriers ou vitreux rigides. Selon le procédé de l'invention, on dispose un joint périphérique résilient, 25 doté d'une capacité d'étanchéité à l'eau et d'une capacité d'étanchéité chimique, autour d'un ou de plusieurs éléments verriers ou vitreux rigides généralement plats, on place cet élément ou chaque élément dans un moule de coffrage, aux emplacements souhaitables, selon la technique habituelle de moulage, et on coule le béton dans ledit moule, de sorte qu'après durcissement dudit béton, ledit -5- élément ou chacun desdits éléments se trouve solidement incrusté ou implanté dans la plaque de béton coulée. Préférentiellement, on applique un joint constitué par une bande souple, comportant au moins une surface munie d'un matériau adhésif, autour desdits éléments verriers ou vitreux, avant le positionnement dans le moule et le coulage du béton. 5. Brève description des dessins Les buts, caractéristiques et avantages ci-dessus, et d'autres encore, ressortiront mieux de la description qui suit et des dessins annexés, dans 10 lesquels : La figure 1 est une vue partielle et en coupe d'un panneau réalisé selon un premier exemple de réalisation. La figure 2 est une vue en perspective d'un exemple de conformation d'une plaque de béton fibré à ultra hautes performances (BFUP) comportant des 15 éléments verriers ou vitreux, selon l'invention. La figure 3 est une vue partielle agrandie et en coupe d'une plaque de béton BFUP avec un élément verrier ou vitreux, conformé selon un premier mode de réalisation de l'invention. La figure 4 est une vue partielle et en coupe d'une plaque de béton BFUP 20 avec un élément verrier ou vitreux, selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. 6. Description d'un mode de réalisation de l'invention On se réfère auxdits dessins pour décrire des exemples intéressants, quoique nullement limitatifs, de modes de réalisation du panneau composite 25 monolithique et de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. En se référant notamment aux figures 1 et 2, on peut voir que le panneau composite monolithique 1 de construction comprend une plaque 2 exécutée en béton fibré à ultra hautes performances, désigné par l'abréviation normalisée BFUP. 2962461 -6- Selon un mode d'exécution préféré de l'invention, la plaque 2 est constituée par du béton fibré à ultra hautes performances (BFUP) comportant par exemple, des fibres polymères ou métalliques. La nature des fibres diffère selon la destination du panneau et le procédé 5 de mise en oeuvre. Cette plaque 2 de béton fibré à ultra hautes performances (BFUP) selon l'invention, présente, par exemple, une épaisseur minimum de l'ordre de 30 mm. Cette plaque 2 de béton BFUP comporte au moins un et avantageusement une pluralité d'éléments verriers ou vitreux 3 incrustés ou implantés dans ladite plaque 2. Selon une première disposition caractéristique de l'invention, les éléments verriers ou vitreux 3 sont implantés dans des vides ménagés dans la plaque 2 BFUP, par l'intermédiaire d'un joint périphérique 5, disposé autour de chacun de ces éléments 3. Ce joint 5 est constitué dans un matériau résilient doté d'une étanchéité à l'eau et matérialisant une étanchéité chimique entre les éléments verriers 3 et le BFUP. Les éléments verriers 3, de préférence plats, sont constitués par une feuille de verre ou de plusieurs plaques de verre feuilleté recuit et rigide. Ces éléments verriers 3 peuvent être remplacés par des éléments vitreux ayant sensiblement les mêmes caractéristiques mécaniques et physiques que le verre, telles que par exemple, le polycarbonate ou le polyméthacrylate de méthyle (PMMA). Les éléments verriers ou vitreux 3 peuvent être transparents, translucides ou opaques, colorés ou incolores. Ils peuvent être de formes diverses et avoir une dimension extérieure de l'ordre de 50 à 1500 mm. La forme de ces éléments verriers ou vitreux 3, peut être choisie en fonction du but recherché, par exemple, effet esthétique ou objectif fonctionnel (création de puits de lumière dans l'application aux couvertures, ou de fenêtres dans l'application aux murs ou cloisons). 2962461 -7- Le joint périphérique 5, selon l'invention, comporte les caractéristiques suivantes : étanche à l'eau ; résilient mécanique durablement et dans toutes les conditions de 5 température ; sans fluage ; résistant à la compression ; excellente mémoire de forme ; excellente résistance aux UV ; 10 excellente résistance aux gel/dégel ; excellent vieillissement aux intempéries ; excellente durabilité. Avantageusement, les joints périphériques 5 sont constitués par du caoutchouc de synthèse du genre EPDM (Éthylène-propylène-diène monomère) 15 ou du genre Polyisoprène synthétique. Ce caoutchouc peut être une mousse à cellules fermées. Toutefois, tout autre type de joint ayant les mêmes caractéristiques susmentionnées peut être employé avec les éléments verriers ou vitreux 3. Selon un premier mode de réalisation de l'invention illustré à la figure 3, 20 les éléments verriers ou vitreux 3 comprennent un profil sensiblement rectangulaire. Leur bordure 7 comportant une section polygonale délimitée par une surface latérale 8 et par une sous-face 9 périphérique, est enclavée dans une feuillure 4, que présente le pourtour des vides de la plaque 2 garnie desdits éléments 3. La bordure 7 des éléments verriers ou vitreux 3 est insérée par 25 l'intermédiaire d'un joint périphérique 5 présentant une section en L qui est interposé entre lesdites surfaces latérale 8 et sous-face 9, et les surfaces 10 en regard de ladite feuillure 4. De la sorte, l'élément verrier ou vitreux 3 peut être retiré facilement en cas de dommage. 2962461 -8- Selon un autre mode de réalisation de l'invention illustré à la figure 4, les éléments verriers ou vitreux 3 présentent une section sensiblement trapézoïdale et une bordure périphérique 7'amincie enchâssée dans une gorge 11 de profil complémentaire que présente le pourtour des vides de la plaque 2 garnie desdits 5 éléments 3. La bordure 7' de l'élément verrier ou vitreux 3 est insérée par l'intermédiaire d'un joint périphérique 5 présentant une section de forme générale en C, enveloppant ladite bordure 7' amincie et interposé entre lesdites surfaces 12 de l'élément verrier ou vitreux 3 en regard de ladite gorge 11. De la sorte, chaque élément verrier ou vitreux 3 incrusté se trouve 10 solidement retenu dans la plaque 2 de BFUP, ce qui prévient tout déplacement parasite et s'oppose efficacement à l'extraction accidentelle des éléments 3 de ladite plaque 2 de BFUP. Selon le procédé de l'invention, on dispose un joint périphérique 5 constitué par un joint résilient doté d'une capacité d'étanchéité à l'eau et d'une 15 capacité d'étanchéité chimique, autour d'un ou de plusieurs éléments verriers ou vitreux 3 rigides, généralement plats. De manière avantageuse, on place cet élément 3 ou chaque élément 3 aux emplacements souhaitables dans un moule de coffrage 20 adapté aux dimensions et aux formes désirées du panneau 1 à fabriquer, selon une 20 technique habituelle de moulage. On coule le béton fibré ultra hautes performantes dans ledit moule de coffrage 20, de sorte qu'après durcissement dudit béton, ledit élément 3 ou chacun desdits éléments 3 se trouve solidement incrusté ou implanté dans la plaque 2 de béton coulée. 25 Pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, le joint 5 est constitué par une bande souple munie d'une surface 6 enduite d'un matériau adhésif par l'intermédiaire de laquelle, le joint 5 est fixé sur la bordure 7, 7' de chacun des éléments verriers ou vitreux 3, avant positionnement dans le moule 20 et le coulage du béton. -9- Le procédé est donc simple, sans apport de matériaux et de main d'ceuvre supplémentaires. Dans un autre mode d'exécution, selon le panneau monolithique 1 à fabriquer et sa destination, le béton fibré ultra hautes performances peut être 5 coulé, par exemple: - à plat et à l'endroit ; verticalement sur chant ; ou, par injection. Les chants, et notamment les chants délimitant les grands cotés des 10 panneaux 1 peuvent être exécutés de manière connue en soi, pour permettre un assemblage étanche des panneaux 1. REVENDICATIONS1. Panneau monolithique (1) de construction comprenant une plaque (2) de béton fibré ultra hautes performances (BFUP), caractérisé en ce que ladite plaque (2) de béton fibré BFUP comporte un ou plusieurs éléments verriers ou vitreux (3) rigides incrustés ou implantés par l'intermédiaire d'un joint périphérique (5) disposé autour de ce ou de ces éléments (3), ledit joint (5) étant constitué dans un matériau résilient, doté d'une étanchéité à l'eau et matérialisant une étanchéité chimique entre les éléments verriers (3) et le BFUP, de sorte que ledit panneau monolithique (1) présente une surface lisse et étanche. 2. Panneau monolithique (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments verriers ou vitreux (3) présentent une section rectangulaire de sorte que, leur bordure (7) comportant une section polygonale délimitée par une surface latérale (8) et par une sous-face (9) périphérique, cette bordure (7) est enclavée dans une feuillure (4) que présente le pourtour des vides de la plaque (2) garnie desdits éléments (3), par l'intermédiaire d'un joint périphérique (5) présentant une section en L, interposé entre lesdites surfaces latérale (8) et sous-face (9), et les surfaces (10) en regard de ladite feuillure (4). 3. Panneau monolithique (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments verriers ou vitreux (3) présentent une section sensiblement trapézoïdale de sorte qu'ils comportent une bordure (7') périphérique amincie et enchâssée dans une gorge (11) que présente le pourtour des vides de la plaques (2) garnie desdits éléments (3), par l'intermédiaire d'un joint périphérique (5) présentant une section de forme général en C, interposé entre lesdites surfaces (12) en regard de ladite bordure (7') amincie et de ladite gorge (11). 2962461 -11- 4. Panneau monolithique (1) de construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément (3) incrusté ou chaque élément (3) incrusté est constitué par une feuille de verre et, de préférence, par une plaque de verre feuilleté recuit. 5. Panneau monolithique (1) de construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément (3) incrusté ou chaque élément (3) incrusté est constitué par du polycarbonate. 10 6. Panneau monolithique (1) de construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément (3) incrusté ou chaque élément (3) incrusté, est constitué par une feuille de polyméthacrylate de méthyle (PMMA). 15 7. Panneau monolithique (1) de construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chaque élément (3) incrusté peut-être transparent, translucide ou opaque, coloré ou incolore. 8. Panneau monolithique (1) de construction selon les revendications 1 à 7, 20 caractérisé en ce que le joint périphérique (5) d'interface est un joint en caoutchouc de synthèse du type : Polyisoprène synthétique, Éthylène-propylène-diène monomère. 25 9. Panneau monolithique (1) de construction selon les revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le joint périphérique (5) est un joint en mousse à cellules fermées. 5- 12 - 10. Procédé de fabrication d'un panneau monolithique (1) de construction en béton fibré à ultra hautes performances selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'on dispose un joint périphérique (5) résilient, doté d'une capacité d'étanchéité à l'eau et d'une capacité d'étanchéité chimique, autour d'un ou de plusieurs éléments verriers ou vitreux (3) rigides, généralement plats, on place cet élément (3) ou chaque élément (3) dans un moule de coffrage (20), aux emplacements souhaitables, selon la technique habituelle de moulage, et on coule le béton fibré à ultra hautes performances dans ledit moule (20), de sorte qu'après durcissement dudit béton, ledit élément (3) ou chacun desdits éléments (3) se trouve solidement incrusté ou implanté dans la plaque (2) de béton coulée. 11. Procédé de fabrication d'un panneau monolithique (1) suivant la revendication 10, caractérisé en ce que l'on applique un joint (5) constitué par une bande souple, comportant au moins une surface (6) munie d'un matériau adhésif autour desdits éléments verriers ou vitreux (3), avant le positionnement dans le moule (20) et le coulage du béton.20