Brevet FR2982629A1 — publié le 20130517

La présente invention se rapporte à un caisson de boîte d'attente conçu pour supporter des armatures métalliques de liaison entre deux éléments de construction en béton, et à une boîte d'attente comportant un tel caisson. Elle se rapporte plus particulièrement à un caisson de boîte d'attente conçu pour supporter des armatures métalliques, et assurer la mise en attente de ces armatures métalliques de liaison entre deux éléments de construction en béton, contigus et coulés l'un après l'autre. Dans le domaine technique de la construction d'ouvrages en béton coulé comportant plusieurs éléments de construction en béton armé, tels que des murs et des dalles, il est classique de mettre en place, sur les bords supérieurs ou latéraux de ces éléments, des armatures métalliques afin d'assurer une liaison mécanique entre les éléments contigus. En effet, quand deux éléments de construction doivent être réalisés ensemble et de manière contigüe, il est indispensable d'intégrer partiellement au premier élément coulé des armatures métalliques de liaison dans la zone destinée à être raccordée à l'autre élément qui sera coulé ultérieurement ; de telles armatures permettant l'obtention d'une liaison durable et résistante à la traction entre les deux éléments. Pour permettre l'intérgation de ces armatures métalliques dans la zone de raccordement des deux éléments de construction, il est d'usage d'employer un dispositif appelé boîte d'attente qui comporte généralement un caisson ouvert, dit caisson de boîte d'attente, et un couvercle de fermeture du caisson. Le caisson de boîte d'attente comporte classiquement un fond à partir duquel s'élève une paroi latérale périphérique. Le fond du caisson de boîte d'attente est conçu pour le passage des armatures métalliques, de sorte que le caisson de boîte d'attente emprisonne intérieurement des parties dites d'attente des armatures métalliques, et laisse des parties dites d'ancrage des armatures métalliques faire saillie à l'extérieur du caisson. Les parties d'ancrage des armatures métalliques présentent généralement une forme d'étrier, d'épingle, de boucle ou de brins. Les parties d'attente prolongent les parties d'ancrage à l'intérieur du caisson et sont généralement coudées provisoirement sensiblement à 90° de manière à s'étendre dans le caisson sans dépasser de celui-ci. Lors de la construction de l'ouvrage, le caisson de boîte d'attente est placé de manière que les parties d'ancrage des armatures métalliques se 5 trouvent noyées dans le premier élément de construction en béton coulé ; le caisson de boîte d'attente protégeant les parties d'attente des armatures métalliques du béton constitutif du premier élément de construction. Après la coulée du premier élément de construction, le couvercle est retiré pour permettre de redresser les parties d'attente des armatures métalliques 10 destinées à être noyées dans le deuxième élément de construction en béton coulé contigu au premier élément de construction. Suivant le matériau employé pour réaliser le caisson de boîte d'attente, le caisson en question est décoffré ou non, c'est-à-dire qu'il est respectivement ôté ou non ôté de l'ouvrage après la coulée du premier élément 15 de construction et avant la coulée du deuxième élément de construction. Lorsque le caisson n'est pas décoffré, il reste en place dans l'ouvrage, à la jonction des deux éléments de construction, tandis que lorsque le caisson est décoffré, il est retiré de l'ouvrage et est généralement mis au rebus. Pour réaliser ces caissons de boîte d'attente, il est connu de l'état 20 de la technique d'employer divers matériaux. Un premier matériau connu, notamment des documents FR 2 660 953 et FR 2 923 243, pour réaliser un caisson de boîte d'attente est le bois. De tels caissons, généralement réalisés à partir de planches en bois, présentent l'inconvénient majeur d'être difficilement décoffrables, c'est-à-dire 25 qu'il est particulièrement délicat de les retirer de l'ouvrage après la coulée du premier élément de construction. En outre, après décoffrage, ces caissons sont usuellement mis au rebus. Un deuxième matériau connu, notamment des documents FR 2 694 954, FR 2 710 937, EP 0 152 015 et FR 2 825 108, pour réaliser un 30 caisson de boîte d'attente est le carton. Néanmoins, les cartons, même sélectionnés parmi les cartons hydrofuges, présentent l'inconvénient essentiel de mal résister à l'humidité, et notamment donc au contact du béton. Pour éviter une dégradation trop rapide du carton, il est nécessaire de procéder au décoffrage assez rapidement, ce qui se fait au détriment de la qualité du béton, et notamment provoque l'apparition d'épaufrures ou autres irrégularités sur la surface du béton. En outre, l'opération consistant à éliminer le caisson de boîte d'attente est relativement difficile du fait que les déchirures sur le carton imbibé se produisent de façon aléatoire, et l'élimination se fait souvent par lambeaux. De plus, il arrive que le caisson soit écrasé par la poussée du béton pendant la coulée rendant extrêmement diffice l'extraction de ce dernier. Un troisième matériau connu, notamment des documents DE 1 953 1552, FR 2 904 348, FR 2 727 147, FR 2 890 091, FR 2 660 953 et FR 2 894 264, est le métal. De tels caissons, généralement réalisés à partir de tôle d'acier notamment galvanisé ou inoxydable, présentent de nombreux inconvénients. Un premier inconvénient réside dans la présence de bords en acier tranchant qui sont dangereux et impliquent des mesures strictes de sécurité. Un deuxième inconvénient est du au fait que, si un caisson en métal/acier n'est pas décoffré, il peut contribuer à accroitre le risque de nuire à l'étanchéité de la liaison entre les éléments de construction car l'interface béton/métal peut parfois laisser à désirer. Un troisième inconvénient est du au fait que, si un caisson en métal/acier est décoffré, il risque également de nuire à l'étanchéité de la liaison entre les éléments de construction car, après son retrait, ce caisson laisse sur le premier élément de construction une surface sensiblement lisse, avec peu d'aspérités, de sorte que le deuxième élément de construction sera coulé le long de cette surface sensiblement lisse et l'adhésion entre les deux éléments à leur interface commune risque d'être limité et donc de nuire à l'étanchéité entre les deux éléments. Ceci est aussi valable pour tous les autres produits à décoffrer. Un quatrième inconvénient est que, si le caisson en métal/acier est trop long par rapport aux besoins de l'ouvrage, il est nécessaire de découper ce caisson, ce qui impose une longue et difficile opération de sciage, au moyen d'une scie électrique adapté, sur le chantier de construction de l'ouvrage. Un cinquième inconvénient est le coût d'utilisation trop élevé avec l'emploi de pièces en métal/acier.De plus, un sixième inconvénient réside dans le fait que ce caisson se fait fréquement écraser pendant la coulée. Un quatrième matériau connu, notamment des documents FR 2 694 954, F R 2 615 226, FR 2 726 307, FR 2 894 264, FR 2 575 506, EP 0 252 696, US 4 984 401, FR 2 811 358, FR 2 825 108, FR 2 796 095, 35 FR 2 916 782 et FR 2 826 679, est le matériau synthétique ou plastique. Il est ainsi d'usage d'employer des matériaux synthétiques ou plastiques comme des résines , des polymères plastiques du type polychlorure de vinyle, polypropylène, polyéthylène, polyuréthanne, ou éventuellement du polypropylène alvéolaire. L'emploi de ces matériaux synthétiques ou plastiques présente de nombreux inconvénients dont le principal est souvent la complexité pour réaliser l'opération de décoffrage. En effet, ces matériaux présentent une certaine élasticité qui doit permettre la déformation du caisson de boîte d'attente lors de son décoffrage. Or, pour obtenir une rigidité suffisante de l'ensemble du caisson, il est nécessaire d'utiliser un matériau d'une épaisseur importante qui s'avère plus difficile à déformer, et pratiquement impossible à découper, du moins avec des outils courants. De plus, ces caissons sont généralement réalisés par moulage ou extrudage et présentent un état de surface sensiblement lisse de sorte que ces caissons, tout comme les caissons en métal/acier, risquent de nuire à l'étanchéité entre les deux éléments de construction car, après décoffrage, le caisson laissera sur le premier élément de construction une surface sensiblement lisse, avec peu d'aspérités. De plus, si le caisson en matériau synthétique ou plastique est trop long par rapport aux besoins de l'ouvrage, il est nécessaire de couper ce caisson, ce qui impose une longue et difficile opération de sciage, au moyen d'une scie électrique adapté, sur le chantier de construction de l'ouvrage. En outre, avec l'emploi du polychlorure de vinyle ou PVC, on observe au bout de quelques semaines une réaction chimique entre le caisson et le béton proprement dit qui rend difficile le décoffrage, et peut provoquer des arrachements de matière, sans compter la nocivité du chlore produit lors de la combustion de ces matériaux. Par ailleurs, l'hiver, les caissons PVC, se decoffrent par petits morceaux devenus cassants par le froid, d'où les inconvénients suivants : - Risque de blessure - L'intégralité du caisson peut ainsi être longue et fastidieuse à enlever. Autre défaut, il est plus aisé de décoffrer ce caisson une fois les aciers en attente redressés, or cela accroit le risque de blessure car ces derniers dépassent du béton pendant toute la préparation du matériel jusqu'à la coulée du béton contigue. La présente invention a notamment pour but de résoudre en tout ou 35 partie ces inconvénients. A cet effet, elle propose un caisson de boîte d'attente conçu pour supporter des armatures métalliques de liaison entre deux éléments de construction, ledit caisson présentant une paroi de fond à partir duquel s'élève au moins une paroi latérale, remarquable en ce que ledit caisson est réalisé dans un matériau de construction à base de ciment, de béton ou analogue. Un tel caisson réalisé dans un matériau de construction présente de nombreux avantages : - compatibilité chimique entre le caisson et les éléments de construction de l'ouvrage, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de décoffrer/retirer le caisson tout 10 en obtenant des interfaces caisson/élément de construction relativement étanches ; - avec l'emploi d'un tel matériau de construction, il est possible d'obtenir un caisson présentant une surface « rugueuse », avec de nombreuses aspérités et grains, de sorte que l'étanchéité au niveau des interfaces caisson/élément 15 de construction en est améliorée ; - un caisson en matériau de construction offre peu de danger à la manipulation ; - il est facile et rapide de raccourcir un tel caisson, si ce dernier est trop long par rapport aux besoins de l'ouvrage, simplement en cassant ce dernier avec 20 un marteau, en ayant éventuellement réalisé une amorce préalable de rupture au moyen d'une pince adéquate. De façon préférentielle, le caisson est réalisé d'un seul tenant, facilitant ainsi sa réalisation. Selon une caractéristique, le caisson est réalisé par coulage, 25 gunitage, et/ou moulage d'une chape fluide de matériau de construction à base de ciment, de béton ou analogue. Selon une autre caractéristique, la paroi de fond présente des zones de faiblesse destinées à être rompues pour permettre le passage des armatures métalliques à travers ladite paroi de fond, afin que la paroi de fond 30 supporte lesdites armatures métalliques. De façon avantageuse, les zones de faiblesse sont réalisées sous la forme de zones de moindre épaisseur ménagées dans la paroi de fond, permettant une réalisation aisée. Selon une possibilité de l'invention, le caisson comporte deux parois latérales longitudinales formant des flancs, et les parois latérales longitudinales et la paroi de fond présentent des surfaces internes respectives délimitant un espace de réservation pour des parties d'attente des armatures métalliques. Selon une caractéristique, les surfaces internes des parois latérales longitudinales sont inclinées par rapport à la surface interne de la paroi de fond selon un angle prédéterminé afin que l'espace de réservation s'élargisse à partir de la paroi de fond. Cette caractéristique est avantageuse pour permettre un bon ancrage du caisson dans le premier élément de construction, et une bonne cohésion de l'ouvrage. Selon une autre caractéristique, les parois latérales longitudinales et la paroi de fond présentent respectivement des surfaces externes opposées aux surfaces internes respectives, et les surfaces externes des parois latérales longitudinales sont inclinées par rapport à la surface externe de la paroi de fond selon un angle prédéterminé afin que la largeur du caisson diminue à partir de la paroi de fond. Les deux extrémités antérieures des bords s'éloignent par rapport 20 au fond, cela permet un bon remplissage du béton. On limite le risque de piéger des bulles d'air ou des poches d'eau. Le maçon a moins besoin de vibrer, cela évite la ségrégation. Cette caractéristique est avantageuse pour permettre un bon ancrage du caisson dans le second élément de construction, et une bonne 25 cohésion de l'ouvrage. De façon avantageuse, le caisson est réalisé dans un matériau de construction à base de fibrociment ou de béton renforcé de fibres. Ce matériau est en effet particulièrement avantageux en offrant au caisson une surface présentant des fibres améliorant l'accrochage du caisson sur les éléments de 30 construction en béton. L'invention se rapporte également à une boîte d'attente comportant un caisson conforme à l'invention et des armatures métalliques supportées par ledit caisson. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, de plusieurs exemples de mise en oeuvre non limitatifs, faite en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 est une vue en perspective d'un caisson de boîte d'attente conforme à l'invention avec des armatures métalliques prêtes à être supportées par le caisson ; - la figure 2 est une vue en perspective du caisson de boîte d'attente de la figure 1 supportant les armatures métalliques ; - les figures 3 et 4 sont des vues en perspective du caisson de boîte d'attente de la figure 1 lors de deux étapes successives de raccourcissement du caisson ; - les figures 5a à 5c sont des vues en coupe transversale de trois caissons de boîte d'attente conforme à l'invention ; - les figures 6a et 6b sont des vues en coupe longitudinale d'un caisson de boîte d'attente conforme à l'invention illustrant un premier type de zone de faiblesse, respectivement avant et après rupture de la zone de faiblesse par une armature métallique ; et - la figure 7 est une vue en coupe longitudinale d'un caisson de boîte d'attente conforme à l'invention illustrant un second type de zone de faiblesse. En référence aux figures 1 à 7, un caisson 1 de boîte d'attente est réalisé dans un matériau de construction à base de ciment, de béton ou analogue, comme par exemple dans un matériau de construction à base de fibrociment ou de béton renforcé de fibres. Plus généralement, il devra être bien compris que l'on pourra choisir tout matériau dit « aimant » le béton, et réciproquement. Ce caisson 1 est réalisé d'un seul tenant, formant ainsi une pièce monobloc, et est réalisé par : - coulage et/ou moulage d'une chape fluide de matériau de construction à base de ciment, de béton ou analogue ; et - solidification par séchage. 2 98262 9 8 D'un point de vue structurel, le caisson 1 est ouvert, allongé selon une direction longitudinale, et présente : - une paroi de fond 10 dans laquelle sont ménagées des zones de faiblesse 11 réalisées sous la forme de zones de moindre épaisseur ; 5 - deux parois latérales longitudinales 12 formant des flancs s'élevant sur les bords longitudinaux de la paroi de fond 10 ; et - deux parois latérales transversales 13 formant des parois d'extrémité s'élevant sur les bords transversaux de la paroi de fond 10. Comme illustré sur les figures 2 et 6b, la paroi de fond 10 est 10 conçue pour le passage d'armatures métalliques 2 à travers ces zones de faiblesse 11, de sorte que le caisson 1 emprisonne intérieurement des parties d'attente 20 des armatures métalliques 2, et laisse des parties d'ancrage 21 des armatures métalliques 2 faire saillie à l'extérieur du caisson 1. Les parties d'ancrage 21 des armatures métalliques 2 présentent une forme d'étrier, 15 d'épingle, de boucle ou de brins. Les parties d'attente 20 prolongent les parties d'ancrage 21 à l'intérieur du caisson 2 et sont éventuellement coudées provisoirement sensiblement à 90° de manière à s'étendre dans le caisson 1 sans dépasser de celui-ci ; ce coudage provisoire des parties d'attente 20 des armatures métalliques 2 n'étant pas illustré sur les figures. Il devra être bien 20 compris que ce caisson pourrait aussi en variante être coulé avec les armatures mises en place en préalable dans les moules ou pendant la coulée ou juste après pendant la phase de prise du matériaux. De la sorte, la paroi de fond 10 du caisson 1 supporte les armatures métalliques 2 qui forment des armatures de liaison entre deux 25 éléments de construction en béton (non illustrés). Les parois latérales longitudinales 12 et les parois latérales transversales 13 sont jointives et forment ensemble une seule et même paroi latérale s'étendant sur toute la périphérie de la paroi de fond 10, afin de délimiter intérieurement avec la paroi de fond 10 un espace de réservation 14 30 pour les parties d'attente 20 des armatures métalliques 2. De façon plus spécifique, les parois latérales longitudinales 12, les parois latérales transversales 13 et la paroi de fond 10 présentent des surfaces internes 120, 130, 100 respectives délimitant cet espace de réservation 14. En outre, les parois latérales longitudinales 12, les parois latérales transversales 13 et la paroi de fond 10 présentent des surfaces externes 121, 131, 101 respectives opposées aux surfaces internes 120, 130, 100 correspondantes. Dans une première réalisation illustrée en figure 5a, les surfaces internes 120 des parois latérales longitudinales 12 sont inclinées par rapport à la paroi de fond selon un angle obtus CI prédéterminé afin que l'espace de réservation 14 s'élargisse à partir de la paroi de fond 10, et les surfaces externes 121 des parois latérales longitudinales 12 sont inclinées par rapport à la surface externe 101 de la paroi de fond 10 selon un angle obtus e prédéterminé afin que la largeur du caisson 1 diminue à partir de la paroi de fond 10. Dans une seconde réalisation illustrée en figure 5b, les surfaces internes 120 des parois latérales longitudinales 12 sont inclinées par rapport à la paroi de fond selon un angle droit CI de sorte que l'espace de réservation 14 reste de largeur constante à partir de la paroi de fond 10, et les surfaces externes 121 des parois latérales longitudinales 12 sont inclinées par rapport à la surface externe 101 de la paroi de fond 10 selon un angle obtu e prédéterminé afin que la largeur du caisson 1 diminue à partir de la paroi de fond 10. Dans une troisième réalisation illustrée en figure 5c, les surfaces internes 120 des parois latérales longitudinales 12 sont inclinées par rapport à la paroi de fond selon un angle obtus CI prédéterminé afin que l'espace de réservation 14 s'élargisse à partir de la paroi de fond 10, et les surfaces externes 121 des parois latérales longitudinales 12 sont inclinées par rapport à la surface externe 101 de la paroi de fond 10 selon un angle droit e de sorte que la largeur du caisson 1 reste constante à partir de la paroi de fond 10. Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 1 à 4, les zones de faiblesse 11 de présentent sous la forme de lignes transversales de moindre 30 épaisseur, régulièrement réparties sur la paroi de fond 10. Dans le mode de réalisation des figures 6a et 6b, les zones de faiblesse 11 se présentent sous la forme d'encoches ménagées à la fois dans la surface externe 101 et dans la surface interne 100 de la paroi de fond 10. Dans le mode de réalisation de la figure 7, les zones de faiblesse 11 se présentent sous la forme d'encoches ménagées uniquement dans la surface externe 101 de la paroi de fond 10. En référence aux figures 3 et 4, pour raccourcir un caisson 1 5 conforme à l'invention, il suffit par exemple de suivre le procédé suivant : - réalisation de deux amorces de rupture 14 dans les parois latérales longitudinales 12 respectives, de telles amorces de rupture 14 se présentant sous la forme d'entailles obtenues notamment au moyen d'une pince adéquate ; 10 - rupture du caisson 1 au niveau de ces amorces de rupture 14 en utilisant par exemple un marteau pour casser ce caisson 1. La partie 15 du caisson 1 de longueur adéquate ne présentant pas de paroi d'extrémité, il suffira par exemple d'employer un tissu ou tout autre moyen adapté pour boucher le caisson 1 et éviter ainsi que du béton fluide ne 15 rentre dans l'espace de réservation 14. Bien entendu l'exemple de mise en oeuvre évoqué ci-dessus ne présente aucun caractère limitatif et d'autres améliorations et détails peuvent être apportés au caisson de boîte d'attente selon l'invention, sans pour autant sortir du cadre de l'invention où d'autres matériaux de construction et/ou 20 d'autres formes de zones de faiblesse et/ou d'autres formes de caisson peuvent par exemple être réalisées. REVENDICATIONS1. Caisson (1) de boîte d'attente conçu pour supporter des armatures métalliques (2) de liaison entre deux éléments de construction, ledit caisson (1) présentant une paroi de fond (10) à partir duquel s'élève au moins une paroi latérale (12 ; 13), caractérisé en ce que ledit caisson (1) est réalisé dans un matériau de construction à base de ciment, de béton ou analogue. 2. Caisson (1) selon la revendication 1, dans lequel le caisson (1) est réalisé d'un seul tenant. 3. Caisson (1) selon les revendications 1 ou 2, dans lequel le caisson (1) est réalisé par coulage, gunitage, et/ou moulage d'une chape fluide de matériau de construction à base de ciment, de béton ou analogue. 4. Caisson (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la paroi de fond (10) présente des zones de faiblesse (11) destinées à être rompues pour permettre le passage des armatures métalliques (2) à travers ladite paroi de fond (10), afin que la paroi de fond (10) supporte lesdites armatures métalliques (2). 5. Caisson (1) selon la revendication 4, dans lequel les zones de faiblesse (11) sont réalisées sous la forme de zones de moindre épaisseur ménagées dans la paroi de fond (10). 6. Caisson (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comportant deux parois latérales longitudinales (12) formant des flancs, et dans lequel les parois latérales longitudinales (12) et la paroi de fond (10) présentent des surfaces internes (120 ; 100) respectives délimitant un espace de réservation (14) pour des parties d'attente (20) des armatures métalliques (2). 7. Caisson (1) selon la revendication 6, dans lequel les surfaces internes (120) des parois latérales longitudinales (12) sont inclinées par rapport à la surface interne (100) de la paroi de fond (10) selon un angle (CI)prédéterminé afin que l'espace de réservation (14) s'élargisse à partir de la paroi de fond (10). 8. Caisson (1) selon les revendications 6 ou 7, dans lequel les parois latérales longitudinales (12) et la paroi de fond (10) présentent respectivement des surfaces externes (121 ; 101) opposées aux surfaces internes (120 ; 100) respectives, et dans lequel les surfaces externes (121) des parois latérales longitudinales (12) sont inclinées par rapport à la surface externe (101) de la paroi de fond (10) selon un angle (0) prédéterminé afin que la largeur du caisson (1) diminue à partir de la paroi de fond (10). 9. Caisson (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le caisson (1) est réalisé dans un matériau de construction à base de fibrociment ou de béton renforcé de fibres. 10. Boîte d'attente comportant un caisson (1) conforme à l'une quelconque des revendications précédentes et des armatures métalliques (2) supportées par ledit caisson (1).20