Brevet FR3015995A1 — publié le 20150703

La présente invention se rapporte principalement au domaine des bâtiments et des ouvrages d'art, particulièrement du coffrage, et, plus généralement à tout domaine pour lequel un volume vide doit être garni d'un remplissage. Ce remplissage étant un mélange de matériaux solides et d'un fluide. Un tel remplissage peut être un béton, constitué d'un mélange de granulats de 15 différentes dimensions, de ciment et d'eau. Pour réaliser des ouvrages en béton, on utilise généralement des coffrages. Pour que ces coffrages puissent supporter la pression hydrostatique du béton frais, on utilise généralement des tiges de serrage reliant entre eux deux 20 panneaux de coffrage en vis-à-vis dont l'écartement est maintenu à l'aide d'entretoises tubulaires, chaque entretoise formant un fourreau pour une tige de serrage respective. Une telle méthode traditionnelle de coffrage impose des panneaux capables de résister à la pression hydrostatique, donc souvent lourds et encombrants, nécessitant des moyens de levage importants. Il existe des 25 panneaux plus léger, en aluminium, mais plus couteux et au moins tout aussi encombrants. La demande de brevet FR 07/03214 (Coffratherm) décrit un dispositif de coffrage filtrant permettant d'évacuer l'eau en excès, limitant drastiquement la 30 pression hydrostatique exercée par le béton frais. Néanmoins, avec un tel -2 dispositif, certaines fines sont entrainées par l'eau évacuée. Ces fines, ciment et sables, sont des particules de faibles dimensions, constituant essentiels du béton. Une première conséquence de l'absence de ces fines est l'augmentation de la porosité de l'ouvrage, ce qui a particulièrement pour conséquence un risque de corrosion notablement accru des armatures métalliques de l'ouvrage. Une autre conséquence, particulièrement du fait de la réduction de la quantité de ciment restante, est une réduction de la résistance de l'ouvrage. L'invention a notamment pour but de proposer un dispositif de coffrage permettant de réduire la pression hydrostatique tout en limitant la perte de fines, relativement aux dispositifs de coffrage de l'art antérieur. Selon un premier objet de l'invention, un tel panneau de coffrage est caractérisé en ce qu'il comprend des orifices filtrants traversant entre une face intérieure du panneau, destinée au coffrage d'un matériau de remplissage, et une face extérieure du panneau, chaque orifice ayant une section allant en se rétrécissant progressivement en allant de la face intérieure vers la face extérieure. Chaque orifice peut être séparé d'un autre par une cloison. Chaque cloison peut être formée de deux parois formant un dièdre, réunies en une crête du côté de la face intérieure, l'ouverture dudit dièdre étant de préférence maintenue par une nervure reliant les parois entre elles, côté extérieur. Ces cloisons comprennent avantageusement des aspérités, ces aspérités pouvant comprendre des perforations formées dans les cloisons entre l'intérieur et l'extérieur du panneau et/ou des redents formés sensiblement parallèles à une face intérieure ou extérieure dudit panneau. Avantageusement, les cloisons sont disposées selon un motif régulier, de préférence de sorte que les sections des orifices filtrants sont sensiblement hexagonales.30 -3 De préférence, le panneau comprend, le long d'au moins un de ses bords, des moyens de jonction prévus pour venir en prise avec des moyens de jonction complémentaires d'un autre panneau, de préférence par emboitement mutuel. Selon un deuxième objet, l'invention porte aussi sur un connecteur, caractérisé en ce qu'il comprend des premier moyens pour venir en prise avec un panneau de coffrage selon l'invention, de préférence par encliquetage au travers d'un orifice du panneau, et, à une extrémité opposée aux premiers moyens de prise, des deuxièmes moyens pour venir en prise avec des éléments complémentaires. Selon un troisième objet, l'invention porte sur un système de coffrage, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs panneaux selon le premier objet de l'invention. Plusieurs modes d'exécution de l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue partielle en perspective d'un premier mode de réalisation pour un panneau filtrant selon l'invention, depuis son côté intérieur, c'est-à-dire son côté prévu pour venir en contact avec le matériau de remplissage; - la figure 2 est une perspective, vue de l'intérieur, d'une alvéole pour le panneau de la figure 1; - la figure 3 est une perspective, vue de l'extérieur, de l'alvéole de la figure 2; - la figure 4 représente en perspective, l'intérieur de deux panneaux selon le mode de réalisation de la figure 1, notamment de bords desdits panneaux, le bord d'un premier panneau étant prévu pour s'emboiter dans le bord du deuxième ; - 4 - les figures 5 à 7 illustrent les modalités d'emboitement de deux bords tels que ceux de la figure 4; - la figure 8 illustre un connecteur utilisable pour le montage d'un système de coffrage utilisant un ou plusieurs panneaux du type de la figure 1; - les figures 9 et 10 illustrent des possibilités de montage du connecteur de la figure 8 dans un tel système de coffrage ; la figure 11 illustre un deuxième mode de réalisation pour un panneau coffrant selon l'invention, en même temps que les équilibres de forces résultant de la mise en oeuvre d'un matériau de remplissage dans un système de coffrage selon l'invention. La figure 1 illustre une vue d'une partie courante d'un panneau coffrant 1 selon l'invention, dont aucune des rives n'est représentée. Dans l'exemple illustré, le panneau s'étend parallèlement à un plan général Pi; le panneau forme une face intérieure et une face extérieure qui, dans l'exemple illustré, sont parallèles entre elles et avec le plan général Pl. La figure 1 montre la face intérieure du panneau 1, c'est-à-dire la face coffrante, destinée à venir en contact avec un matériau de remplissage. Le panneau 1 a la forme d'une grille ; cette grille est constituée d'alvéoles 2, chacune formée par des cloisons 3 entourant un orifice filtrant 4 traversant, ouvert à la fois sur la face intérieure et sur la face extérieure du panneau 1. Une telle alvéole 2, élément de base du panneau 1 est représentée isolément aux figures 2 et 3. Les orifices permettent l'évacuation rapide de l'eau en excès, utilisée pour la mise en oeuvre du remplissage mais inutile une fois le matériau en place. Comme illustré à la figure 1, chaque cloison 3 sépare deux orifices 4 voisins. Comme particulièrement illustré aux figures 2 et 3, les cloisons ont une section transversale sensiblement triangulaire formée de deux parois 6 se rejoignant pour former ensemble une crête 7, la crête 7 ayant sensiblement la forme d'une portion de cylindre parallèle à la face intérieure du panneau 1, les crêtes 7 sont sensiblement coplanaires entre elles et parallèle au plan général Pl. Dans l'exemple illustré, les parois 6 d'une même cloison 3 sont reliées entre elles du côté extérieur par une nervure 9, formant raidisseur. La nervure 9 assure le maintien d'une ouverture constante, côté extérieur, du dièdre formé par les deux parois 6 correspondantes. Dans l'exemple illustré, les cloisons 3 sont disposées selon un motif hexagonal régulier. Ainsi, les orifices 4 ont une section hexagonale diminuant progressivement depuis la face extérieure vers la face intérieure du panneau 1. Les cloisons 3 comprennent des aspérités ; dans l'exemple illustré aux figures 1 à 3, ces aspérités sont formées par des perforations 8, traversant les parois 6 perpendiculairement au plan général Pl. La figure 11 illustre une coupe sur une alvéole 2 d'un deuxième mode de réalisation pour un panneau selon l'invention. Ce mode de réalisation diffère notamment de celui des figures 1 à 3 en ce que les aspérités sur les parois 6 des cloisons 3 sont des redents 18, s'étendant sensiblement parallèlement au plan général Pi. La figure 11 illustre aussi le mode de fonctionnement d'un panneau selon l'invention, notamment en ce qu'il permet de retenir les fines, sables et ciment, nécessaires à la pérennité du remplissage 11 contenu par la face intérieure du panneau. Ce remplissage est généralement composé d'un mélange de solides de différentes granulométries avec un fluide. Le fluide peut être un liquide ou un gaz. Dans le cas d'un béton, il est généralement constitué de ciment, de graviers, de sables, de fines et d'eau. Pour assurer un bon remplissage et enrobage, le produit de remplissage est mis à l'état fluide par l'ajout d'une quantité de fluide supérieure à celle des espaces entre grains solides qui composent le remplissage, et à celle, stoechiométrique, nécessaire à la réaction chimique de « prise » du mélange. La demi-coupe supérieure de la figure 11 illustre l'équilibre des forces en phase dynamique. C'est-à-dire lors de la mise en place du remplissage. Pendant la phase dynamique le produit de remplissage est soumis aux forces suivantes : e Dans le sens négatif, c'est-à-dire allant de l'intérieur vers l'extérieur du panneau : o La pression interne Fi (hydrostatique) dont les forces sont proportionnelles à la section interne, la plus grande, de l'orifice 4. e Dans le sens positif, c'est-à-dire allant de l'intérieur vers l'intérieur du panneau : o La pression extérieure F2 (atmosphérique) dont les forces sont proportionnelles à la section extérieure S2, la plus étroite, de l'orifice 4. o Les forces de frottement F3 (effet de bord) dont la résultante dépend de : Les aspérités 8,18 de la paroi de la grille filtrante et du produit de remplissage ; et, El de l'angle A6 (par exemple 300) de la paroi 6 de la de la cloison 3 ; o Les forces dues à la cohésion interne du produit de remplissage. Cette dernière est interne et dépend en majeure partie de la mise en contact entre eux des éléments solides qui rentrent dans la composition du remplissage. Cette mise en contact est fonction du serrage et donc de l'angle a de la paroi 6; et, o Les forces de réaction F4 de la cloison 3 sur le produit de remplissage, fonction de l'angle A6 de la paroi 6. -7 L'ensemble de ces forces concoure à l'essorage du remplissage 11, c'est-à-dire à l'évacuation du fluide en excès, et à la retenue des fines. La demi-coupe inférieure de la figure 11 illustre l'équilibre des forces en phase statique, une fois le remplissage en place. Dans cette phase, les effets de bord ont disparu, le produit de remplissage est en équilibre sous les seules forces suivantes : 0 Dans le sens négatif : o La pression interne, Brownien, F1B ; 0 Dans le sens positif : o La pression extérieure F2 (atmosphérique) dont les forces sont proportionnelles à la section extérieure S2, o Les forces dues à la cohésion interne du produit de remplissage. Cette dernière est interne et dépend en majeure partie de la mise en contact entre eux des éléments solides qui rentrent dans la composition du remplissage ; o Les forces de réaction F3 de la cloison 3 sur le produit de remplissage, fonction de l'angle A6 de la paroi 6. Si la résultante de ces forces se trouvait négative, le serrage interne des constituants solides du produit de remplissage s'opposerait à tout déplacement. Les figures 4 à 7 illustrent un mode d'assemblage de panneaux coffrants 1A, 1B selon l'invention. Chaque panneau 1, 1A, 1B comprend au moins un profil de jonction femelle 12 et un profil de jonction mâle 13, chacun formant un bord respectif dudit panneau, de sorte que le profil mâle d'un panneau 1B est prévu pour pouvoir s'emboîter dans le profil femelle 12 d'un autre panneau 1A. Les bords s'étendent sensiblement parallèlement au plan général PlA, P1B de leur panneau respectif 1A, 1B. Dans l'exemple illustré, chaque panneau a une forme généralement rectangulaire dans son plan général respectif, de sorte que chacun des profils 12, 13 est sensiblement rectiligne. La figure 4 illustre partiellement : - un premier panneau 1A, dont un bord femelle 12 est représenté ; et, - un deuxième panneau 1B dont un bord mâle 13 est représenté. Le profil mâle 13 a une section sensiblement circulaire de diamètre D13, tronquée de deux méplats 14 en vis-à-vis l'un de l'autre, les méplats forment un angle A14 non nul et non droit, de préférence compris entre 30 et 60 degrés, avec le plan général P1B du panneau 1B correspondant ; dans l'exemple illustré, l'angle A14 est voisin de 45 degrés. Les méplats sont séparés l'un de l'autre d'une distance L14. Le profil femelle 12 comprend des couples 16,16 de griffes 16 en vis-à-vis l'une de l'autre, les couples 16,16 étant régulièrement répartis le long du profil 12 selon un pas correspondant à celui d'orifices de rive 4B dont le profil mâle 13 constitue une paroi, de sorte que les griffes puissent pénétrer sans gêne dans cet orifice de rive 4B. Les griffes 16 forment entre elles un cylindre creux de diamètre D12, voisin du diamètre D12 du profil mâle, pour y recevoir le profil mâle 13. Les griffes forment en outre, entre leurs extrémités, un passage 17 de largeur L17 pour introduire le profil mâle dans le cylindre creux. La largeur L17 du passage 17 est supérieure à la distance L14 séparant les méplats 14, et inférieure au diamètre D13 du profil mâle. Dans l'exemple illustré à la figure 4, les griffes 16 ne sont pas en vis-à-vis direct l'une de l'autre mais en quinconces, ce qui facilite la fabrication du panneau, que ce soit par moulage ou par emboutissage.25 Comme illustré aux figures 5 à 7, où seul un détail de chaque panneau 1A, 1B est représenté, pour assembler les deux panneaux 1A, 1B : - on dispose le profil mâle 13 et le profil femelle 12 de sorte que les méplats 14 soient alignés avec le passage 17 ; puis, - on introduit le profil mâle dans le cylindre creux formé par les griffes 16, au travers du passage 17 ; et enfin, - on fait pivoter le profil mâle dans le profil femelle, pour mettre les panneaux 1A, 1B dans une position relative choisie. Dans l'exemple illustré à la figure 7, les deux panneaux sont coplanaires. Du fait de l'angle Al2 des méplats relativement au plan général P1B et de la largeur L17 du passage 17, lorsque deux panneaux 1A, 1B sont assemblés à angle droit, ou coplanaires (tels qu'à la figure 7), qui sont les deux cas les plus courants, le profil mâle 13 présente une largeur D13 supérieure à celle du passage 17 dans le profil femelle 12. Ainsi, les panneaux 1A, 1B sont indissociablement solidarisés. Quel que soit l'angle Al2, il en va de même chaque fois que, dans une position relative de deux panneaux, les méplats 14 ne sont pas alignés avec le passage 17. La figure 8 représente un connecteur 20 utilisable dans un système de coffrage utilisant un ou plusieurs panneaux 1 selon l'invention. Un tel connecteur permet de fixer un élément sur un tel panneau. Cet élément peut notamment être : - un écarteur destiné à assurer l'enrobage des aciers servant d'armature, notamment lorsque le remplissage est un béton armé ; ou, - - un profil de jonction d'un autre panneau pour assurer la fermeture d'un coffrage dans un plan sécant à une face d'un premier panneau. Dans l'exemple illustré, le connecteur 20 est réalisé d'une seule pièce en un matériau plastique. Deux ressorts 21 s'étendent depuis une base 22 du - 10 - connecteur. Chaque ressort comprend, à son extrémité opposée à la base 22 deux extension latérales 23. Chaque ressort est prévu pour se déformer élastiquement afin de pénétrer au travers d'un orifice 4 respectif, de sorte que la base 22 vient en appui contre la face intérieure du panneau 1 et les extensions 23 en appui contre la face extérieure de ce même panneau, comme particulièrement illustré à la figure 9. Ainsi, les ressorts assurent la fixation du connecteur avec le panneau. Le connecteur comprend en outre un corps 24 s'étendant depuis la base à l'opposé des ressorts 21. Ce corps comprend avantageusement des ouvertures 25 qui favorisent la mise en place du matériau de remplissage. Le connecteur 20 comprend à une extrémité distale 26, opposée aux ressorts 21 relativement au corps 24, des moyens de prise 27,28. Dans l'exemple illustré, ces moyens de prise sont des encoches 27,28. Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits. Ainsi, un panneau coffrant selon l'invention peut ne pas être plan, mais par exemple cylindrique. Les orifices filtrants peuvent avoir une autre section qu'hexagonale, par exemple carrée ou circulaire, des orifices de sections différentes pouvant cohabiter sur un même panneau coffrant. L'invention permet de remettre en contact physique les composés solides du produit de remplissage dès que le produit de remplissage atteint la grille filtrante. Sous cette condition, le produit de remplissage passe de l'état fluide à celui d'un solide « Brownien ». Cette disposition permet de réduire la pression interne (de 85 %) et dans le même rapport les efforts supportés par la grille filtrante. Par voie de conséquence, il devient possible de réduire la quantité de matière de la grille filtrante et donc son prix et son poids. L'invention permet donc de faire passer le produit de remplissage de l'état fluide à solide évacuant vers l'extérieur le fluide en excès qui a mis les éléments solides en suspension tout en évitant d'entraîner avec les parties fines du produit de remplissage. En effet, cette élimination aurait des effets néfastes sur les caractéristiques mécaniques, isolantes ou autres visées pour l'application pour laquelle (ou lesquelles) le produit de remplissage est choisi. L'invention permet que l'effet de voûte qui va se constituer en appui sur les bords des orifices filtrants du panneau se réalise le plus rapidement possible. L'invention permet d'obtenir en outre une porosité réduite en surface du remplissage et ainsi de garantir une durabilité des ouvrages en évitant les phénomènes de corrosion. Cet objectif est atteint par un serrage des solides qui constituent le produit de remplissage. Ce serrage est notamment fonction de la valeur de l'angle des parois. L'angle des parois a donc un rôle primordial à la fois sur la rapidité de la constitution de la voûte mais également sur la porosité de surface. Une aspérité des parois des orifices filtrant peut aussi, par exemple, être assurée par l'utilisation d'un matériau poreux ou absorbant, seule ou en combinaison avec les perforations et/ou des redents. En outre, la face intérieure et la face extérieure peuvent n'être ni planes, ni parallèles entre elles. REVENDICATIONS1. Panneau (1) de coffrage, caractérisé en ce qu'il comprend des orifices filtrants (4) traversant entre une face intérieure dudit panneau (1), destinée au coffrage d'un matériau de remplissage, et une face extérieure dudit panneau, chaque orifice (4) ayant une section allant en se rétrécissant progressivement en allant de ladite face intérieure vers ladite face extérieure. 2. Panneau (1) de coffrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque orifice (4) est séparé d'un autre par une cloison (3). 3. Panneau (1) de coffrage selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque cloison (3) est formée de deux parois (6) formant un dièdre réunies en une crête (7) du côté de la face intérieure, l'ouverture dudit dièdre étant de préférence maintenue par une nervure (9) reliant lesdites parois entre elles, côté extérieur. 4. Panneau (1) de coffrage selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les cloisons comprennent des aspérités (8,18). 5. Panneau (1) de coffrage selon la revendication 4, caractérisé en ce que les aspérités (8,18) comprennent des perforations (8) formées dans les cloisons (3) entre l'intérieur et l'extérieur du panneau (1) et/ou des redents (18) formés sensiblement parallèles à une face intérieure ou extérieure dudit panneau. 6. Panneau (1) de coffrage selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les cloisons sont disposées selon un motif régulier, de préférence de sorte que les sections des orifices filtrants sont sensiblement hexagonales.- 13 - 7. Panneau (1) de coffrage selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le panneau (1A,1B) comprend, le long d'au moins un de ses bords, des moyens de jonction (12,13) prévus pour venir en prise avec des moyens de jonction complémentaires (13,12) d'un autre panneau (1B,1A), de préférence par emboitement mutuel. 8. Connecteur (20), caractérisé en ce qu'il comprend des premier moyens (21) pour venir en prise avec un panneau (1) de coffrage selon l'une des revendications 1 à 7, de préférence par encliquetage au travers d'un orifice (4) dudit panneau, et, à une extrémité opposée auxdits premiers moyens de prise (21), des deuxièmes moyens (27,28) pour venir en prise avec des éléments complémentaires. 9. Système de coffrage, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs panneaux selon l'une des revendications 1 à 8.