Brevet FR3019198A1 — publié le 20151002

- 1 - DESCRIPTION La présente invention concerne le domaine du bâtiment, en particulier des éléments de construction auto-coffrant qui trouvent leur utilité dans la construction de parois en béton généralement armé. Plus précisément, des éléments de construction auto-coffrant, composés de deux éléments coffrant tenus à distance par un système d'écartement et à l'intérieur desquels on coule du béton armé de barres verticales et horizontales, suivant une étude préalable des armatures. Lesdits éléments coffrant permettent de faire le coffrage et sur lesquels un élément 10 de recouvrement est appliqué, après coulage du bêton. Ils sont de préférence en matière plastique expansée ayant une fonction d'isolation thermo-acoustique. Les éléments de constructions mentionnés ci-dessus ont démontrés jusqu'à présent des caractéristiques de légèreté très importantes lors de leur transport ou de leur utilisation sur le chantier ainsi que de faible coût, néanmoins ils présentent tous quelques limitations 15 techniques qui se présentent par: L'impossibilité de présenter des éléments de construction d'une hauteur d'étage tout en assurant une facilité d'accès à l'espace de coffrage pour procéder à la continuité des armatures horizontales et verticales suivant certaines contraintes L'inexistence de moyens de fixation de certains éléments liés à la stabilité de la 20 structure et un système d'échafaudage, lors du coulage du bêton et après coulage de celui-ci, et qui peuvent être associé de façon cohérente. Le béton est un matériau très résistant en compression, mais faible en traction et au cisaillement. Pour compenser ce déséquilibre, on incorpore dans la masse de béton des barres d'armature destinées à reprendre ces efforts. Ces armatures doivent être disposées 25 dans certains cas de façon horizontale et verticale formant ainsi un treillage en armatures assurant la rigidité de la structure. Afin de pouvoir assurer une armature en continu de façon horizontal et vertical, on procède généralement à un ajout de barres métalliques en utilisant le principe de recouvrement avec un enrobage qui peut varier selon des classes structurales et d'exposition environnementales. 30 Dans le cas d'un voile non armé, il est parfois nécessaire, selon la classe d'exposition environnementale et le risque sismique, de procédé à un chainage - 2 - périphérique au niveau des appuis et un ajout d'armatures de renfort au voisinage des angles de baies. Afin de construire ce genre de voile en bêton armé, en utilise généralement une banche servant de coffrage, outil utilisé dans les travaux de bâtiment et travaux publics pour coffrer les murs de béton généralement armé. On parle alors de béton banché. Ce système nécessite des parois coffrantes rigidifiées par des raidisseurs et tenus à distance par des écarteurs. Un système d'étaiement et d'échafaudage permet à l'utilisateur de pouvoir monter à une certaine hauteur afin de procéder au coulage du bêton. Les systèmes alternatifs de coffrage noyés comme par exemple, des éléments de 10 construction composés d'éléments coffrant en matière plastiques expansé, proposés à nos jours, ne comportent pas de système de fixation sur leurs faces extérieures permettant d'accueillir des raidisseurs ou un quelconque élément d'étaiement ou d'échafaudage. La continuité de barres verticales et horizontales à l'intérieur d'un élément de construction, sur le site, nécessite un accès à la zone des armatures, pour cela un 15 détachement de l'une des deux parois coffrantes est nécessaire. Le brevet italien N° FR 2 908 801, décrit un système de construction en éléments ou blocs, en coffrage perdu, préfabriqué munis de différents points de fixation soudés à une structure métallique noyée dans les éléments de constructions alourdis par celle-ci. Des barres verticales étant insérées dans les points de fixation ce qui condamne le détachement des blocs. Il décrit 20 également des piliers de renforcement attachés à l'aide de fils et en passant par des failles au niveau des jonctions entre les blocs disposés verticalement, ce qui implique inévitablement une disposition d'éléments de construction en plusieurs rangées superposées. De plus, l'application de brevet allemand DE 1 938 065 A1, décrit un élément de 25 construction comprenant une paire de panneaux de construction légères tenus à distance par une tige métallique en forme de U dont les deux extrémités sont emboitées de façon irréversible dans deux points de fixation opposés et insérés de l'extérieur des deux panneaux tenus en parallèle. Le brevet européen EP 0 693 597 A1, décrit des éléments de construction à 30 assemblage et à chevilles modulaires composés de deux panneaux de préférence en matière plastique expansé et tenus écarté par des tirants d'assemblage renforcés par des barres verticales et maintenus de l'extérieur des panneaux par des inserts. Pour le - 3 - renforcement de la structure en barres horizontales, celles-ci sont insérées dans des réservations dites « yeux » comprises dans un second type de tirant permettant une pose des barres horizontales sans pour autant pouvoir les attacher les unes aux autres d'où un risque de dislocation ou de délocalisation pendant les travaux de bétonnage, notamment dans le cas de pompage ou de vibrage . Une autre alternative est proposée c'est celle de pouvoir dévisser tous les inserts ce qui est finalement nécessaire afin de procéder à la continuité des barres verticales avec les attentes du plancher et la liaison des barres horizontales entre elles. Dans les deux cas, la manipulation qui permet le recouvrement et le chainage des armatures est laborieuse du point de vue pratique et difficile à exécuter sur le site. Les inserts cités dans ce brevet ne proposent pas de système de fixation sur la face de leur base extérieure et ne prend pas en compte d'éléments pouvant s'y attacher mise à part un système de revêtement. Résumé de l'invention Le problème technique énoncé ci-dessus est, par conséquent, de pouvoir proposer des éléments de constructions modulaires répondant à certaines conditions, à noter qu'il puisse : Être conçus de manière à pouvoir détacher ces panneaux coffrants en rendant accessible sa zone de ferraillage afin de pouvoir procéder de manière simple et rapide au recouvrement ou le chainage des armatures. Être équipé de système de fixation sur leurs faces externes afin de pouvoir recevoir de façon simple et rapide un système de stabilité ou/et d'échafaudage. Selon la présente invention, le problème technique susmentionné est résolu par un 25 élément de construction destiné à la construction de parois en béton généralement armé composé : - d'une paire d'éléments coffrant (6, 7) reliés entre eux à une distance prédéterminée par un moyen d'écartement; - d'au moins un assemblage à cheville destiné à fixer une structure d'étaiement 30 et/ou d'échafaudage ainsi qu'un élément de revêtement auxdits panneaux en matière plastique expansée, ledit assemblage à cheville comprenant au moins une paire de points d'accrochage (2a, 2b) opposés fixés aux panneaux grâce à une paire d'inserts (3, 4) encastrables aux panneaux par des moyens de vissage et reliés entre eux par un moyen d'écartement caractérisé en ce que ledit - 4 - écarteur (1) sensiblement en forme de Z possédant un crochet à chacune de ces deux extrémités, l'un en forme de L (12) et l'autre sensiblement en forme de U (13) et ayants une fonction d'accrochage, et en ce que ses dits moyens d'accrochage (12, 13) sont pourvus chacun d'un logement (17) permettant l'insertion de goupille (5) et assurant ainsi le maintien des deux éléments coffrant (6, 7) à une distance prédéterminée tout en les rendant totalement indépendant. Selon l'invention, son procédé de fabrication a été simplifié de façon à pouvoir assembler plusieurs éléments, entre outre, au minimum une paire d'élément coffrant avec un système d'assemblage à chevilles rendant les deux éléments indépendants afin de pouvoir mieux les manipuler sur le chantier, et tenus à distance par un système d'écartement. Ledit assemblage à chevilles est composé d'au moins une paire de points d'accrochage opposés fixés aux deux faces intérieures des éléments coffrants et parallèles, une paire d'inserts encastrables aux éléments coffrants au niveau de leurs faces extérieures et engagée dans les points d'accrochage par des moyens de vissage et un écarteur assurant le maintien des deux éléments coffrant à une distance prédéterminée tout en les rendant totalement indépendant. Lors de l'assemblage sur le site, les éléments de construction pouvant aller jusqu'à une hauteur d'étage, seront disposés l'un à côté de l'autre. Chaque élément de construction possédant une structure métallique composée de barres horizontales et verticales, posées et soudées de manière tangentielle auxdits écarteurs, suivant une étude préalable du ferraillage. Les éléments coffrants mentionnés ci-dessus doivent être de préférence en matière plastique expansé assurant à la fois une légèreté au niveau du transport, une résistance mécanique lors du coulage du bêton et une résistance thermique et acoustique considérable. Leurs épaisseurs peuvent varier entre 5cm et 35cm et une densité apparente de préférence comprise entre 20 et 25 Kg/m3. Leur procédé de fabrication est réalisé par expansion de façon connue et traité de manière appropriée avec des additifs d'ignifugation adaptés. Cet élément de construction à cheville modulaire de cette présente invention, peut être monté et démonté très rapidement grâce à son système d'écartement. En effet, la - 5 - forme avantageuse de l'écarteur sensiblement en Z comprend deux crochets à ses deux extrémités l'une en forme de L permettant à la structure métallique comprenant les écarteurs, un emboitement au niveaux des points d'accrochage placés sur l'un des deux éléments coffrants, et l'autre sensiblement en forme de U permettant au second élément coffrant, grâce aux points d'accrochage qu'il comprend, de s'emboiter à son tour sur celle- ci. Les deux crochets mentionnés ci-dessus comportent une deuxième particularité, ils sont tous deux pourvus d'un logement, se situant sur leurs tiges verticales à une distance définie, permettant l'insertion de goupille et assurant ainsi le maintien des deux éléments coffrants à une distance prédéterminée par l'écarteur. De cette manière et de façon avantageuse, les éléments coffrants peuvent être déplacés sur site sans qu'ils se détachent. Selon une caractéristique avantageuse de la présente invention, particulièrement appréciable dans le cas de coffrage de parois en béton armé, il est possible grâce au système d'écartement mentionné ci-dessus de retirer l'un des éléments coffrant, avant coulage du bêton, afin de pouvoir travailler directement sur les armatures. Lesdits inserts de la présente invention, présentent elles même une particularité, elles sont munies de points de fixation sur leurs bases extérieures pouvant accueillir des raidisseurs et des éléments d'étaiement, avec un système de vissage, afin de supporter la structure lors du coulage du bêton et maintenir des éléments d'échafaudage facilitant l'accès à la zone de la coulée sur la partie supérieur des éléments de construction. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, il est également possible grâce à l'assemblage à cheville mentionné ci-dessus, de retirer, après coulage et séchage du bêton, un ou deux éléments coffrants, ce qui permet de procurer un large choix architectural très important. Brève présentation des figures Les avantages de la présente invention décrits ci-dessus seront clarifiés par la description détaillée des figures mentionnées ci-après. La figure 1 représente une vue en perspective d'une coupe d'un élément de construction et illustre la disposition des différents constituants faisant objet de la présente invention. - 6 - La figure 2 représente une vue en perspective d'un assemblage modulaire à cheville d'un système d'écartement selon la présente invention. La figure 3 représente une vue en perspective d'un écarteur. La figure 4 représente une vue en perspective d'un point d'accrochage. La figure 5 représente une vue en perspective d'un insert. La figure 6 représente un détail en perspective et partiellement en coupe élément démonté donnant accès à l'espace du ferraillage. La figure 7 représente une vue en perspective de quelques éléments de construction modulaire à cheville avec un système de raidisseur. La figure 8 représente un détail en perspective mettant en évidence le système de fixation des éléments de stabilité sur les inserts de la présente invention. Description détaillée du mode de réalisation En référence aux figures annexées, la figure 1 représente un élément de construction faisant objet de la présente invention composé de deux éléments coffrants (6, 7), disposant sur leurs faces intérieures de multiples points d'accrochage, respectivement (2b, 2a), fixés par des moyens de vissage, respectivement avec des inserts (3, 4) et tenus écartés à une distance prédéterminée par des écarteurs (1). La position des écarteurs (1) est renforcée sur un plan tridimensionnel par un système d'armature composé de barres métalliques verticales (8) soudées au voisinage des courbures (14, 15), de barres métalliques (9), disposées sur un plan horizontal, posées sur la tige (11) et soudées au niveau de l'intersection des barres verticales (8), de l'écarteur (1) et des barres transversales de contreventement (10) des deux côtés opposés sur le plan horizontal et successifs sur le plan vertical. Lesdits écarteurs (1) sont maintenus dans un même plan longitudinal par des barres métalliques verticales (8) tangentes auxdits écarteurs (1) et soudées au niveau des courbures (14, 15) des crochets (12, 13) desdits écarteurs (1). Lesdits écarteurs (1) sont maintenus dans un même plan transversal par des barres métalliques horizontales (9) tangentes auxdits écarteurs (1), posées et soudées au niveau supérieur des courbures (14, 15) des crochets (12, 13) desdits écarteurs (1). - 7 - Lesdits renforts métallique de contreventement (10) sont maintenus dans un même plan longitudinal desdits écarteurs (1) et soudées au niveau des intersections des barres verticales (8) et desdits écarteurs (1). L'ensemble des barres métalliques (8, 9, 10) constituent une cage d'armature posée dans le volume (20) délimité par les deux panneaux (5, 6), et destiné à accueillir la coulée du bêton. Les figures 2 et 3 représentent le système d'écartement par assemblage à cheville, permettant aux deux éléments coffrants, d'une façon avantageuse, d'être à la fois tenus à une distance prédéterminée tout en étant détachable facilement. En effet, la forme sensiblement en Z de l'écarteur (1) permet de répondre à ces deux conditions par la formation de deux crochets (12,13) situés aux deux extrémités de la tige (11) engendrés successivement par les courbures (16,14) formant ainsi deux formes géométriques distinctes, l'une en L (12) pointant vers le bas et l'autre sensiblement en U (13) pointant vers le haut. De ce fait, la cage d'armature citée ci-dessus vient s'accrocher de façon avantageuse, par les crochets (12) fixés sur l'élément coffrant (7), en s'introduisant dans les logements (25) définis sur la figure 4 des points d'accrochage (2a), ensuite, vient s'accrocher l'élément coffrant (6) comprenant les points d'accrochage (2b) grâce à leurs logements (25) en s'emboitant sur les crochets (13) situés sur l'extrémité opposé de l'écarteur (1). D'une autre façon avantageuse, l'écarteur (1) comprend au niveau de ses deux crochets (12,13), des logements (17) permettant l'insertion de goupilles (5) ayant pour fonction le maintien des deux éléments coffrants (6, 7) comprenant lesdits points d'accrochage successivement (2b, 2a), facilitant ainsi la manipulation desdits éléments sur le site ou lors du transport. De préférence, les éléments coffrants doivent être en matière plastique expansée remplissant ainsi deux fonctions à la fois de coffrage permettant la délimitation de la coulée du bêton et fonctionnant après le bétonnage du voile comme des éléments d'isolation thermo-acoustique. Les deux éléments coffrant (6, 7) peuvent avoir des dimensions différentes selon l'indice d'isolation attendu par l'utilisateur. Des dimensions de 5cm et allant jusqu'à 35cm s'appliquent de préférence sur les éléments (7) formant la face extérieure du bâtiment. - 8 - Susdits éléments (6, 7) sont donc emprisonnés respectivement entre les assemblages formés par les collerettes (21) des points d'accrochage respectivement (2b, 2a) et les collerettes (31) des inserts (3, 4), et sont dotés de logement non repérés sur les figures ci-dessous facilitant la pénétration desdits éléments d'assemblage. Lesdits points d'accrochage (2a, 2b) sont composés d'une collerette (21) et d'un corps sensiblement cylindrique (23) avec un système de vissage pour faciliter leur assemblage avec les inserts (4, 3). Lesdits inserts (3, 4) possèdent une collerette (31) et un corps sensiblement cylindrique (32) encastrable dans lesdits éléments coffrants (6, 7) et engagés par des moyens de vissage (37) sur les extrémités du corps cylindrique (23) desdits points d'accrochage (2b, 2a) munis également de points de vissage. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, les inserts (3, 4) sont réalisés en matière plastique expansé, de préférence, en polyéthylène ou en polypropylène ou tout autre matériau ayant des caractéristiques mécaniques et thermiques similaire et sont dotés de deux zones de fixations par vissage (36, 37) séparés par un corps plein supprimant ainsi les ponts thermiques. Leurs dimensions varient selon l'épaisseur des éléments coffrants et ils peuvent également être dévissés des points d'accrochage après avoir coulé le bêton, grâce aux écrous (35) situés sur la base (34) des inserts (3, 4), rendant apparent le voile en bêton durci et élargissant de cette manière les possibilités techniques et architecturales. Le mode de réalisation de la figure 6, implique une procédure de décrochage d'un élément coffrant dit « interne », c'est-à-dire un élément coffrant se situant à l'intérieur du bâtiment, donnant d'une façon avantageuse, accès à la zone ferraillage. L'élément coffrant « interne » (6) est de ce fait décroché, de manière simple et rapide, de la cage d'armature grâce à son mode de fixation avantageux laissant apparent les armatures et facilitant de cette manière la procédure de liaison des barres verticales (8) avec les attentes (8') emmenant de la dalle sur un plan vertical, et l'ajout de barres horizontales (9') placées de façon tangentielle avec les barres (9) des deux cages d'armatures successives, créant ainsi une structure renforcée dite « en continue ». Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, les zones de fixations (36, 37) des inserts successivement (3, 4) servent à la fixation d'éléments d'échafaudage et de maintien facilitant de cette manière l'accès à la zone de coulée se - 9 - situant au niveau supérieur des éléments de construction et supportant les éléments coffrants (6) comme illustré sur la figure 7, avant la coulée du bêton. En effet, la figure 8, témoigne de la facilité de fixation d'un système d'échafaudage et d'étaiement (30) comportant une barre raidisseur verticale (100) appuyée au niveau de la jonction entre deux parois successives (6) et fixée sur la base des inserts (34) à l'aide de broches de serrage (103) facilitant et accélérant le montage sur site. Ces éléments d'échafaudage (30) assurant à la fois le maintien et le support des éléments coffrants (6) successifs sont renforcés par des raidisseurs horizontaux (102) appuyant également sur les parois (6) et fixés par le même principe de serrage mentionné ci-avant. Selon un autre mode de réalisation avantageux de la présente invention, non illustré, les zones de fixations (36), peuvent accueillir des éléments de recouvrement selon de multiples modes de fixation et suivant plusieurs techniques dépendant de l'élément de recouvrement choisi, comme par exemple, un enduit renforcé par un treillis soudé métallique ancré par vissage dans les zones de fixations ou par agrafage sur les bases (34) desdits inserts, ou un bardage de quelconque matériaux tenu par une structure vissé aux zones de fixation (36). 25 REVENDICATIONS1) Élément de construction destiné à la construction de parois en béton généralement armé composé : - d'une paire d'éléments coffrant (6, 7) reliés entre eux à une distance prédéterminée par un moyen d'écartement; - d'au moins un assemblage à cheville destiné à fixer une structure d'étaiement et/ou d'échafaudage ainsi qu'un élément de revêtement auxdits panneaux en matière plastique expansée, ledit assemblage à cheville comprenant au moins une paire de points d'accrochage (2a, 2b) opposés fixés aux panneaux grâce à une paire d'inserts (3, 4) encastrables aux panneaux par des moyens de vissage et reliés entre eux par un moyen d'écartement caractérisé en ce que ledit écarteur (1) sensiblement en forme de Z possédant un crochet à chacune de ces deux extrémités, l'un en forme de L (12) et l'autre sensiblement en forme de U (13) et ayants une fonction d'accrochage, et en ce que ses dits moyens d'accrochage (12, 13) sont pourvus chacun d'un logement (17) permettant l'insertion de goupille (5) et assurant ainsi le maintien des deux éléments coffrant (6, 7) à une distance prédéterminée tout en les rendant totalement indépendant. 2) Élément de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits écarteurs (1) sont maintenus dans un même plan longitudinal par des barres métalliques verticales (8) tangentes auxdits écarteurs (1) et soudées au niveau des courbures (14, 15) des crochets (12, 13) desdits écarteurs (1). 3) Élément de construction selon la revendication 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits écarteurs (1) sont maintenus dans un même plan transversal par des barres métalliques horizontales (9) tangentes auxdits écarteurs (1), posées et soudées au niveau supérieur des courbures (14, 15) des crochets (12, 13) desdits écarteurs (1). 4) Élément de construction selon les revendications 1, 2 et 3, comprenant des renforts métallique de contreventement (10) maintenus dans un même plan longitudinal desdits écarteurs (1) et soudées au niveau des intersections des barres verticales (8) et desdits écarteurs (1). 5) Élément de construction selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les deux crochets (12, 13), en forme de L (12) et de U (13), dudit écarteur (1) sont maintenus verticalement et ayant deux sens contraires ainsi pointant, respectivement, vers le bas et vers le haut. 6) Élément de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits points d'accrochage (2a, 2b) comprennent un logement (25) pour l'accrochage de l'écarteur (1).) Élément de construction selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que les crochets (12, 13) desdits écarteurs (1) s'emboitent parfaitement dans les logements (25) desdits points d'accrochage (2a, 2b). 8) Élément de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dits points d'accrochage (2a, 2b) sont composés d'une collerette (21) et d'un corps sensiblement cylindrique (23) avec un système de vissage pour faciliter leur assemblage avec les inserts (4, 3). 9) Élément de construction selon les revendications 1 et 8, caractérisé en ce que lesdits inserts (3, 4) possèdent une collerette (31) et un corps sensiblement cylindrique (32) encastrable dans lesdits éléments coffrants (6, 7) et engagés par des moyens de vissage (37) sur les extrémités du corps cylindrique (23) desdits points d'accrochage (2b, 2a) munis également de points de vissage. 10) Élément de construction selon les revendications 1 et 9, caractérisé en ce que lesdits inserts (3, 4) comprennent un moyen de fixation (35) accessible de leur base (34) permettant de fixer un moyen d'étaiement ou/et d'échafaudage (30). 11) Élément de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que les lesdits éléments coffrants (6, 7) comprennent un réseau uniforme de réservation de passage desdits inserts (3, 4).