Brevet FR3025543A1 — publié le 20160311

Domaine technique La présente invention se situe dans le domaine de la construction de bâtiments et plus particulièrement la 5 réalisation de parois en béton pour de tels bâtiments. L'invention concerne plus précisément encore la réservation d'ouvertures, principalement pour des portes ou fenêtres, dans un mur à obtenir par coulage de béton, en place ou en préfabrication, et concerne spécifiquement 10 les dispositifs utilisés à cette fin et leur mise en oeuvre. Technique antérieure 15 Il existe typiquement deux manières d'obtenir de telles ouvertures. Dans un premier cas, on dispose à l'endroit prévu, entre les banches de coulée, un coffrage, encore appelé mannequin, de dimensions extérieures correspondantes à 20 celles de l'ouverture désirée, et le béton est ensuite coulé entre les banches et directement au contact des parois du coffrage. Le coffrage est pourvu de renforts pour maintenir l'écartement des parois opposées et éviter leur 25 fléchissement sous la pression du béton liquide. Après durcissement et dépose des banches, le coffrage est enlevé en le glissant transversalement au plan du mur. Pour permettre la sortie du coffrage, on donne aux parois de ce dernier une légère obliquité ou dépouille, 30 encore appelée " fruit ", qui facilite le décoffrage. Cela est bien connu et permet de plus de récupérer les coffrages sans qu'ils soient détériorés, pour une 302 5 543 2 réutilisation ultérieure. Les châssis ou cadres de portes ou fenêtres peuvent ensuite être mis en place et fixés dans les ouvertures ainsi obtenues, de diverses manières connues de l'homme 5 du métier. Dans l'autre cas, ce sont les huisseries, châssis ou cadres généralement métalliques de portes ou fenêtres, qui sont placées entre les banches et servent alors directement de coffrage, le béton étant coulé directement 10 au contact de ces huisseries. Dans ces cas aussi, des renforts doivent être placés pour éviter le fléchissement des montants ou traverses de ces cadres sous la pression du béton liquide. Les coffrages utilisés dans le premier cas peuvent 15 être réalisés par assemblage de simples planches en bois pour former un cadre généralement de forme rectangulaire. Il a déjà aussi été proposé d'utiliser des profilés en plastique de section aplatie, correspondant aux planches en bois. 20 Pour obtenir le fruit requis, ces profilés plans sont reliés par des pièces d'angles moulées avec les inclinaisons requises pour donner la dépouille adéquate. L'avantage de ce système est que les profilés plats utilisés peuvent être obtenus en grandes longueurs, sous 25 forme de profilés alvéolaires, donc légers, par des procédés classiques d'extrusion. Il suffit ensuite de recouper ces profilés à la bonne longueur, selon des coupes droites, donc aisées, pour réaliser les coffrages. Mais ce système nécessite 30 aussi la réalisation des pièces d'angles, relativement compliquées du fait de leurs formes et notamment des inclinaisons requises selon le fruit désiré. Il reste 302 5 543 3 aussi bien sûr à assurer une rigidité suffisante de ces profilés, par des renforts d'autant plus nombreux que les profilés sont relativement peu épais et donc sujets à de fortes flexions s'ils ne sont pas raidis. Il aurait été possible d'améliorer la rigidité de ces profilés par des inserts métalliques, mais au détriment du coût de revient et de la recyclabilité des matériaux. On connaît encore du document de brevet FR-2945062 l'utilisation de profilés alvéolaires en PVC à section en U, la base du U présentant une face extérieure qui est plane et inclinée avec une pente d'environ 2 à 5 %, typiquement de l'ordre de 3 % environ. L'utilisation de profilés à section en U permet de conserver les avantages des profilés plats en plastique de type connu, notamment pour ce qui est du glissement lors des décoffrages, permettant de récupérer et réutiliser de nombreuses fois les mêmes éléments. Il ajoute en plus une grande amélioration de la rigidité, facilitant la mise en oeuvre, et limitant les besoins en éléments de renfort et de soutien pour éviter la flexion sous la pression du béton coulé. Toutefois ces profilés en plastique nécessitent des moules de grandes dimensions pour être tirés sur de 25 grandes longueurs. Ils restent donc coûteux à fabriqués. D'autres part, les mannequins assemblés avec ces profilés en plastique en U s'avèrent cassant notamment dans les angles où ils subissent les chocs nécessaires au décoffrage. 30 Par ailleurs, ils sont impropres à des adaptations in situ. Par exemple, le percement pour le passage de tiges de serrage de banches ou pour la fixation par clouage 3025543 4 d'un négatif sur la paroi coffrante. Résumé de l'invention 5 Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients. A cet effet, l'invention a pour objet un système de coffrage pour la réalisation d'ouvertures, dans des murs en béton coulés en place ou préfabriqués, utilisant des 10 profilés pour constituer des parois au contact desquelles le béton est coulé, lesdits profilés ayant une section comportant des parois latérales parallèles à un plan de base correspondant au plan général du mur à réaliser, et une paroi frontale plane et inclinée par rapport à une 15 normale au dit plan de base, caractérisé en ce que les parois latérales et la paroi frontale desdits profilés sont des planches en bois, notamment en contreplaqué ou autre dérivé du bois, qui sont assemblées en about entre elles, la planche constituant la paroi frontale ayant une 20 face lisse constituant une peau qui sera en contact avec le béton et une face usinée pour l'assemblage par about avec les planches constituant les parois latérales. Le bois contreplaqué par exemple peut être issu d'une première transformation du bois de telle sorte que les parois latérales et frontale en contreplaqué peuvent résister sans déformation importante à des variations d'hygrométrie ou de température. De tels profilés en bois contreplaqué peuvent donc présenter une grande inertie et une grande rigidité. En utilisant de tels profilés pour construire un mannequin de fenêtre à quatre montants ou un mannequin de porte à trois montants, on a besoin de peu de pièces de renfort 3025543 5 ce qui fait que le mannequin reste léger et peut être manipulé sans engin de levage. Les montants du mannequin sont des éléments de longueur de profilé coupés en angle, par exemple à 45° et 5 assemblés bout à bout à angle droit par collage par exemple ou encore par une fixation mécanique. Les montants du mannequin réalisés à partir de ces profilés en bois peuvent servir de support de clouage traditionnel et restent façonnables avec des outils 10 classiques de chantier. Ces profilés en bois permettent d'intégrer facilement des négatifs de rejingots, de coffre de volet roulant ou de feuillures eux-aussi en bois. Selon l'invention, ces profilés en bois à section en 15 U sont fabriqués selon les étapes suivantes: - placer dans une presse à levier, une première planche en bois qui s'étend suivant une direction longitudinale et qui est destinée à constituer ladite paroi frontale plane et inclinée du profilé, ladite 20 presse à levier ayant une platine inclinée sur laquelle repose à plat ladite première planche sur sa face lisse de dessous et ayant en outre un barreau de pression en forme de peigne qui s'étend transversalement à ladite direction longitudinale, 25 - placer sur chant sur ladite première planche, deux secondes planches en bois et à chant d'assemblage biseauté, lesdites secondes planches s'étendant parallèlement l'une à l'autre suivant ladite direction longitudinale, 30 - et actionner ladite presse à levier pour assembler par pression entre la platine et le barreau de pression en forme de peigne lesdites secondes planches avec ladite 3025543 6 première planche pour former le profilé en bois à section en U. Ce procédé de fabrication peut présenter en outre les particularités suivantes : 5 - on utilise un bouvetage de biais en dents de scie et un collage pour l'assemblage par pression desdites première et secondes planches en bois du profilé ; - lesdites première et secondes planches en bois présentent des empilages de plis de bois, l'empilage de 10 plis de bois de la première planche étant transversal à l'empilage de plis de bois des secondes planches. On notera que, du fait de l'inclinaison de la face extérieure de la paroi frontale du profilé, le fruit requis pour le mannequin est directement obtenu lors de 15 l'assemblage de ses montants. Aux angles du mannequin, on peut placer des renforts sous forme de cales triangulaire insérées dans l'espace entre deux parois latérales du profilé. On peut aussi clouer des équerres en bois contreplaqué ou métalliques 20 aux angles du mannequin sur les parois latérales. Ainsi, dans un cadre rectangulaire formé de quatre montants profilés en U, on pourra placer quatre cales à angle droit aux quatre coins du cadre et aussi une planche de renfort médiane avec ses extrémités insérées 25 au milieu des ailes du U de deux montants opposés. Ces cales et planches de renfort pourront en outre être clouées à travers l'épaisseur des parois latérales du profilé en U. On peut réaliser des profilés de différentes 30 largeurs pour la réalisation d'ouvertures dans des murs de différentes épaisseurs, par exemple allant de la plus faible épaisseur envisagée, soit 150 mm, à la plus forte 3025543 7 épaisseur envisagée par exemple 250 mm. Le profilé de base aura donc une largeur (largeur de la paroi frontale) correspondant à cette épaisseur correspondante de mur. On peut avantageusement utiliser des profilés en U 5 dont la largeur intérieure entre les ailes du U est identique pour tous les profilés utilisés. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va être faite d'un système de coffrage conforme à l'invention ainsi que du procédé de 10 fabrication d'un profilé en bois selon l'invention. Présentation sommaire des dessins On se reportera aux dessins annexés dans lesquels : 15 - la figure 1 est une vue en perspective d'un profilé en bois selon l'invention fabriqué dans un système de presses à levier; - la figure 2 est une vue agrandie d'une partie du profilé montré sur la figure 1; 20 - la figure 3 représente schématiquement de côté une presse à levier pour la fabrication du profilé selon l'invention, - la figure 4 est illustration du bouvetage de biais en dents de scie pour l'assemblage des planches du profilé 25 selon l'invention, - les figures 5 à 7 sont des vues en coupe de différents profilés adaptés pour des murs de différentes épaisseurs, respectivement de 160, 180 et 200mm de large, - les figures 8A et 8B montrent une illustration d'un 30 mannequin réalisé avec le profilé en bois selon l'invention. 3025543 8 Description des modes de réalisation Sur la figure 1, on a représenté un profilé en bois, par exemple en bois contreplaqué, selon l'invention, de grande longueur, s'étendant suivant la direction 5 longitudinale L, dans un système de fabrication comportant un ensemble de presses à levier 2. Le profilé 1 en bois contreplaqué à section en U selon l'invention peut être fabriqué en grande longueur, par exemple de plusieurs mètres. 10 Les presses à levier 2 comme visible sur la figure 1 sont réparties sur toute la longueur du profilé 1, par exemple tout les 50 cm. Sur la figure 2, on a illustré plus en détail une presse 2 avec un levier 3 qui actionne le déplacement 15 vertical vers le bas d'un barreau de pression 4 muni d'un peigne 5 qui s'étend transversalement à la direction longitudinale L, pour réaliser le profilé 1 par assemblage par pression d'une planche frontale en bois 9 avec deux planches latérales 10,11 en bois. Le levier 3 20 et le barreau de pression 4 peuvent être remplacés par un système hydraulique ou pneumatique sans sortir du cadre de l'invention. La section du profilé 1, représenté sur les figures 1 et 2, a une forme générale en U, la planche frontale 9 25 formant la base du U et les deux planches latérales 10,11 formant les deux ailes du U. La figure 3 illustre encore plus en détail une presse 2 à levier 3 et la section en U du profilé 1 selon l'invention qui est serré dans la presse 2. 30 Sur cette figure 3, on voit que les ailes du U et donc les planches latérales 10,11 s'étendent ici dans la presse parallèlement entre elles et verticalement. 3025543 9 La planche frontale 9 formant la base du U est disposée sur la platine 6 de la presse de façon inclinée suivant sa largeur par rapport à l'horizontale d'un angle correspondant à la valeur du fruit souhaité pour le 5 mannequin, soit une pente de 2 à 5 % environ. La hauteur de la face extérieure de la planche latérale 10 est ici supérieure de quelques mm à la hauteur de la face extérieure de la planche latérale 11 du fait de la pente donnée à la planche frontale 9. 10 Comme visible sur la figure 3, la platine 6 de la presse est constituée de manière simple d'un fer section en I sur le dessus duquel est fixée une cale 12, par exemple en bois, à section triangulaire conférant l'inclinaison indiquée plus haut à la planche frontale 9. 15 En pratique et comme visible sur la figure 1, le fer 6 à section en I avec la cale 12 s'étendent sur toute la longueur du profilé 1 suivant la direction L et constituent une platine commune à toutes les presses à levier 2 qui sont réparties sur toute la longueur du 20 profilé. La section du profilé 1 en bois contreplaqué selon l'invention a donc une forme générale U, la largeur hors tout du profilé en U étant ici la largeur de la planche frontale 9, typiquement entre 150 et 250 mm. 25 Les planches latérales 10,11 peuvent être espacées entre elles d'une distance intérieure d'environ 80 mm. La hauteur de la planche latérale 10 peut être d'environ 105 mm tandis que la hauteur de la planche latérale 11 peut être d'environ 80 mm. 30 Comme visible sur les figures 3 et 4, les planches latérales 10,11 ont des bords inférieurs longitudinaux d'assemblage qui sont biseautés avec un angle 3025543 10 correspondant à l'angle d'inclinaison de la planche frontale 9 tandis que les bords supérieurs longitudinaux des planches latérales 10,11 sont dans un même plan horizontal ce qui simplifie la structure du barreau de 5 pression 4. Le peigne 5 du barreau de pression présente deux encoches 5A,5B qui sont espacées l'une de l'autre transversalement à la direction L et dans lesquelles viennent s'insérer respectivement les bords supérieurs 10 longitudinaux des planches latérales 10,11. Les planches en bois 10,11 peuvent avoir une épaisseur d'environ 30 mm et peuvent venir d'une découpe d'un même panneau en bois. La planche en bois 9 comporte une face lisse par exemple une face revêtue d'un film 15 pour le coffrage, et une fasse opposée à la face lisse qui est usinée pour l'assemblage en about avec les planches 10 et 11. Comme visible sur la figure 3, les planches 9,10,11 en bois contreplaqué sont découpées et présentées de 20 telle manière que l'empilement des plis de bois des planches latérales 10 est orienté transversalement à l'empilement des plis de bois de la planche frontale 9. Cet assemblage à fils de bois transversaux confère une grande rigidité au profilé selon l'invention. 25 Pour la fabrication en série et en grandes longueurs de profilés selon l'invention, on coupe d'une part des premières planches en bois telles que 9 de la largeur souhaitée pour l'épaisseur des murs et présentant une face plane et lisse, cette face plane et lisse 30 constituant la face frontale extérieure du mannequin au contact de laquelle le béton est coulé. 3025543 11 On coupe par ailleurs des secondes planches en bois avec une largeur adaptée pour un usinage subséquent, ces planches formant les parois latérales du mannequin qui sont parallèles à un plan de base correspondant au plan 5 du mur à réaliser. On usine les premières planches sur la face opposée à la face plane et lisse pour former deux rainures bouvetées en dents de scie et parallèles qui s'étendent suivant la direction L. 10 On usine les secondes planches pour les biseauter à sur un bord longitudinal à bonne largeur et de manière adaptée à l'obliquité de la dépouille (indiquée par l'angle a sur la figure 4) des mannequins à réaliser par la suite et pour former un bouvetage biais en dents de 15 scie complémentaire de celui qui est formé sur les premières planches comme montré sur la figure 4. Puis on place une première planche 9 sur la cale 12 de la platine 6 dans les presses à levier, la planche 9 étant présentée dans le système de presses à levier avec 20 sa face plane et lisse en dessous. On dépose une ligne de colle à bois sur les deux rainures bouvetées formées sur le dessus de la première planche 9 en bois. Puis on place sur chant sur les deux rainures 25 bouvetées de la première planche 9, respectivement deux secondes planches 10,11 (ayant des largeurs différentes) à chant d'assemblage biseauté et bouveté. Puis on vient placer le barreau 4 en forme de peigne 5 des presses à levier sur les bords longitudinaux 30 supérieurs des secondes planches comme illustré sur la figure 4 et enfin on actionne les leviers 3 des presses à levier (la position du levier 3 actionné pour exercer la 302 5 543 12 pression d'assemblage étant celle de la figure 3) pour assembler par pression entre la platine 6 et les barreaux 4, les secondes planches avec ladite première planche du profilé. 5 Le profilé peut rester en position d'assemblage dans le système de presses à levier quelques minutes pour séchage de la colle avant d'être enlevé de celui-ci. Les figures 5 à 7 montrent différentes sections de profilés la, lb, lc, adaptés pour la réalisation de murs 10 avec différentes épaisseurs, typiquement par exemple 160, 180 et 200 mm respectivement. Pour le profilé la destiné à des murs de 160 mm, la planche frontale 9a du profilé a une largeur de 160mm. Pour le profilé lb destiné à des murs de 180 mm, la 15 planche frontale 9b du profilé a une largeur de 180 mm. Pour le profilé lc destiné à des murs de 200 mm, la planche frontale 9c du profilé à une largeur de 200 mm. L'écartement entre les planches latérales pour ces différents profilés peut suivre la variation de la 20 largeur de la planche frontale des profilés comme illustré sur les figures 5 à 7 L'écartement entre les planches latérales peut au contraire rester constant ce qui permet d'utiliser un même peigne 5 quelles que soient les dimensions de 25 profilés. Les dimensions des planches latérales 10, respectivement 11 pour ces différents formats de profilés la,lb,lc peuvent rester identiques ce qui rend la fabrication plus économique, en permettant l'utilisation d'une même filière de découpe. 30 Si par ailleurs, l'écartement entre les planches latérales 10,11 reste constant pour les différents formats de profilés la,lb,lc selon l'invention, on pourra 3025543 13 néanmoins par découpe en long sur les côtés latéraux de la planche frontale, réduire la largeur d'un profilé de grande dimension, par exemple 200 mm, pour obtenir un profilé de plus faible dimension, par exemple 150 mm. 5 Comme illustré sur les figures 5 à 7, on peut utiliser un bouvetage biais en dents de scie et un collage pour l'assemblage de la planche frontale 9 avec les planches latérales du profilé par pressage entre la platine 6 et le barreau de pression à peigne 5. 10 A titre d'exemple non limitatif montré sur les figures 8A et 8B, un mannequin 20 réalisé avec un profilé selon l'invention peut se présenter sous la forme d'un cadre rectangulaire avec quatre montants 20A,20B,20C,20D provenant de quatre découpes en biseau à 45° d'un profilé 15 en bois contreplaqué à section en U selon l'invention. Sur la figure 8A, on a illustré le mannequin suivant la coupe A-A sur la figure 8B. On voit sur la figure 8B que les quatre montants sont assemblés à angle droit à 90°. Les profilés 1 selon 20 l'invention peuvent donc être coupés en biseau sur le chantier à la longueur désirée des montants, puis assemblés par collage au niveau des angles. On pourra aussi bien sûr réaliser des assemblages selon des angles autres qu'à 90°, en fonction des 25 besoins. On a illustré sur les figures 8A et 8B, des planches de renfort médianes 21 insérées au milieu des ailes du U de deux montants opposés. On a aussi illustré des cales triangulaires 22 insérées dans l'espace entre deux parois 30 latérales du profilé. On a encore illustré des équerres 23 aux angles du mannequin 20. REVENDICATIONS1/ Système de coffrage pour la réalisation, dans des murs en béton coulés en place ou préfabriqués, d'ouvertures utilisant des profilés (1) pour constituer des parois d'un mannequin au contact desquelles le béton est coulé, lesdits profilés ayant une section comportant des parois latérales parallèles à un plan de base correspondant au plan général du mur à réaliser, et une paroi frontale plane et inclinée par rapport à une normale au dit plan de base, caractérisé en ce que les parois latérales (10,11) et la paroi frontale (9) desdits profilés sont des planches en bois qui sont assemblées en about entre elles, la planche constituant la paroi frontale ayant une face lisse constituant une peau qui sera en contact avec le béton et une face usinée pour l'assemblage par about avec les planches constituant les parois latérales. 2/ Système de coffrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites parois latérales sont assemblées sur ladite paroi frontale des profilés (1) par bouvetage et collage. 3/ Système de coffrage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que dans les angles du mannequin, les profilés sont découpés en biseau. 4/ Système de coffrage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte l'utilisation de profilés de différentes largeurs (la,lb,lc) adaptés pour des murs d'épaisseurs 3025543 15 correspondantes, chaque profilé ayant une section de forme générale en U, les dites parois latérales d'un profilé formant les ailes du U et ladite paroi frontale formant la base du U. 5 5/ Procédé de fabrication d'un profilé pour la réalisation d'un système de coffrage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : 10 - placer dans une presse à levier (2), une première planche en bois (9) qui s'étend suivant une direction longitudinale (L) et qui est destinée à constituer ladite paroi frontale plane et inclinée du profilé, ladite presse à levier ayant une platine (6) inclinée sur 15 laquelle repose à plat ladite première planche sur sa face lisse de dessous et ayant en outre un barreau de pression (4) en forme de peigne (5) qui s'étend transversalement à ladite direction longitudinale, - placer sur chant sur ladite première planche, deux 20 secondes planches en bois (10,11) et à chant d'assemblage biseauté, lesdites secondes planches s'étendant parallèlement l'une à l'autre suivant ladite direction longitudinale, - et actionner ladite presse à levier pour assembler 25 par pression entre ladite platine et ledit barreau en forme de peigne lesdites secondes planches avec ladite première planche pour former le profilé en bois. 6/ Procédé selon la revendication 5, caractérisé 30 en ce qu'on utilise un bouvetage de biais en dents de scie et un collage pour l'assemblage par pression 3025543 16 desdites première et secondes planches en bois du profilé. 7/ Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé 5 en ce que lesdites première et secondes planches en bois présentent des empilages de plis de bois, l'empilage de plis de bois de la première planche étant transversale à l'empilage de plis de bois des secondes planches. 8/ Procédé selon l'une des revendications 5 à 7, 10 caractérisé en ce qu'on utilise des planches en bois contreplaqué.