Brevet FR3053371A1 — publié le 20180105

La présente invention se rapporte à un dispositif de fabrication d'éléments en béton compacté tel que le pisé. Le béton compacté est une méthode de construction dans laquelle des granulats et du liant sont compactés à l'intérieur d'un coffrage pour former des blocs. Les granulats peuvent être, par exemple, des limons, du sable, des graviers, des fibres ou des déchets de bétons et de métaux. Le liant peut être, par exemple, de l'argile, de la chaux ou du ciment. Le pisé est un béton compacté en terre crue tassée par couches successives à l'aide d'un fouloir manuel, ou pneumatique, à l'intérieur d'un coffrage. 10 La terre peut parfois être recouverte d'enduit à la chaux, pour des raisons esthétiques. La terre utilisée peut être fine ou graveleuse. Le pisé est le plus souvent utilisé pour ses caractéristiques esthétiques et surtout pour sa capacité thermique volumique. En effet, le pisé présente une importante capacité thermique volumique, ce qui permet aux murs en pisé de stocker 15 de l'énergie pendant les journées ensoleillées et de la restituer la nuit au moment le plus froid. De plus, le pisé présente aussi une excellente capacité à réguler la vapeur d'eau. Un mur un pisé se gorge d'humidité pour réguler le surplus dans l'habitat et pourra la rendre si elle vient à manquer. D'autre part, le pisé nécessite très peu d'eau pour sa fabrication et 20 présente un faible bilan énergétique par rapport à d'autres matériaux de construction. En effet, le pisé ne nécessite pas de préparation préalable du matériau de base. Ainsi, la terre prise sur site ou peut être livrée en vrac sur un chantier et les blocs en pisé peuvent être directement réalisés sur site et mis en place immédiatement en fin de compactage et décoffrage. 25 Il est connu d'utiliser un fouloir pneumatique pour réaliser des éléments en béton compacté. Cependant, la terre à compacter peut présenter une composition hétérogène (présence de cailloux, boules de terre compactes ou non). Lors d'une fabrication à l'aide d'un fouloir pneumatique, l'homogénéité de compactage de l'élément en béton compacté dépend de la dextérité de l'opérateur qui utilise le 30 fouloir pneumatique. Il est donc possible qu'un operateur fabrique des éléments en béton compacté présentant différents niveaux de compactage. Un tel élément peut présenter des défaillances de résistance mécanique et provoquer l'endommagement de tout l'ouvrage dont il fait parti. De plus, l'utilisation d'un fouloir pneumatique est physiquement pénible pour un opérateur. En outre, le fouloir est un outil bruyant et 35 très consommateur d'énergie. 3053371 2 En conséquence, la présente invention a pour objectif de fournir un dispositif de fabrication d'élément en béton compacté qui permette de fournir des éléments en béton compacté homogènes présentant un même niveau de compactage sur l'ensemble de leur volume. 5 L'invention concerne un dispositif de fabrication d'éléments en béton compacté qui comprend un organe de coffrage adapté pour recevoir des granulats mélangés à un liant et des moyens de compactage comprenant (i) un berceau adapté pour être suspendu à des moyens de liaison permettant de déplacer le berceau au-dessus de l'organe de coffrage, (ii) un chariot mobile en translation sur le berceau pour ajuster une hauteur de compactage et (iii) au moins une masse de compactage mobile en translation par rapport au chariot entre une position basse de compactage et une position haute. Le réglage de la hauteur du chariot combiné à la suspension du berceau au dessus de l'organe de coffrage permet d'ajuster précisément la hauteur de compactage désirée et de conserver ce réglage sur toute la surface de compactage de l'élément en béton compacté, pour fabriquer un élément en béton compacté homogène. Ainsi, le dispositif selon l'invention permet de fabriquer un élément en béton compacté en compactant une succession de couches homogènes dans l'organe de coffrage. Ainsi, l'invention propose un dispositif de fabrication d'élément en béton compacté qui permet de fournir des éléments en béton compacté homogènes présentant un même niveau de compactage sur l'ensemble de leur volume. De plus, le dispositif selon l'invention est d'utilisation ergonomique pour un opérateur en présentant une faible pénibilité d'utilisation par rapport aux dispositifs de l'art antérieur. En outre, le dispositif selon l'invention consomme peu d'énergie et émet peu de bruits par rapport aux dispositifs de l'art antérieur. Le chariot peut comprendre plusieurs masses de compactage coulissantes par rapport à une platine mobile en translation par rapport au chariot. Le mouvement en translation des masses de compactage par rapport à la platine permet aux masses d'être indépendantes les unes des autres lors des l'exercice d'une pression de compactage sur un matériau à compacter. Ainsi, si l'une des masses de compactage heurte, par exemple, un caillou présentant une granulométrie plus importante que la moyenne du béton mis en oeuvre, celle-ci va coulisser par rapport à la platine, sans altérer la pression exercée par les autres masses de compactage sur le matériau à compacter. Cette disposition permet de garantir l'homogénéité de l'élément en béton compacté ainsi fabriqué. 3053371 3 Chaque masse de compactage peut présenter une tige adaptée pour coulisser au travers d'une ouverture correspondante de la platine. La tige de la, ou chaque, masse de compactage peut présenter une butée permettant de limiter le débattement en translation de la, ou chaque, masse de 5 compactage par rapport à la platine. Le chariot peut comprendre un vérin permettant de déplacer la platine de la position basse vers la position haute. Selon d'autres modes de réalisation, le chariot peut comprendre un autre système mécanique permettant de déplacer la platine de la position basse vers la 10 position haute, tel qu'un câble combiné à un enrouleur, un système à came ou une crémaillère. Les moyens de liaison peuvent comprendre au moins un crochet coulissant sur un profilé. De plus, le profilé peut être assemblé à un pont roulant. 15 Le berceau peut comprendre une crémaillère permettant de bloquer en position le chariot sur le berceau. Selon d'autres modes de réalisation, le berceau peut comprendre des moyens mécaniques ou pneumatiques permettant de bloquer en position le chariot sur le berceau. 20 Le berceau peut comprendre au moins un vérin configuré pour déplacer en translation le chariot sur le berceau. Selon d'autres modes de réalisation, le chariot peut comprendre un autre système mécanique permettant de déplacer en translation le chariot sur le berceau, tel qu'un câble combiné à un enrouleur, un système à came ou une crémaillère 25 Le berceau peut comprendre au moins un rail adapté pour guider le chariot en translation. De plus, le chariot peut comprendre au moins un galet adapté pour coopérer avec le, ou chaque, rail du berceau pour guider le chariot en translation sur le berceau. 30 Le chariot peut comprendre un dispositif de verrouillage permettant de verrouiller et déverrouiller la position du chariot sur le berceau. Le berceau peut présenter au moins une poignée permettant à un opérateur de déplacer le berceau au-dessus de l'organe de coffrage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la 35 description qui va suivre, en regard des dessins annexés qui représentent une forme de réalisation de l'invention. 3053371 4 La figure 1 est une vue d'ensemble, en perspective, d'un dispositif selon l'invention ; La figure 2 est une vue détaillée, partielle, d'un dispositif selon l'invention ; 5 La figure 3 est une vue de trois-quarts des moyens de compactage d'un dispositif selon l'invention ; La figure 4 est une vue de coté des moyens de compactage d'un dispositif selon l'invention. En référence aux figures 1 et 2, l'invention concerne un dispositif 1 de 10 fabrication d'éléments en béton compacté. Le dispositif 1 comprend un organe de coffrage 2 et des moyens de compactage. D'une manière connue, selon l'exemple ici présenté, l'organe de coffrage 2 présente une forme parallélépipédique avec une paroi de fond 21 et quatre 15 parois latérales 22. Selon le mode de réalisation ici présenté, l'organe de coffrage 2 permet de former des blocs parallélépipédiques en béton compacté. Cependant, selon d'autres modes de réalisation, l'organe de coffrage 2 pourrait présenter par exemple une forme d'arche, de pyramide ou toute autre forme nécessaire à la fabrication d'un élément en béton compacté. L'organe de coffrage 2 peut être fabriqué, par exemple 20 en bois ou en métal. Les moyens de compactage sont représentés en détails sur les figures 2 à 4. Les moyens de compactage comprennent un berceau 3. Selon le mode de réalisation ici présenté, le berceau 3 présente une forme de U inversé avec une poutre transversale 31 et deux poutres longitudinale 33. Selon le mode de réalisation ici 25 présenté, le berceau 3 est réalisé à partir d'un assemblage de profilés métalliques. Les poutres longitudinales 33 présentent une section en C ou en I permettant à chaque poutre longitudinale d'avoir fonction de rail, comme cela sera présenté ultérieurement. Une plaque de fixation 34 est assemblée à la poutre transversale 31. La 30 plaque de fixation 34 présente un anneau 35 adapté pour recevoir un crochet 4 de moyens de liaison pour suspendre le berceau 3 au-dessus de l'organe de coffrage 2. Selon le mode de réalisation ici présenté, les moyens de liaison comprennent un crochet 4 coulissant le long d'un profilé 42. Le profilé 42 peut être un profilé métallique, par exemple du type IPN. Le profilé 42 peut être supporté, par 35 exemple, par des tréteaux, ou peut être assemblé à un pont roulant ou à tout autre engin de levage permettant une translation horizontale. 3053371 5 Selon d'autres modes de réalisation, le crochet 4 pourrait être relié à une grue, un treuil ou un bras télescopique. Tel que cela sera présenté ultérieurement, les moyens de liaison doivent permettre de déplacer le berceau 3 selon une trajectoire sensiblement rectiligne au-5 dessus de l'organe de coffrage 2. En outre, un vérin 36 est fixé à la poutre transversale 31. La fonction du vérin 36 sera présentée ultérieurement. Comme on peut l'observer plus particulièrement sur la figure 3 chaque poutre longitudinale 33 présente une crémaillère 37. La fonction de chaque 10 crémaillère 37 sera détaillée ultérieurement. En outre, une poignée 38 peut être fixée au berceau 3 pour permettre à un opérateur de manoeuvrer le berceau 3. Un chariot 5 est positionné sur le berceau 3. Le chariot 5 est mobile en translation le long des poutres longitudinales 33 du berceau 3. Le chariot 5 est relié au vérin 36 du berceau 3. 15 Le chariot 5 présente la géométrie d'un cadre. Le chariot 5 peut être fabriqué par l'assemblage, par exemple, vissé, ou mécano-soudé de profilés métalliques. Selon l'exemple ici présenté, le chariot 5 comprend deux longerons 51 reliés par trois entretoises 52. Comme on peut l'observer notamment sur les figures 3 et 4, chaque longeron 51 présente deux pattes 53 reliées chacune à un galet 54. Les 20 galets 54 sont adaptés pour rouler à l'intérieur d'une section en C ou en I de chaque poutre longitudinale 33 du berceau 3. Ainsi, les poutres longitudinales 33 ont fonction de rails pour le chariot 5. De plus, chaque longeron 51 présente un dispositif de verrouillage 55 adapté pour coopérer avec la crémaillère 37 correspondante de chaque poutre longitudinale 33. Selon le mode de réalisation ici présenté, chaque 25 dispositif de verrouillage comprend une mâchoire permettant verrouiller et déverrouiller la position du chariot 5 par rapport au berceau 3. Chaque dispositif de verrouillage 55 présente une poignée 56 permettant à un opérateur, de verrouiller chaque dispositif de verrouillage 55 pour bloquer la position du chariot 5 par rapport au berceau 3, ou de déverrouiller chaque dispositif de verrouillage 55 pour autoriser 30 une translation du chariot 5 sur le berceau 3. Le dispositif de verrouillage 55 peut, par exemple, être actionné manuellement ou par un système pneumatique. Un vérin 6 est fixé au chariot 5. Selon l'exemple ici présenté, le vérin 6 est un vérin simple effet. D'une manière avantageuse, l'utilisation d'un vérin simple effet permet de limiter la consommation en énergie pneumatique du dispositif 1. 3053371 6 Le vérin 6 comprend un corps 61 et une tige 62. Le corps 61 du vérin 6 est fixé entre deux entretoises 52a et 52b. La tige 62 du vérin 6 est reliée à une barre transversale 63. Selon le mode de réalisation ici présenté, deux tiges rigides 64 sont 5 chacune reliées à la barre transversale 61 par leur première extrémité. Une deuxième extrémité de chaque tige rigide 64 est reliée à une platine 7. Selon une autre mode de réalisation les tiges rigides 64 peuvent être remplacées par des câbles. 10 Selon le mode de réalisation ici présenté, quatre masses de compactage 71 sont montées coulissantes dans des tubes 75 fixés à la platine 7. Chaque masse de compactage 71 présente un corps parallélépipédique et une tige 73. Selon l'exemple ici présenté, chaque masse de compactage 71 présente une masse comprise entre vingt et trente kilogrammes. La tige 73 de chaque masse de 15 compactage 71 présente une butée 74. De plus, selon l'exemple ici présenté les tiges 73 sont des tiges partiellement filetées et les butées 74 sont des écrous vissés sur chaque tige 73. La tige 73 de chaque masse de compactage 71 coulisse au-travers d'une ouverture correspondante de la platine 7. D'une manière avantageuse, la butée 74 permet de limiter le débattement en translation de la tige 73 par rapport à la 20 platine 7. Selon un mode de réalisation le débattement peut être par exemple de dix centimètres. La section prismatique de chaque tige 73 permet aux tiges 73 d'être bloquées en rotation par rapport à la platine 7. Ainsi les tiges 73 et les masses de compactage 71 peuvent uniquement se déplacer en translation par rapport à la platine 7. 25 Selon un autre mode de réalisation, chaque tige 73 peut présenter une section prismatique et la butée 74 peut être un épaulement Selon un mode de réalisation, un organe élastique tel qu'un ressort ou une rondelle élastique peut être positionnée entre chaque butée 74 et chaque tube 75, pour amortir les chocs des masses de compactage 71 contre la platine 7. 30 Le fonctionnement du dispositif 1 est décrit ci-après. Pour fabriquer un élément en béton compacté avec le dispositif 1, un opérateur déverse des granulats mélangés à un liant, ou de la terre, ou de l'argile ou tout autre matériau adapté à la construction en béton compacté, dans l'organe de coffrage 2. 35 L'opérateur utilise le crochet 4 des moyens de liaisons pour suspendre le berceau 3 au-dessus de l'organe de coffrage 2. 3053371 7 Le vérin 36 du berceau 3 permet de déplacer en translation le chariot 5 sur le berceau 3. La translation du chariot 5 permet d'ajuster la distance entre les masses de compactage 71 et le matériau à compacter dans l'organe de compactage 1. L'opérateur utilise les dispositifs de verrouillage 55 pour verrouiller la 5 position du chariot 5 par rapport au berceau 3. Le réglage de la hauteur du chariot 5 combiné à la suspension du berceau 3 au dessus de l'organe de coffrage 2 permet d'ajuster précisément la hauteur de compactage désirée et de conserver ce réglage sur toute la surface de compactage de l'élément en béton compacté, pour fabriquer un élément en béton compacté homogène. Ainsi, le dispositif 1 permet de fabriquer 10 un élément en béton compacté en compactant une succession de couches homogènes dans l'organe de coffrage 2. Le verrouillage de la position du chariot 5 sur le berceau 3 permet de conserver une même hauteur de compactage sur toute la surface de matériau à compacter dans l'organe de coffrage. En utilisant la poignée 38, l'opérateur peut déplacer le berceau 3 pour 15 positionner et déplacer les masses de compactage 71 au dessus d'une zone à compacter. L'opérateur peut ensuite actionner le vérin 6 fixé au chariot 5, pour déplacer les masses de compactage 71. La mise sous pression du vérin 6 permet de positionner les masses de compactage 71 dans une position haute par rapport au 20 matériau à compacter. Selon l'exemple ici présenté, en position haute, les masses de compactage 71 peuvent être à une distance comprise entre cinq et soixante centimètres du matériau à compacter. Le relâchement du vérin 6 provoque la chute des masses de compactage 71 sur le matériau à compacter et permet le compactage. Ainsi, le 25 dispositif 1 utilise la gravité pour faire passer les masses de compactage 71 en position basse de compactage dans laquelle les masses de compactage 71 compactent le matériau de fabrication de l'élément en béton compacté. Cette disposition permet au dispositif 1 d'être économe en énergie. Avantageusement, le débattement en translation de chaque masse de 30 compactage 71 par rapport à la platine 7, permet aux masses d'être indépendantes les unes des autres lors des l'exercice d'une pression de compactage sur le matériau à compacter. Ainsi, si l'une des masses de compactage 71 heurte, par exemple, un caillou de plus grosse granulométrie que la moyenne du béton mis en oeuvre, celle-ci va coulisser par rapport à la platine 7, sans altérer la pression exercée par les autres 35 masses de compactage 71 sur le matériau à compacter. Cette disposition permet de garantir l'homogénéité de l'élément en béton compacté ainsi fabriqué. 3053371 8 D'une manière avantageuse, le vérin 6 est mis sous pression et relâché automatiquement, à une fréquence régulière. L'opérateur peut déplacer le berceau 3 pour compacter d'autres zones dans l'organe de coffrage 1. De plus, l'opérateur peut, par exemple, ajouter des 5 granulats et du liant par couches régulières durant la fabrication de l'élément en béton compacté. L'opérateur pourra adapter la hauteur des masses de compactage 71 au niveau de granulats et de liant ajoutés, en déplaçant le chariot 5 sur le berceau 3. Ainsi, l'invention propose un dispositif de fabrication d'élément en béton compacté qui permet de fournir des éléments en béton compacté homogènes 10 présentant un même niveau de compactage sur l'ensemble de leur volume. Bien entendu l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution représentée ci-dessus, mais elle embrasse au contraire toutes les formes de réalisation. REVENDICATIONS1. Dispositif (1) de fabrication d'éléments en béton compacté caractérisé en ce qu'il comprend un organe de coffrage (2) adapté pour recevoir des granulats 5 mélangés à un liant et des moyens de compactage comprenant (i) un berceau (3) adapté pour être suspendu à des moyens de liaison permettant de déplacer le berceau (3) au-dessus de l'organe de coffrage (2), (ii) un chariot (5) mobile en translation sur le berceau (3) pour ajuster une hauteur de compactage et (iii) au moins une masse de compactage (71) mobile en translation par rapport au chariot (5) entre 10 une position basse de compactage et une position haute. 2. Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le chariot (5) comprend plusieurs masses de compactage (71) coulissantes par rapport à une platine (7) mobile en translation par rapport au chariot (5). 15 3. Dispositif (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque masse de compactage (71) présente une tige (73) adaptée pour coulisser au travers d'une ouverture correspondante de la platine (7). 20 4. Dispositif (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la tige (73) de la, ou chaque, masse de compactage (71) présente une butée (74) permettant de limiter le débattement en translation de la, ou chaque, masse de compactage (71) par rapport à la platine (7). 25 5. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le chariot (5) comprend un vérin (6) permettant de déplacer la platine (7) de la position basse vers la position haute. 6. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que 30 les moyens de liaison comprennent au moins un crochet coulissant sur un profilé. 7. Dispositif (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que le profilé est assemblé à un pont roulant. 35 8. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le berceau (3) comprend une crémaillère (37) permettant de bloquer en position le chariot (5) sur le berceau (3). 3053371 10 9. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le berceau (3) comprend au moins un vérin (36) configuré pour déplacer en translation le chariot (5) sur le berceau (3). 10. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le berceau (3) comprend au moins un rail adapté pour guider le chariot (5) en translation. 11. Dispositif (1) selon la revendication 10, caractérisé en ce que le chariot (5) comprend au moins un galet (54) adapté pour coopérer avec le, ou chaque, rail du berceau (3) pour guider le chariot (5) en translation sur le berceau (3). 12. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce 15 que le chariot (5) comprend un dispositif de verrouillage (55) permettant de verrouiller et déverrouiller la position du chariot (5) sur le berceau (3). 13. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le berceau (3) présente au moins une poignée (38) permettant à un opérateur de 20 déplacer le berceau (3) au-dessus de l'organe de coffrage (2).