Brevet FR3072106A1 — publié le 20190412

DISPOSITIF DE LIAISON DE BARRES D'ARMATURE POUR BETON ARME Domaine technique de l'invention La présente invention concerne le domaine de la construction de bâtiments en béton armé ou en maçonnerie traditionnelle (selon l'Eurocode 2 et 6). Elle a plus particulièrement pour objet un dispositif de liaison de barres d'armature ou éléments de ferraillage pour béton. Etat de la technique Lors de la construction de bâtiments en béton, il peut être nécessaire ou obligatoire de relier ensemble des armatures métalliques pour réaliser la construction par strates. Différentes techniques sont disponibles actuellement pour réaliser cette liaison. Une première technique, dite par recouvrement, consiste à faire chevaucher les extrémités des barres d'armatures sur une longueur minimale de six fois le diamètre de la barre en fonction de la zone (parasismique ou pas) de la construction et à les solidariser ensemble avant coulage du béton. Cette technique implique de laisser sortir des attentes relativement longues pouvant atteindre 1 mètre, ce qui présente des inconvénients en termes de coût et de sécurité du personnel. Une autre technique consiste à réaliser la liaison mécanique de deux extrémités de barres d'armature en les plaçant bout à bout et en les reliant par un manchon ou coupleur assurant la continuité mécanique entre les deux barres d'armatures. Différentes réalisations de cette technique existent. On peut par exemple réaliser des filetages coniques aux extrémités des barres d'armatures et utiliser un manchon comportant deux filetages coniques pour recevoir par vissage lesdites extrémités. Une variante consiste à remplacer les filetages coniques par des filetages cylindriques. Cette technique a pour inconvénient de réduire le diamètre nominal de 2 l'extrémité des barres d'armature au niveau du filetage, ce qui impacte sur la résistance mécanique des barres au niveau de leurs extrémités. Ces deux techniques nécessitent par ailleurs que la liaison soit réalisée avant coulage du béton. Il est impossible de réaliser la liaison 5 pendant que le béton est encore frais. Résumé de l'invention Un objet de l'invention est de proposer un dispositif de liaison permettant de pallier toute ou partie des inconvénients précités et 10 notamment de proposer un dispositif de liaison qui puisse être mis en place après coulage du béton alors que le béton est encore frais. Cette propriété est utile dans certains cas, notamment pour l'impression 3D de bâtiments. A cet effet, l'invention propose un dispositif de liaison de deux barres d'armature pour béton armé, lesdites barres d'armature comportant des 15 aspérités sur leurs surfaces extérieures et conférant une haute adhérence dans le béton, ledit dispositif de liaison comprenant un support de forme générale tubulaire ouvert à ses deux extrémités et à travers lesquelles sont disposés bout à bout les deux barres d'armature. Selon une caractéristique importante de l'invention, le support tubulaire présente un diamètre intérieur 20 supérieur au diamètre extérieur des extrémités des barres d'armature disposées dans ledit dispositif de liaison et comporte des éléments obliques élastiques, appelés éléments anti-retour, s'étendant vers l'intérieur du support tubulaire et destinés à coopérer avec les aspérités des extrémités des barres d'armature disposées dans ledit support tubulaire de sorte à se 25 plier à l'insertion desdites extrémités de barres d'armature dans le support tubulaire et à empêcher leur retrait après insertion dans le support tubulaire. Ainsi, dans le cas de barres d'armature muni de stries obliques appelées classiquement verrous, les éléments anti-retour du dispositif de liaison coopèrent avec les verrous des extrémités de barres d'armature pour 30 permettre l'insertion puis le blocage des extrémités des barres d'armature dans le dispositif de liaison. Dans le cas de barres d'armature muni de 3 marquages en creux, les éléments obliques coopèrent avec lesdits marquages. On obtient ainsi une liaison ou jonction conforme aux normes de construction et dont la pose est simplifiée sur chantier. Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif est équipé, à 5 au moins l'une de ses extrémités, d'un cône de guidage pour faciliter l'opération d'insertion de l'extrémité de l'une des barres d'armature dans ledit dispositif de liaison, plus particulièrement lorsque ce dernier est noyé dans un milieu opaque tel que du béton frais. Avantageusement, le dispositif est équipé d'un cône de guidage à ses deux extrémités pour faciliter et 10 l'insertion des deux barres d'armature dans le dispositif de liaison. Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif comprend une butée s'étendant sensiblement radialement à l'intérieur du support tubulaire pour limiter la longueur d'insertion des barres d'armature dans ledit dispositif de liaison. 15 Avantageusement, la butée est disposée sensiblement au milieu du support tubulaire. Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif comporte en outre, à l'une de ses extrémités, un élément formant bouchon pour éviter le passage de granulats dans le dispositif de liaison avant insertion des barres 20 d'armature. Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif est monobloc. Avantageusement, le dispositif est réalisé à partir d'une plaque d'acier présentant des propriétés de résistance en compression prédéfinies et en que les éléments antiretour, et le cas échéant la butée et l'élément 25 formant bouchon, sont réalisés par découpage et pliage de ladite plaque d'acier. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un dispositif de liaison tel que défini précédemment remarquable en ce qu'il comporte les étapes suivantes : 4 - découpage d'un support dans une plaque d'acier et découpage, dans ledit support, de languettes dimensionnées et positionnées pour former les éléments anti-retour et le cas échéant butée et bouchon dudit dispositif, - formage dudit support de sorte à obtenir ledit support tubulaire du 5 dispositif de liaison, et - pliage des languettes de sorte à former, en saillie de la face interne du support tubulaire, les éléments anti-retour et le cas échéant butée et bouchon dudit dispositif. L'invention concerne aussi une armature pour béton armé 10 comprenant des barres d'armature, dont au moins les extrémités de deux d'entre elles sont reliées à l'aide du dispositif de liaison tel que défini précédemment. Brève description des figures 15 D'autres avantages pourront encore apparaître à l'homme du métier à la lecture des exemples ci-dessous, illustrés par les figures annexées, donnés à titre illustratif. - La figure 1 est une vue d'une barre d'armature destinée à relier à une autre barre d'armature via le dispositif de liaison de l'invention ; 20 - La figure 2 est une vue en perspective d'un dispositif de liaison selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - La figure 3 est une vue schématique en coupe longitudinale du dispositif de liaison de la figure 2 ; - Les figures 4 et 5 sont des vues similaires aux figures 2 et 3 dans 25 lesquelles le dispositif de liaison selon le premier mode de réalisation est agencé entre deux barres d'armature pour assurer leur liaison ; - La figure 6 est une vue en perspective d'un dispositif de liaison selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - La figure 7 est une vue schématique en coupe longitudinale du 30 dispositif de liaison de la figure 6 ; 5 - La figure 8 est une vue partielle en perspective d'un dispositif de liaison selon un troisième mode de réalisation de l'invention ; et - La figure 9 est une vue de dessus du dispositif de liaison de la figure 8. 5 Description détaillée de l'invention La figure 1 représente une barre d'armature en acier 1 à haute adhérence pour béton armé à section circulaire, comprenant, faisant saillie de sa surface extérieure, une pluralité d'aspérités ou stries, appelés 10 communément verrous 2, disposés de façon oblique. Chaque série de verrous 2 s'étend sur une demi-circonférence (180°) de la barre 2. Chaque série est séparée de la série voisine par une nervure longitudinale 3 faisant également saillie par rapport à la surface de la barre. Selon l'invention, on propose de réaliser la liaison de deux barres 15 d'armature 1 en les plaçant bout à bout et en les reliant à l'aide d'un dispositif de liaison utilisant les verrous des barres d'armature pour bloquer et maintenir la liaison. Les figures 2 à 5 illustrent un premier mode de réalisation du dispositif de liaison de l'invention. En référence à ces figures, le dispositif de 20 liaison référencé 10 comprend un support tubulaire 11 ouvert à ses deux extrémités et à travers lesquelles, lorsque le dispositif de liaison est mis en place pour relier deux barres d'armature, sont disposés bout à bout les deux barres d'armature 1. Le support tubulaire 11 s'étend selon une direction longitudinale, la 25 direction longitudinale étant matérialisée par l'axe longitudinal L sur les figures. Comme les barres d'armature sont généralement de section circulaire, le support tubulaire 11 est avantageusement de section circulaire également. Le support tubulaire 11 présente un diamètre intérieur supérieur au diamètre extérieur des extrémités des barres d'armature 1. Il comporte 30 une pluralité d'éléments obliques élastiques, par exemple en forme d'écaille, 6 appelés éléments anti-retour 12, s'étendant vers l'intérieur du support tubulaire. Les éléments anti-retour 12 sont destinés à coopérer avec les verrous 2 des extrémités des barres d'armature de sorte à se plier à 5 l'insertion desdites extrémités de barres d'armature dans le support tubulaire et à empêcher leur retrait après insertion dans celui-ci. Dans le cas de barres d'armature muni de marquages en creux, à la place des verrous 2, les éléments anti-retour 12 coopèrent avec ces marquages. Les éléments anti-retour 12 sont répartis sur toute la 10 circonférence du support tubulaire 11. Ils sont positionnés pour coopérer avec les verrous 2 des barres d'armature. Leurs positions dépendent donc de la position des verrous des barres d'armature. Dans l'exemple du mode de réalisation des figures 2 à 5, le dispositif de liaison comporte 12 éléments anti-retour coopérant avec chaque 15 extrémité de barre d'armature, répartis en 4 groupes de 3 éléments anti- retour alignés longitudinalement sur la circonférence du support tubulaire 11. Dans cet exemple, les groupes d'éléments anti-retour sont décalés transversalement de 90 degrés. Bien entendu, d'autres répartitions en nombre et en position ainsi que d'autres formes des éléments anti-retour 20 sont envisageables. Lors de l'insertion de l'extrémité d'une barre d'armature 1 dans le dispositif de liaison 10, les éléments anti-retour 12 se soulèvent au passage des verrous 2 puis reviennent en place. Dans les figures, les éléments anti-retour 11, en forme d'écaille, 25 présentent un bord B1 perpendiculaire à l'axe L et deux bords latéraux B2, B3 s'étendant en arrondi vers le bas ou le haut lorsque le dispositif est disposé à la verticale. D'un point de vue dimensionnel et à titre illustratif, le dispositif de liaison 10 présente une longueur suffisante pour présenter une adhérence 30 des barres d'armature dans le dispositif et une résistance en traction et en compression correspondant aux normes de construction en vigueur. La 7 longueur du dispositif de liaison est réglable de 200 à 600mm et est également en cohérence avec la norme de l'Eurocode 2 et 6 qui stipule que la longueur de recouvrement doit être comprise en 4 et 6 fois le diamètre de la barre d'armature suivant la zone (parasismique ou non) de la construction. 5 Selon un mode de réalisation avantageux illustré par les figures 2 à 5, le dispositif de liaison 10 est réalisé en un seul bloc. Plus particulièrement, il est réalisé à partir d'une plaque ou tôle d'une épaisseur donnée, par exemple comprise entre 2 et 8 mm, d'un alliage métallique, comme par exemple un acier, présentant des propriétés de résistance en compression 10 définies pour supporter les efforts de compression prévus sur les barres d'armature. Chaque élément anti-retour 11 est réalisé par découpage de la plaque (par exemple, découpage laser) selon les bords latéraux B2, B3 de l'élément anti-retour et pliage de la plaque d'acier selon le bord B1. Les 15 éléments anti-retour sont découpés de manière à correspondre, après insertion des barres d'armature dans le dispositif de liaison, à des verrous des barres d'armature. Les éléments anti-retour 11 ainsi formés laissent en négatifs des évidements 13 dans le support. Afin d'éviter que ces évidements 13 ne fragilisent de manière excessive le support tubulaire 11, 20 la taille des évidements et l'espacement entre deux évidements voisins sont définies pour supporter les efforts de compression et de traction prévus sur les barres d'armature.. Les figures 6 et 7 illustrent un second mode de réalisation. Dans ce mode de réalisation, le dispositif de liaison 10 comporte en outre une 25 butée 14 s'étendant sensiblement radialement à l'intérieur du support tubulaire 11 pour limiter la longueur d'insertion des barres d'armature dans ledit dispositif de liaison. Dans ce mode de réalisation, la butée 14 est disposée sensiblement au milieu du support tubulaire 11 pour que les barres d'armature reliées aient sensiblement la même longueur d'insertion dans le 30 dispositif de liaison. Les barres d'armature à relier sont de préférence insérées de sorte que leur extrémité soit en contact avec la butée 14, si 8 nécessaire en faisant tourner la barre ou le dispositif de liaison autour de son axe longitudinal. Dans le cas d'un dispositif de liaison monobloc, la butée 14 peut être réalisée selon le même processus que pour les éléments anti-retour. On 5 découpe une languette dans le support tubulaire 11, que l'on plie ensuite vers l'intérieur du support tubulaire 11 et que l'on positionne perpendiculairement à l'axe longitudinal L. Selon un mode de réalisation particulier, on découple et plie deux languettes diamétralement opposées sur le support tubulaire 11 de manière à obtenir une butée double ou une 10 butée en deux pièces. Dans le mode de réalisation des figures 6 et 7, le support tubulaire 11 est équipé, à au moins l'une de ses extrémités, d'un cône de guidage 15 pour faciliter l'opération d'insertion de l'extrémité d'au moins l'une des barres d'armature dans ledit dispositif de liaison lorsque ce dernier est noyé dans 15 un milieu opaque tel que du béton frais. Le cône de guidage 15 est plus exactement de forme tronconique. La petite base du tronc de cône est raccordée à une extrémité du support tubulaire 11 et présente donc un diamètre égal au diamètre du support tubulaire. 20 Si la liaison des deux barres d'armature est réalisée avant coulage du béton, le cône de guidage peut également aider l'opérateur à introduire la deuxième barre d'armature dans le dispositif de liaison. Avantageusement, le dispositif de liaison de l'invention comporte en outre, à l'une de ses extrémités, un élément formant bouchon pour éviter le 25 passage de granulats de béton, tels que du gravier, dans le dispositif de liaison avant insertion des barres d'armature. Les figures 8 et 9 illustrent un mode de réalisation du dispositif de liaison comportant un tel bouchon. Dans ce mode de réalisation, le bouchon, référencé 16, est découpé dans le support tubulaire 11. Ce bouchon est destiné à fermer au moins 30 partiellement une extrémité du dispositif de liaison 10. Il présente donc avantageusement une forme générale circulaire lorsque le support tubulaire 9 11 est de section circulaire. Il comprend par exemple un disque 160 rattaché par une patte 161 à l'extrémité du support tubulaire 11. Le diamètre du disque 160 est légèrement inférieur à celui du support tubulaire 11. Le disque 160 et les bords latéraux de la patte 161 sont avantageusement 5 découpés dans la paroi du support tubulaire 11 comme illustré aux figures 8 et 9 dans le souci de pouvoir réaliser le dispositif de liaison 10 de type monobloc. Après découpage, la patte 161 est pliée de sorte à positionner le disque 160 à l'intérieur du support tubulaire sensiblement perpendiculairement à l'axe longitudinal L. 10 D'une manière générale et dans le cas d'une réalisation monobloc, le procédé de fabrication du dispositif de liaison de l'invention comporte les étapes suivantes : - découpage du support dans une plaque d'acier et découpage, dans ledit support, de languettes dimensionnées et positionnées pour former 15 les éléments anti-retour et le cas échéant butée et bouchon dudit dispositif, - formage dudit support, par exemple par enroulement autour d'un cylindre puis soudure des bords opposés adjacents, de sorte à obtenir un support tubulaire s'étendant le long de l'axe longitudinal L, et - pliage des languettes de sorte à former, en saillie de la face interne 20 du support tubulaire, les éléments anti-retour et le cas échéant butée et bouchon dudit dispositif. En termes d'utilisation, le dispositif de liaison 10 s'utilise de la manière suivante lorsqu'une barre d'armature est en attente et est à relier avec une autre barre d'armature. Le dispositif de liaison 10 sur l'extrémité 25 libre de la barre d'armature en attente, avant l'opération de coulage du béton. Il est enfoncé jusqu'à ce que l'extrémité de la barre d'armature soit en contact ou sensiblement en contact avec la butée 14 du dispositif et que le retrait du dispositif de liaison soit empêché par les éléments anti-retour. Après coulage du béton, l'extrémité de l'autre barre d'armature est enfoncée 30 dans le béton frais dans la zone où est noyé le dispositif de liaison. Le cône de guidage va alors servir à guider l'extrémité de la nouvelle barre 10 d'armature vers le support tubulaire du dispositif de liaison. Cette nouvelle barre d'armature est enfoncée jusqu'à ce que son extrémité soit en contact ou sensiblement en contact avec la butée du dispositif et que le retrait de la barre soit empêché par les éléments anti-retour du dispositif. 5 L'invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple. Il est entendu que la personne de l'art est à même de réaliser différentes variantes de réalisation de l'invention, en associant par exemple les différentes caractéristiques ci-dessus prises seules ou en combinaison, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS1) Dispositif de liaison (10) de deux barres d'armature (1) pour béton armé, lesdites barres d'armature comportant des aspérités (2) sur leurs surfaces extérieures et conférant une haute adhérence dans le béton, ledit dispositif de liaison comprenant un support tubulaire (11) ouvert à ses deux extrémités et à travers lesquelles sont disposés bout à bout les deux barres d'armature, caractérisé en ce que le support tubulaire (11) présente un diamètre intérieur supérieur au diamètre extérieur des extrémités des barres d'armature disposées dans ledit dispositif de liaison et comporte des éléments obliques élastiques, appelés éléments anti-retour (12), s'étendant vers l'intérieur du support tubulaire et destinés à coopérer avec les aspérités des extrémités des barres d'armature engagées dans ledit support tubulaire de sorte à se plier à l'insertion desdites extrémités de barres d'armature dans le support tubulaire et à empêcher leur retrait après insertion dans le support tubulaire. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support tubulaire (11) est équipé, à au moins l'une de ses extrémités, d'un cône de guidage (15) pour faciliter l'opération d'insertion de l'extrémité d'au moins l'une des barres d'armature dans ledit dispositif de liaison. 3) Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend une butée (14) s'étendant sensiblement radialement à l'intérieur du support tubulaire pour fixer la longueur d'insertion des barres d'armature dans ledit dispositif de liaison. 4) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la butée (14) est disposée sensiblement au milieu du support tubulaire. 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre, à l'une de ses extrémités, un élément formant bouchon pour éviter le passage de granulats dans le dispositif de liaison avant insertion des barres d'armature. 12 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est monobloc. 7) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est réalisé à partir d'une plaque d'acier présentant des propriétés de résistance 5 en compression prédéfinies et en que les éléments antiretour (12), et le cas échéant la butée (14) et l'élément formant bouchon (16), sont réalisés par découpage et pliage de ladite plaque d'acier. 8) Procédé de fabrication d'un dispositif de liaison selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : 10 - découpage d'un support dans une plaque d'acier et découpage, dans ledit support, de languettes dimensionnées et positionnées pour former les éléments anti-retour (12) et le cas échéant butée (14) et bouchon (16) dudit dispositif, - formage dudit support de sorte à obtenir ledit support tubulaire (11) 15 du dispositif de liaison, et - pliage des languettes de sorte à former, en saillie de la face interne du support tubulaire, les éléments anti-retour (12) et le cas échéant butée (14) et bouchon (16) dudit dispositif. 9) Armature pour béton armé comprenant des barres d'armature, 20 dont au moins les extrémités de deux d'entre elles sont reliées à l'aide du dispositif de liaison selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.