Brevet FR3063506A1 — publié le 20180907

PROCEDE ET DISPOSITIF DE REALISATION D'UNE STRUTURE VERTICALE LONGIFORME La présente invention concerne un procédé et un dispositif de réalisation d'une structure verticale longiforme telle qu'un pilier. Dans le domaine de la maçonnerie et plus généralement des Bâtiments et Travaux Publics et/ou du Génie Civil, il est courant de devoir faire des réalisations développées verticalement comme une colonne ou un pilier. Dans le cas d'un pilier carré, une des solutions connues consiste à réaliser un ferraillage ancré au sol puis à réaliser un coffrage autour de ce ferraillage. Le volume intérieur et la forme intérieure induits par le coffrage correspondent au volume et à la forme esthétique extérieure souhaitée du pilier. Le coulage du béton, à l'intérieur de ce coffrage et donc autour du ferraillage, puis le séchage de celui-ci, permettent l'obtention du pilier. Cette méthode est longue à mettre en oeuvre et nécessite des moyens relativement lourds car il faut prévoir les surfaces de coffrage, les moyens de les brider, les étanchéités au sol et entre les surfaces de coffrage. Une autre solution existante consiste à assembler par empilement, un certain nombre de boisseaux, généralement à base de matériau comprenant des granulats agglomérés par du ciment, d'où le terme "aggloméré", prévus pour s'emboîter l'un sur l'autre et ce autour d'un ferraillage préalablement réalisé et ancré au sol. L'assemblage par empilement des boisseaux constitue alors un pilier creux. Afin d'obtenir la résistance mécanique et la stabilité requises, ce pilier creux reçoit du béton, coulé à l'intérieur du volume délimité par lesdits boisseaux. Or, malgré la résistance des boisseaux assemblés, ces boisseaux peuvent se fissurer lors du coulage du béton, étant donné la pression s'exerçant sur leur parois intérieurs lors du coulage du béton, de l'ordre de 350kg/cm2 en pied de pilier. En effet, la capacité du volume intérieur par rapport à l'épaisseur des boisseaux engendre une pression élevée. La problématique est identique pour l'utilisation de parois développées verticalement pour la réalisation d'un pilier. En effet, même cerclées avant le coulage du béton à l'intérieur du volume qu'elles forment, ces parois ont souvent tendance à fissurer lors du coulage du béton. L'augmentation des épaisseurs de plaque ou de boisseaux n'est pas une 3063506 2 réponse à cette problématique puisque ces produits doivent rester manipulables facilement par l'opérateur. Dans tous les cas, les phénomènes de dilatation peuvent conduire à des fissurations après séchage. 5 Une solution consiste à séquencer le coulage du béton afin de contraindre progressivement les parois. Il faut donc dans ce cas couler le béton sur une hauteur d'environ 1/4 ou 1/5 de la hauteur des parois du pilier, laisser sécher le béton et continuer d'alterner coulage et séchage du béton jusqu'au remplissage complet du pilier. Si cette méthode peut être admissible pour un particulier, celle-ci s'avère impossible à réaliser pour un professionnel en raison du temps 10 et des dépenses engendrées. Une autre solution consiste à réaliser une partie centrale qui permet le maintien du pilier pendant le temps de séchage, puis à compléter le reste du volume vide en coulant le béton sans que ledit coulage n'exerce une augmentation de pression risquant de porter atteinte à l'intégrité des parois du pilier. Une telle méthode permet alors d'éviter la rupture du coffrage, 15 qui peut d'ailleurs être définitif, s'il est réalisé directement au moyen de plaques décoratives. La présente invention propose un procédé de fabrication de structure verticale avec une mise en oeuvre séquencée, tout en requérant un temps de réalisation admissible et en supprimant le risque de rupture des parois utilisées. L'invention vise aussi un dispositif pour la mise en oeuvre dudit procédé. 20 La présente invention est décrite suivant un mode de réalisation principal, non limitatif, ceci en regard des dessins associés sur lesquels les différentes figures représentent: Figure 1A-1D: synoptique de la méthode de réalisation d'une structure verticale longiforme vue en perspective, Figure 2: vue de dessus de la figure 1D du synoptique de la méthode de réalisation, 25 avec des ferraillages, Figure 3: dispositif de coffrage intérieur 16, muni de perçages, Figure 4: dispositif de coffrage intérieur 16 mis en place avec une plaque de propreté. Le procédé de réalisation d'une structure verticale est décrit en regard des figures 1A, 1B, 1C et 1D du synoptique et comprend les étapes suivantes. La mise en oeuvre vise la réalisation d'un pilier pour exemplifier le procédé. La figure 1A représente les au moins trois, en l'occurrence quatre parois 10 formant un coffrage extérieur 12 rigide, vues en coupe et érigées pour former une section carrée et 3063506 3 reposant sur le sol. La réalisation du coffrage extérieur 12 représente la première étape de la réalisation d'une structure verticale. Les parois 10 du coffrage extérieur 12 peuvent être des plaques temporaires servant à la construction, ou comme représenté ici, des plaques monolithiques et esthétiques, mises en place définitivement, assemblées par tout moyen, y 5 compris un bridage temporaire, non représenté, et générant un volume 14, visible sur les figures 1 et 2. Les parois 10 peuvent aussi être réalisées par des boisseaux qui s'emboîtent verticalement, de résistance mécanique suffisante dans le cadre du procédé selon l'invention. Le bridage est alors inutile. 10 Le volume 14 reçoit ensuite un coffrage intérieur 16, en l'occurrence tubulaire, rigide radialement, visible sur les figures 1C, 1D, et 2. Dans le cas représenté, ledit coffrage intérieur 16 tubulaire est cylindrique et le diamètre du coffrage intérieur 16 correspond sensiblement au cercle inscrit entre les parois 10. Ainsi, et comme représenté sur la vue du dessus de la figure 2, le milieu des parois 10 du coffrage extérieur 12 est alors en contact, ou à proximité 15 immédiate, avec le bord extérieur 18 du coffrage intérieur 16. Ce contact participe à la stabilité verticale du coffrage intérieur 16. Une fois positionné dans le coffrage extérieur 12, le coffrage intérieur 16 reçoit ensuite du béton B coulé, visible sur la figure 1C, 1D et 2. Lors du remplissage du coffrage intérieur 16 par du béton B ledit béton exerce de faibles contraintes sur les parois 10. L'absence ou la faiblesse des contraintes est due à la géométrie et aux 20 caractéristiques rigides dans le sens radial du coffrage intérieur 16 qui n'a pas la possibilité de s'étendre radialement sous la pression du béton B coulé. Les seuls efforts repris par les parois 10 sont éventuellement les efforts de stabilité verticale du coffrage intérieur 16 rempli de béton B et ce, durant le temps de séchage. Effectivement, le béton B coulé et non séché présente un défaut de tenue et de stabilité radiale durant son temps de prise. 25 Une fois que le béton B a débuté sa prise, le coffrage intérieur 16 rempli de béton B, offre ainsi une tenue et une stabilité permettant à l'ensemble de se tenir érigé. L'étape suivante consiste à effectuer une deuxième coulée de béton B afin de remplir le volume 14, diminué du volume du coffrage intérieur 16 et du béton B qu'il contient, comme représenté sur la figure 1D et la figure 2. Le béton B complète ainsi le remplissage du volume 30 14 sans exercer d'efforts pressiométriques sur les parois 10, la majorité du volume 14 étant déjà remplie par le coffrage 16 et le béton B qu'il contient. 3063506 4 Une fois cette seconde coulée prise, le bridage mis en place pour maintenir les parois 10 est retiré. Dans le cas où les parois 10 du coffrage extérieur 12 sont des plaques temporaires, lesdites plaques temporaires peuvent aussi être retirées. C'est notamment le cas de parois 10 utilisées qui peuvent être des planches en bois par exemple, ou des planches avec des motifs 5 incrustés pour conférer un effet esthétique aux faces extérieures des constructions verticales. Dans le cas où les parois 10 utilisées sont des parois décoratives définitives, des parois support recevant des éléments décoratifs métalliques, des enduits ou des boisseaux, lesdites parois 10 du coffrage extérieur 12 restent alors en place définitivement et font partie intégrante de la structure verticale recherchée, structurée et stabilisée par le coffrage 16 et le béton B coulé. 10 Pour assurer la résistance mécanique requise du coffrage 16 rempli de béton B, le béton B coulé peut être fibré ou bien de manière plus classique, peut venir noyer une armature métallique ancrée au sol, dans une semelle par exemple et préalablement réalisée. Dans ce cas, le coffrage intérieur 16 se positionne autour du ferraillage et se trouve d'autant plus structuré durant le temps de séchage du béton B. 15 Le dispositif de coffrage intérieur 16 est maintenant décrit suivant un mode de réalisation spécifique, non limitatif. Le dispositif de coffrage intérieur 16, représenté sur la figure 4, est un élément longitudinal tubulaire, cylindrique. Le dispositif de coffrage intérieur 16 est réalisé en une matière souple, légère et présente la rigidité radiale souhaitée. Une matière permettant de répondre à ces contraintes est le polyéthylène, qui peut être employé avec une 20 épaisseur faible, par exemple 200iim, ce qui suffit à reprendre les efforts mécaniques radiaux générés par le béton lors du coulage. Le dispositif de coffrage 16 comporte sur son extrémité supérieure, des moyens de fixation 19 réalisés par au moins une bande 20, en l'occurrence quatre bandes 20 étroites. Le coffrage intérieur 16 est également muni d'au moins un perçage 22, ménagés sur la 25 hauteur, en l'occurrence seize perçages 22 traversant ledit coffrage intérieur 16 au niveau de sa périphérie extérieure 18. Les perçages 16 sont radialement répartis à 90° et sont espacés verticalement d'environ un cinquième de la hauteur H du coffrage intérieur 16. Le diamètre des perçages, d'environ 7 cm, est choisi afin de laisser passer les agrégats qui composent le béton. Le dispositif de coffrage intérieur 16 peut être également munie d'une plaque de 30 propreté 24 mise en place sur le haut des parois 10, comme représenté sur la figure 3. Ladite plaque de propreté 24, étendue orthogonalement à l'axe longitudinal de la partie tubulaire du dispositif de coffrage 16, est positionnée en partie haute et munie de moyens de maintien 26. 3063506 5 Lesdits moyens de maintien 26 prennent la forme d'au moins une encoche 28, en l'occurrence quatre encoches 28, disposées à l'extérieur d'une ouverture circulaire 30 centrée sur la plaque de propreté 24 et dont le diamètre est, au plus, égal au diamètre du coffrage intérieur 16. La matière souple utilisée pour la fabrication du coffrage facilite son rangement, son transport 5 et sa mise en oeuvre. Une fois, le coffrage intérieur 16 positionné dans le volume 14 formé par le coffrage extérieur 12, comme précédemment décrit dans le procédé de réalisation, dans le cas où un ferraillage 32 vertical a été précédemment réalisé, le coffrage intérieur 16 est mis en place autour dudit ferraillage 32. Les quatre bandes 20 sont alors introduites dans les encoches 28 de la plaque de propreté 24 jusqu'à ce que la plaque 24 soit en contact avec 10 l'extrémité du coffrage 16 et que l'ouverture circulaire 30 de la plaque 24 soit alignée avec le coffrage 16 tubulaire. Il n'y a alors quasiment plus d'espace entre l'extrémité supérieure du coffrage intérieur 16 et la plaque de propreté 24, extrémité considérée comme négligeable au regard de la présente application. Une fois la plaque de propreté 24 posée sur le haut du coffrage extérieur 12, le béton B peut 15 être coulé facilement dans le coffrage intérieur 16 sans que celui-ci passe dans le volume 14, l'ouverture circulaire 30 ayant le même diamètre que le coffrage intérieur 16. Au fur et à mesure du remplissage de béton B du coffrage intérieur 16 reprenant la pression du béton B coulé, ledit béton B s'écoule de manière très progressive par les perçages 22. Le volume 14 se remplit ainsi lentement et assure la stabilité du coffrage intérieur 16 au fur et à mesure que la 20 quantité de béton B dans le volume 14 augmente. La pression du béton B exercée sur les parois 10 du coffrage extérieur 12 est alors très faible, la majeure partie des efforts pressiométriques du béton B coulé étant reprise par le coffrage intérieur 16. Seuls les efforts engendrés par le béton B coulé, qui représentent une pression relativement faible autour du coffrage intérieur 16, sont repris par les parois 10 qui ne risquent alors plus d'être rompues. 25 Une fois le béton B pris, la plaque de propreté 24 peut être aisément retirée de la structure verticale réalisée et peut laisser place à un chapeau de pilier, par exemple. Le dispositif solutionne les différentes problématiques de séparation et de reprise des efforts, de transport du coffrage intérieur qui ne présente qu'un volume extrêmement limité une fois plié, qui est simple à fabriquer, qui n'engendre pas de déchets car il ne nécessite aucun 30 emballage. De plus, le procédé permet de réaliser le coulage en une seule opération, ce qui fait gagner un temps précieux aux opérateurs. REVENDICATIONS1. Procédé de réalisation d'une structure verticale comprenant les étapes suivantes: réalisation d'un coffrage extérieur (12) créant un volume intérieur (14), mise en place d'un coffrage intérieur (16) tubulaire, rigide radialement, dans le volume (14). coulage de béton B dans le coffrage intérieur (16), coulage de béton B à l'extérieur du coffrage intérieur (16), dans le reste du volume intérieur (14) diminué du volume du coffrage intérieur (16). 2. Procédé de réalisation d'une structure verticale selon la revendication 1, caractérisé en ce que le coffrage extérieur (12) est réalisé par des boisseaux empilés. 3. Procédé de réalisation d'une structure verticale de la revendication 1, caractérisé en ce que en ce que le coffrage extérieur (12) est réalisé par des plaques temporaires. 4. Procédé de réalisation d'une structure verticale de la revendication 3 caractérisé en ce que lesdites plaques temporaires sont retirées une fois le béton B pris. 5. Procédé de réalisation d'une structure verticale selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on dispose le coffrage intérieur (16) autour d'un ferraillage (32) vertical, précédemment réalisé et ancré au sol. 6. Procédé de réalisation d'une structure verticale selon la revendication 1 caractérisé en ce que le coffrage extérieur (12) est réalisé par des parois (10) monolithiques. 7. Procédé de réalisation d'une structure verticale selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le coffrage intérieur (16) est positionné en contact avec les bords intérieurs du coffrage (18). 8. Dispositif de coffrage intérieur (16) tubulaire utilisable pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe souple verticalement et rigide radialement. 9. Dispositif de coffrage intérieur (16) tubulaire selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend des perçages (22). 10. Dispositif de coffrage intérieur (16) tubulaire selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que les perçages (22) sont répartis radialement et verticalement sur le coffrage intérieur (16). 3063506 7 11. Dispositif de coffrage intérieur (16) tubulaire selon la revendication 8, 9 ou 10, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de fixation (19) à son extrémité supérieure. 12. Dispositif de coffrage intérieur (16) tubulaire rigide radialement selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens de fixation (19) comprennent au moins une bande (20). 5 13. Dispositif de coffrage intérieur (16) tubulaire selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisé en ce qu'il comporte une plaque de propreté (24), prévue pour être positionnée au-dessus du coffrage extérieur (12). 14. Dispositif de coffrage intérieur (16) tubulaire rigide radialement selon la revendication 13, caractérisé en ce que la plaque de propreté (24) est munie d'une ouverture (30), axée avec 10 le coffrage intérieur (16) tubulaire. 15. Dispositif de coffrage intérieur (16) tubulaire rigide radialement selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que la plaque de propreté (24) est munie de moyens de maintien (26). 16. Dispositif de coffrage intérieur (16) tubulaire rigide radialement selon la revendication 15 15, caractérisé en ce que les moyens de maintien (26) sont des encoches (28), réparties autour de l'ouverture (30) et aptes à recevoir les bandes (20) des moyens de fixation (19). 17. Dispositif de coffrage intérieur (16) tubulaire rigide radialement selon l'une quelconque des revendications 8 à 16, caractérisé en ce qu'il est réalisé en polyéthylène de 2001.tm.