Brevet FR3093743A1 — publié le 20200918

Description Titre de l'invention : Ebauche de poutre en béton pré-coffrée comportant un fond et des panneaux latéraux [0001] La présente invention concerne une ébauche de poutre pré-coffrée comprenant des panneaux de coffrage, ainsi qu'un procédé de fabrication d'une poutre à partir de cette ébauche de poutre. [0002] Les poutres en béton utilisées dans le bâtiment ou les travaux publics, peuvent être coulées sur place dans un coffrage préparé aux formes de la poutre à obtenir, ou réalisées en atelier puis transportées pour être mises en position. [0003] Toutefois dans le cas d'une préparation en atelier, il est connu de réaliser une ébauche avec une poutre creuse formant un coffrage comprenant dans un même moulage en béton le fond et les deux côtés, contenant les ferraillages nécessaires, ce qui permet de disposer d'une partie centrale ouverte sur le dessus formant un creux réduisant la masse pour faciliter sa manutention. [0004] Une fois mise en position il reste à effectuer sur le chantier un remplissage du creux intérieur pour terminer la poutre, ce qui représente une opération plus simple, moins technique et plus rapide que la préparation du coffrage et le coulage dc la poutre complète sur place. [0005] Toutefois les côtés dc l'ébauche dc poutre coulée en béton avec le fond, doivent présenter une certaine épaisseur pour obtenir une résistance suffisante de l'ensemble, permettant sa manutention, son transport et sa mise en position sur le chantier. On obtient une masse relativement élevée à déplacer nécessitant des moyens de levage et de transport adaptés, ce qui génère des coûts importants. [0006] De plus les côtés réalisés par le coulage du béton constituent des parois rigides fortement résistantes, comprenant généralement des fers pour assurer la résistance, qui doivent être percées dans certains cas sur le chantier pour assurer la liaison entre deux poutres, avec le même béton coulé dans les creux de ces poutres. [0007] En particulier dans le cas d'une poutre se fixant perpendiculairement sur le côté d'une autre, il faut réaliser une fenêtre sur ce côté en perforant le béton de la paroi et en coupant les fers la traversant, ce qui représente une opération longue, délicate si on veut obtenir des dimensions précises, et pénible. [0008] La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. [0009] Elle propose à cet effet une ébauche de poutre pour une poutre en béton pré-coffrée s'étendant suivant une direction longitudinale, remarquable en ce qu'elle comporte un fond en béton reliant des panneaux latéraux formant des plans rigides, qui est pris sur 2 des nervures inférieures de ces panneaux. [0010] Un avantage de cc type d'ébauche est qu'on peut facilement en atelier maintenir sur un plan de travail des panneaux parallèles avec les côtés intérieurs tournés l'un vers l'autre, puis couler un fond en béton sur une petite hauteur qui vient en prise sur les nervures inférieures d'accrochage de ces panneaux. [0011] On obtient une ébauche de poutre pré-coffrée présentant deux côtés formés par les panneaux qui peuvent être facilement à la fois minces et rigides grâce à l'emploi d'un matériau adapté comme un béton fibre, ce qui donne un ensemble présentant une niasse réduite facilitant sa manutention. [0012] De plus après l'installation sur le chantier de l'ébauche de poutre, les panneaux latéraux d'épaisseur réduite peuvent être facilement découpés, par exemple avec une disqueuse, pour réaliser les fenêtres nécessaires dans le cas de liaisons latérales sur la poutre. [0013] Le panneau de coffrage selon l'invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. [0014] Avantageusement, les nervures sont allongées dans la direction longitudinale. [0015] Avantageusement, les nervures présentent à leurs extrémités des excroissances permettant un ancrage dans le béton coulé à l'intérieur. [0016] Avantageusement, les panneaux latéraux sont formés en béton fibre. [0017] Avantageusement, les panneaux latéraux sont formés par l'extrusion d'un matériau dans la direction longitudinale. [0018] Avantageusement, l'ébauche de poutre comporte des clips de liaison ajustés sur les extrémités de nervures de deux panneaux juxtaposés longitudinalement. [0019] Avantageusement, l'ébauche de poutre comporte des écarteurs maintenant une distance transversale entre deux panneaux latéraux. [0020] Avantageusement, l'ébauche de poutre comporte des anneaux de levage dont la base est prise dans le fond en béton. [0021] Dans ce cas, avantageusement les anneaux de levage comportent chacun une tige en acier engagée dans sa base qui est prise dans le fond en béton. [0022] L'invention a aussi pour objet un procédé de fabrication d'une poutre à partir d'une ébauche comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes, comportant le transport de l'ébauche fabriquée en atelier, puis le positionnement de cette ébauche en position finale de la poutre, et enfin le coulage d'un béton dans le creux tonné par l'ébauche. [0023] L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages appa- raîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : [0024] [fig.1] 3 présente en coupe transversale une première étape de fabrication d'une ébauche de poutre pré-coffrée avec des panneaux selon l'invention, comprenant la pose de ces panneaux ; [0025] [fig.2] présente une deuxième étape comprenant la pose d'écarteurs inférieurs et de clips de liaison entre panneaux successifs ; [0026] [fig.3] présente une troisième étape comprenant la pose du ferraillage et d'anneaux de levage longs, et le coulage du fond ; [0027] [fig.4] présente une variante avec des anneaux de levage court et sans ferraillage ; [0028] [fig.5] présente le positionnement de l'ébauche de poutre pour une dalle coulée en place ; et [0029] [fig.6] présente le positionnement de cette ébauche avec une préforme de dalle en position. [0030] La figure 1 présente le positionnement de deux panneaux verticaux parallèles 4 sur un plan de travail 2 entre des cales extérieures 10, comprenant une face extérieure lisse, et une face intérieure équipée d'une succession de nervures longitudinales 6 réparties sur la hauteur des panneaux, comprenant en haut et en bas deux nervures rapprochées. [0031] Chaque nervure 6 présentant une longueur de quelques centimètres, possède à son extrémité une excroissance 8 dépassant en largeur sur les deux côtés de cette nervure. [0032] Les panneaux 4 réalisés dans un ciment renforcé de fibres, sont produits par une extrusion du matériau au travers d'une filière donnant des panneaux continus présentant une section constante. Le matériau fibreux produit par ce procédé lui donnant une bonne homogénéité, présente une résistance élevée pour une épaisseur réduite, ce qui donne au panneau 4 une légèreté facilitant sa manipulation. [0033] La figure 2 présente la mise en place de chaque côté du nombre de panneaux né- cessaires 4 pour la longueur de la poutre à réaliser, qui sont reliés entre eux par des clips de liaison 14 formant un profilé ajusté sur une nervure 6 en reliant deux panneaux entre eux afin d'assurer un parfait alignement longitudinal de ces panneaux. [0034] On met en place aussi sur la longueur de la poutre des écarteurs inférieurs 16 posant sur des petits supports en hauteur 12, venant au niveau de la deuxième nervure inférieure 6, dont les extrémités prennent appui sur les faces intérieures des panneaux 4 pour imposer la distance entre eux. [0035] La figure 3 présente la pose du ferraillage en acier 22 calculé suivant la résistance de la poutre, comprenant des anneaux transversaux 24 et des tiges longitudinales 26 liés ensemble, préparé à l'avance de manière à descendre un bloc entre les panneaux 4. On prévoit une distance latérale maximum de quatre centimètres entre le ferraillage 22 et la face intérieure des panneaux latéraux de manière à assurer une bonne résistance de la poutre. [0036] Le ferraillage peut présenter des parties dépassant aux extrémités de la poutre afin de préparer la liaison avec une partie juxtaposée, notamment une continuité avec une poutre alignée, ces parties étant prises dans le même béton. [0037] On pose aussi plusieurs paires d'anneaux de levage 28 répartis sur la longueur de la poutre, comprenant pour chaque paire deux anneaux disposés dans un même plan transversal. En variante chaque plan transversal peut comporter plus de deux anneaux de levage 28 si nécessaire. Chaque anneau 28 allongé verticalement, comporte une hase disposée près du plan de travail 2, recevant en partie inférieure un fer longitudinal 30 passé dans sa boucle. [0038] On pose ensuite des écarteurs supérieurs 22 posés sur le dessus des panneaux 4, formant des barres transversales glissées à l'intérieur du bloc de ferraillage, comprenant aux extrémités des crochets prenant appui sur l'extérieur de ces panneaux pour maintenir leur écartement en partie supérieure. [0039] On coule ensuite dans le moule formé entre les panneaux 4, un fond en béton 32 prenant à la fois la hase du ferraillage 22, la base des anneaux 28 avec leurs fers longitudinaux 30, et les deux nervures inférieures 6 de chaque panneau. [0040] On obtient après séchage un ensemble rigide avec le fond 32 maintenant en position à la fois les deux panneaux 4 grâce à leurs nervures inférieures 6 scellées dans le béton, le bloc de ferraillage 22, et les anneaux de levage 28 présentant une bonne résistance à la traction avec les fers longitudinaux 30 engagés dedans qui sont pris dans ce fond. [0041] On obtient une ébauche de poutre formant un coffrage perdu, facile à manutentionner grâce à son poids très réduit qui peut représenter environ 10% du poids de la poutre finie, et à ses anneaux de levage 28 intégrés, ce qui permet de réaliser le transport et la mise en position de manière économique avec un maximum de sécurité. [0042] Après la mise en place de l'ébauche de poutre sur le chantier, les opérateurs peuvent facilement et rapidement découper les panneaux latéraux 4 présentant une faible épaisseur, notamment avec une disqueuse, pour préparer des liaisons avec des éléments juxtaposés contenant un ferraillage passant par ces ouvertures. [0043] Après le coulage du béton remplissant entièrement l'ébauche de poutre, on obtient des panneaux latéraux 4 fortement ancrés dans le béton grâce aux excroissances 8 des extrémités de chaque nervure 6 qui donne un scellement efficace de ces panneaux. On notera que la face extérieure des panneaux 4 peut présenter toutes sortes d'aspects afin d'obtenir l'esthétique recherchée sur la poutre finie. [0044] En pratique les panneaux latéraux 4 peuvent présenter une épaisseur comprise entre 10 et 50 millimètres, correspondant respectivement à des hauteurs de poutre comprises entre 10 et 100 centimètres. [0045] La figure 4 présente en variante une ébauche de poutre ne comprenant pas le fer- raillage positionné à l'avance, mais seulement des anneaux courts de levage 28 scellés dans le fond 32 de cette ébauche. Dans ce cas le ferraillage est mis en place à l'intérieur sur le chantier après avoir disposé l'ébauche de poutre en position, ce qui permet notamment de prévoir des ferraillages complexes comprenant des parties dépassant de cette ébauche. [0046] La figure 5 présente l'ébauche de poutre mise en position sur le chantier, avec le placement de chaque côté d'un coffrage de dalle 40 formant un plan venant en appui latéral sur l'extérieur des panneaux latéraux 4, légèrement en dessous du bord supérieur de ces panneaux. [0047] Dans ce cas on coule en même temps le béton sur le coffrage de dalle 40 et dans l'ébauche de poutre de manière à obtenir un ensemble d'une seule pièce, avec la partie supérieure du ferraillage de la poutre 22 intégrée dans cette dalle ce qui assure une liaison élevée entre ces deux éléments. [0048] Les extrémités supérieures des panneaux latéraux 4 sont pris sur trois à quatre cen- timètres dans la dalle 42 cc qui assure une finition propre au niveau de la jonction de la poutre et de la dalle. [0049] La figure 6 présente de chaque côté de la poutre le positionnement d'une ébauche de dalle 50 comprenant son ferraillage, dont les bords sont posés sur le dessus des panneaux latéraux 4. [0050] On coule aussi en même temps le béton sur l'ébauche de dalle 50 et dans l'ébauche de poutre de manière à obtenir un ensemble d'une pièce. 6