Brevet FR3125235A1 — publié le 20230120

La présente invention concerne une unité de fabrication d’une matrice minérale réalisée à partir d’une poudre et d’eau comprenant un module de gâchage connecté à un circuit d’eau primaire et à un collecteur de poudre, ledit module de gâchage comprenant un mélangeur et une pompe dans laquelle la poudre et l’eau sont mélangées pour former ladite matrice, caractérisée en ce que ladite unité de fabrication comprend en outre une unité de commande pour piloter la fabrication de ladite matrice minérale, ladite unité de commande étant agencée pour contrôler la quantité d’eau venant circuit d’eau primaire et la quantité de poudre prise du collecteur de poudre pour obtenir la matrice. Fig.1 unité de fabrication et de préparation sur le chantier d’un mortier pour la projection L’invention appartient au domaine des dispositifs pour enduire des parois. Art antérieur Pour enduire un élément de construction d’un mortier, c’est-à-dire une matrice composée d’un mélange pulvérulent comprenant au moins un liant hydraulique et des granulats ainsi qu’éventuellement un ou plusieurs additifs, mélangé à de l’eau, il est connu d’utiliser des dispositifs permettant d’opérer le mélange ou gâchage entre la poudre et l’eau afin de fournir une matrice prête à être enduite. Cette matrice peut être acheminée avec un système de projection pour projeter ladite matrice sur l’élément à enduire. Les enduits sont des mortiers spécifiquement formulés pour être projetés sur une paroi ou élément de façade. Il existe deux types de dispositifs de gâchage, ceux permettant un gâchage continu et ceux permettant un gâchage discontinu. L’élément du dispositif dans lequel s’opère la préparation de la matrice par mélange entre la poudre et l’eau est appelé le mélangeur ou mixeur. L’élément permettant la projection de la matrice ainsi formée par le mélange est appelé la pompe. Dans le gâchage discontinu, la matrice est produite en batch ou lot. Une quantité de poudre et une quantité d’eau sont versées dans le mélangeur puis malaxées pendant une durée prédéfinie, généralement de plusieurs minutes, afin de former une quantité définie de matrice. Une fois cette quantité de matrice formée, elle est déversée dans la pompe pour être projetée. Une fois cette quantité de matrice utilisée, il est nécessaire de recharger le dispositif avec de l’eau et de la poudre pour former un nouveau lot / batch de matrice. Dans le gâchage continu, la poudre et l’eau sont mélangées au fur et à mesure, dans des quantités prédéfinies par le réglage, pour obtenir une quantité continue de matrice à enduire. Le temps de résidence entre la poudre et l’eau dans le mélangeur pour former la matrice est alors relativement court, généralement de quelques secondes, avant que la matrice ainsi formée ne soit disponible au niveau de la pompe pour être projetée. Par ailleurs, des matrices colorées c’est-à-dire incorporant un colorant sont de plus en plus utilisées à des fins esthétiques lorsque le mortier projeté est une couche de finition de l’élément de construction. C’est notamment le cas des enduits de finitions et des enduits monocouches pour la façade. Dans les mortiers colorés, le colorant est composé d’un ou plusieurs pigments d’origines minérale ou organique. Ces pigments, sous forme de poudre, sont incorporés en usine comme additif au mélange pulvérulent. Le choix des pigments et leur dosage permet d’obtenir la coloration voulue. Du fait du dosage très faible des pigments dans le mélange pulvérulent, généralement en dessous de 1% en masse dans les enduits de finition et enduits monocouches de façade, et de la nécessité de les dispersés de manière homogène parmi le reste des constituants de la poudre, la pigmentation est une étape critique de la fabrication des enduits et, à ce jour, seul un procédé en usine permet d’obtenir la fiabilité nécessaire dans les opérations de pesée et de dispersion des pigments poudres dans le mélange pulvérulent. Toutefois, des inconvénients apparaissent pour ces dispositifs de gâchage continu ou discontinu. Le conditionnement des mortiers en sortie d’usine est généralement sous forme de sac de poudre de 20 à 30 kilogrammes. L’alimentation du dispositif de projection se fait par cassage des sacs de poudre dans le mélangeur et nécessite l’intervention d’un opérateur pour remplir régulièrement le dispositif. Cet inconvénient est valable pour les deux types de dispositifs, même s’il peut être contourné dans les dispositifs de gâchage en continu par l’utilisation de mortier en silo plutôt qu’en sacs. L’utilisation de silo n’est généralement pas compatible avec le gâchage discontinu. Le silo est également inadapté pour les faibles consommations (inferieures à une palette de sacs), ce qui peut être le cas pour certains chantiers ou certaines colorations sur un chantier, et enfin lorsque le dispositif continu est monté sur un silo il devient impossible de le bouger sur le chantier ce qui offre moins de flexibilité pour l’applicateur. Plus spécifiquement, l’application de mortier de type enduit monocouche nécessite généralement l’intervention d’une équipe de 3 personnes : un opérateur pour le cassage des sacs, un opérateur pour la projection de l’enduit en bout de lance et un opérateur pour lisser l’enduit sur la paroi en parallèle de sa projection. Le cassage de sac représente donc un coût en main d’œuvre non négligeable, alors que cette opération est considérée par les professionnels comme à faible valeur ajoutée et est physiquement pénible surtout dans la configuration d’une équipe réduite à deux personnes où l’opérateur qui remplit le dispositif est le même qui opère la projection de l’enduit sur la paroi. Les équipes de deux sont donc généralement moins coûteuses en main d’œuvre horaire mais plus éprouvantes pour les applicateurs et moins efficaces en terme de mètres carrés d’enduit appliqués par unité de temps. Par ailleurs, l’utilisation de mortier avec différentes colorations sur un même chantier est courante. Cela est particulièrement vrai pour les enduits de finition et les monocouches de façade, qui sont généralement appliqués en deux voire trois ou quatre couleurs sur un même chantier. Elle nécessite la commande et l’approvisionnement des sacs d’enduits de différentes couleurs dans les quantités suffisantes et génère souvent un surplus de mortier qui n’est pas consommé. De plus, l’achat de sacs d’enduit blanc dont la poudre serait colorée avant le gâchage semble trop compliquée tant la maitrise de la coloration est une opération nécessitant une grande précision. La gestion des différentes couleurs rend également impossible l’approvisionnement des enduits de façade en silo car il n’est pas rentable pour le mortiériste d’avoir différents silos pour chacune des couleurs de la gamme. De plus, il n’y a généralement pas d’espace sur les chantiers pour entreposer plusieurs silos. Enfin, le nettoyage des machines de projection est une étape chronophage, généralement réalisée en fin de journée de travail ou lors d’un changement de coloration de l’enduit. De plus, cette phase de nettoyage est réalisée à grand renfort d’eau qui, par la suite, est généralement répandue souillée par le mortier sur le chantier. Le mixage en continu a également pour inconvénient qu’il ne permet pas l’ajout d’adjuvants de type accélérateur ou retardateur de prise directement sur le chantier, or cette pratique est souvent utilisée pour adapter la prise de l’enduit aux conditions métrologiques. Cette pratique est possible dans le cas du dispositif discontinu par adjonction du retardateur ou de l’accélérateur sous forme liquide directement dans la cuve du mélangeur lors de la préparation de la matrice. La présente invention cherche à résoudre les problèmes de l’art antérieur en fournissant une unité de fabrication automatisée d’une matrice mortier, offrant une meilleure simplicité d’utilisation et productivité améliorée, avec notamment la possibilité de produire une matrice colorée dont la qualité de couleur est stable durant la fabrication. A cet effet, la présente invention concerne une unité de fabrication d’une matrice minérale réalisée à partir d’une poudre et d’eau comprenant un dispositif de gâchage, connecté à un circuit d’eau primaire et à un collecteur de poudre, comprenant un mélangeur et une pompe dans laquelle la poudre et l’eau sont mélangées pour former ladite matrice, caractérisée en ce que ladite unité de fabrication comprend en outre une unité de commande pour piloter la fabrication de ladite matrice minérale, ladite unité de commande étant agencée pour contrôler la quantité d’eau venant circuit d’eau primaire et la quantité de poudre prise du collecteur de poudre pour obtenir la matrice.. Selon un exemple, l’unité de fabrication comprend en outre des moyens de coloration de ladite matrice, lesdits moyens de coloration étant connectés au circuit d’eau primaire et étant agencés pour fournir de l’eau colorée ayant une couleur définie et contrôlés par ladite unité de commande. Selon un exemple, les moyens de coloration comprennent : -une batterie de réservoirs de stockage de colorants primaires, -des moyens automatisés d'élaboration d'une eau colorée à partir d’un colorant nuancé à partir d'au moins un desdits colorants primaires et d’une quantité définie d’eau. Selon un exemple, les moyens automatisés d'élaboration d'une eau colorée comprennent un premier récipient dans lequel une quantité d’eau définie est mélangée avec une quantité de colorant nuancé pour obtenir une eau ayant la couleur définie et un second récipient dit intermédiaire dans lequel ladite quantité d’eau définie est transférée et dont la contenance est supérieure à la quantité définie, ce second récipient étant connecté au module de gâchage. Selon un exemple, ladite batterie de stockage de colorants primaires comprend une pluralité de compartiments agencés dans un conteneur ou chacun dans un conteneur, chaque compartiment servant au stockage d’un colorant primaire et est associée à un module de sélection. Selon un exemple, le mélangeur comprend un logement dans lequel des moyens de gâchage sont agencés, ledit mélangeur étant connecté à un collecteur dans lequel la base est placée et une pompe par laquelle la matrice sort. Selon un exemple, l’unité de fabrication comprend en outre un circuit d’eau claire connecté à la pompe permettant de modifier la consistance de la matrice sans en modifier la coloration. Selon un exemple, l’unité de fabrication comprend en outre une unité de nettoyage connectée au circuit d’eau claire permettant de nettoyer ladite unité de fabrication. Selon un exemple, ladite unité de nettoyage comprend une pluralité de buses agencées dans le premier récipient, le second récipient et le logement du dispositif de gâchage. Selon un exemple, le mélangeur comprend une sortie d’évacuation connectée à un colleteur permettant aux eaux utilisées pour le nettoyage d’être filtrées et évacuées. Selon un exemple, le premier récipient et le second récipient sont montés sur une balance. Selon un exemple, le premier récipient et/ou le second récipient comprennent des moyens de brassage. Selon un exemple, la poudre du collecteur est amenée au mélangeur par l’intermédiaire d’une vis sans fin L’invention concerne en outre un procédé de fonctionnement de l’unité de fabrication selon l’une des revendications précédentes, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : Sélectionner et se munir au moins un des colorants primaires pour former une quantité définie d’un colorant nuancé ; Mélanger ledit au moins un des colorants primaires avec une quantité définie d’eau dans le premier récipient pour former une quantité définie d’eau colorée ; Transférer cette quantité définie d’eau colorée dans un second récipient ; Une fois que le second récipient contient de l’eau colorée, l’unité de commande permet le transfert d’eau colorée du second récipient vers le mélangeur pour être mélangée avec une base. Selon un exemple l’unité de commande est apte à commander le mélange d’au moins un des colorants primaires avec une quantité définie d’eau dans le premier récipient en fonction du transfert d’eau colorée du second récipient vers le mélangeur. Brève description des figures D’autres particularités et avantages ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la représente schématiquement une unité de fabrication pilotée par une unité de commande ; - les figures 2 et 6 représentent schématiquement une unité de fabrication selon l’invention ; - la représente une batterie de réservoirs de stockage de l’unité de fabrication selon l’invention ; - les figures 4 et 5 représentent un circuit de nettoyage de l’unité de fabrication selon l’invention ; Unité de fabrication d’une matrice minérale (1) réalisée à partir d’une poudre et d’eau comprenant un module de gâchage (20),connecté à un circuit d’eau primaire (CEP) et à un collecteur de poudre (30), comprenant un mélangeur (22) et une pompe (24) dans laquelle la poudre et l’eau sont mélangées pour former ladite matrice, caractérisée en ce que ladite unité de fabrication comprend en outre une unité de commande (UC) pour piloter la fabrication de ladite matrice minérale, ladite unité de commande (UC) étant agencée pour contrôler la quantité d’eau venant circuit d’eau primaire et la quantité de poudre prise du collecteur de poudre (30) pour obtenir la matrice. Unité de fabrication selon la revendication précédente, dans laquelle elle comprend en outre des moyens de coloration (10) de ladite matrice, lesdits moyens de coloration (10) étant connectés au circuit d’eau primaire (CEP) et étant agencés pour fournir de l’eau colorée ayant une couleur définie et contrôlés par ladite unité de commande. Unité de fabrication selon l’une des revendications 1 ou 2, dans laquelle les moyens de coloration (10) comprennent : -une batterie de réservoirs de stockage de colorants primaires (12), -des moyens automatisés d'élaboration d'une eau colorée (14) à partir d’un colorant nuancé à partir d'au moins un desdits colorants primaires et d’une quantité définie d’eau. Unité de fabrication selon la revendication précédente, dans laquelle les moyens automatisés d'élaboration d'une eau colorée (14) comprennent un premier récipient (140) dans lequel une quantité d’eau définie est mélangée avec une quantité de colorant nuancé pour obtenir une eau ayant la couleur définie et un second récipient (160) dit intermédiaire dans lequel ladite quantité d’eau définie est transférée et dont la contenance est supérieure à la quantité définie, ce second récipient (160) étant connecté au module de gâchage (20). Unité de fabrication selon la revendication précédente, dans laquelle ladite batterie de stockage de colorants primaires (12) comprend une pluralité de compartiments (120) agencés dans un conteneur ou chacun dans un conteneur, chaque compartiment servant au stockage d’un colorant primaire et est associée à un module de sélection. Unité de fabrication selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle le mélangeur (22) comprend un logement (220) dans lequel des moyens de gâchage (226) sont agencés, ledit mélangeur étant connecté au collecteur de poudre (30) et à une pompe (24) par laquelle la matrice sort. Unité de fabrication selon l’une des revendications précédentes dans laquelle elle comprend en outre un circuit d’eau secondaire (50) connecté au module de gâchage (20) permettant de modifier la viscosité de la matrice. Unité de fabrication selon la revendication précédente dans laquelle elle comprend en outre une unité de nettoyage (60) connectée au circuit d’eau secondaire permettant de nettoyer ladite unité de fabrication. Unité de fabrication selon la revendication précédente dans laquelle ladite unité de nettoyage comprend une pluralité de buses (62) agencées dans le premier récipient, le second récipient et le logement de la pompe. Unité de fabrication selon l’une des revendications 8 ou 9, dans laquelle le mélangeur comprend une sortie d’évacuation connectée à un colleteur permettant aux eaux utilisées pour le nettoyage d’être évacuer. Unité de fabrication selon l’une des revendications précédentes dans laquelle le premier récipient, le second récipient sont montés sur une balance (B1, B2). Unité de fabrication selon l’une des revendications 3 à 11, dans laquelle le premier récipient et/ou le second récipient comprennent des moyens de brassage. Unité de fabrication selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle la poudre du collecteur (30) est amenée au mélangeur (22) par l’intermédiaire d’une vanne ou d’une vis sans fin. procédé de fonctionnement de l’unité de fabrication selon l’une des revendications précédentes, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : Sélectionner et se munir au moins un des colorants primaires pour former une quantité définie d’un colorant nuancé ; Mélanger ledit au moins un des colorants primaires avec une quantité définie d’eau dans le premier récipient pour former une quantité définie d’eau colorée ; Transférer cette quantité définie d’eau colorée dans un second récipient ; Une fois que le second récipient contient de l’eau colorée, l’unité de commande permet le transfert d’eau colorée du second récipient vers le mélangeur pour être mélangée avec une base. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l’unité de commande est apte à commander le mélange d’au moins un des colorants primaires avec une quantité définie d’eau dans le premier récipient en fonction du transfert d’eau colorée du second récipient vers le mélangeur.