Brevet FR3135291A1 — publié le 20231110

Dispositif de coffrage de linteaux et poteaux caractérisé par : - des plats en acier (a) dont les deux extrémités (b) sont pliées à 45 degrés, ces plats sont placés entre eux par quatre de telle façon à constituer un cadre (c) carré ou rectangulaire, les extrémités pliées (b) des plats se rejoignant alors pour être fixées entre elles par l’intermédiaire de points de fixation (d) de type écrous et boulons, tandis que dans les parties plates (e) des plats (a) plusieurs trous (f) sont présents, - des planches (g) de bois, de la longueur appropriée à l’ouvrage à réaliser et constituent le coffrage du linteau ou du poteau, qui sont fixées sur les plats en acier (a), - deux sabots (h) ayant une forme en « U » utilisés uniquement pour le coffrage de linteaux, constitués par des profils métalliques carrés, étant pourvus dans leurs jambage (i) de plusieurs points de fixation au mur (j), tandis que dans leur partie basse (k) une platine trouée (l) forme un ensemble monolithe avec le « U » du sabot, enfin dans la liaison des jambages et de leur partie basse, et en partie extérieure des sabots, des tiges (m) sont placées pour assurer la retenue des planches (g) latérales. Figure pour l’abrégé [Fig. 1] Dispositif de coffrage pour linteaux et poteaux L’invention est relative à un dispositif de coffrage pour linteaux et poteaux, pour la réalisation de maisons individuelles ou de petits bâtiments effectués par des artisans ou des petites et moyennes entreprises du bâtiment, dans le but d’apporter de la sécurité de mise en œuvre, une simplification de réalisation du coffrage, un gain de temps considérable et de meilleures conditions de travail pour les ouvriers. E tat des connaissances : nous distinguerons les outils existants relatifs au coffrage des linteaux d’une part et ceux des poteaux d’autre part : Coffrage pour réaliser un linteau béton : Le linteau est un élément architectural au-dessus d’une ouverture (porte ou fenêtre). Il aide à soutenir le poids du mur. A l’origine, il s’agissait d’une simple pièce en bois ou en pierre que l’on posait horizontalement entre deux montants verticaux. Depuis, d’autres matériaux sont utilisés : métal (poutre en « I » notamment) et béton armé. Le linteau remplissant une fonction structurelle. Il permet la liaison avec la structure. De ce fait, son dimensionnement est régi par « l’Eurocode »®. Le linteau en béton armé a pour objet de reprendre les charges de la maçonnerie au-dessus d’une ouverture, cette ouverture peut-être une porte (on dit alors « linteau de porte ») ou une fenêtre (d’où le terme « linteau de fenêtre »). Le béton est le matériau idéal pour les chantiers de rénovation. En effet, sur ces chantiers, il n’est pas possible d’avoir recours aux linteaux préfabriqués. Par ailleurs les linteaux préfabriqués requièrent des outils de manutention qui sont une contrainte importante qu’il convient de rentabiliser (dimension unique qui impose la même dimension d’ouvertures, cout, mise en œuvre…). Pour les artisans, et compte tenu de la pluralité dimensionnelle des ouvrages, il est plus facile de réaliser par eux même les linteaux, que de poser des linteaux préfabriqués. Le béton est également adapté pour les projets où les linteaux bois et linteaux acier ne répondent pas aux exigences techniques de portée. Dans ces situations, il n’existe d’autres choix que de couler du béton sur place pour réaliser un linteau. La mise en œuvre d’un coulage de linteau en béton consiste à : - prendre des mesures et à préparer vos outils. - aux fins de pouvoir dimensionner la longueur et la largeur des planches de coffrage, il convient ensuite de calculer la hauteur à laquelle seront positionnées les planches. - Le fond de coffrage doit être de niveau (horizontal). - Découper ensuite les planches en fonction des dimensions de l’ouvrage, - Réaliser le coffrage en bois, - poser deux étai de chaque côté de l’ouverture pour soutenir les extrémités du coffrage, - clouer les planches horizontales sur la barre de soutien des étais, - poser les parois verticales opposées, et les faire tenir par des équerres, - vérifier que tout est bien à niveau. La réalisation d’un linteau de maçonnerie, selon ce mode traditionnel, exige la présence de 2 personnes durant ½ à une heure (variant selon le gabarit du coffrage), dont au moins une personne qualifiée pour se faire. En effet, la construction du coffrage étant appelée à résister à la pression du ciment, il convient que sa réalisation soit faite dans les règles de l’art, ce qui indique la nécessité d’un personnel qualifié. Il s’en suit la pose d’un ferraillage, le coulage du béton, et une fois ce dernier sec - la dépose du coffre. Il convient également d’indiquer que dans la forme traditionnelle de coulage d’un linteau béton, les serres joints peuvent être remplacés dans la partie haute du coffrage, par des étriers de coffre, qui se caractérisent par leur forme en «U». Toutefois cette technologie est handicapée par le fait que ces étriers disposant d’une ouverture fixes ne sont pas réglables dans leur profondeur d’ouverture. Au plus près de l’invention, un premier dispositif connu, appelé « cofralinto »® et développé par la société « Jolivet » (brevet fr2849081), consiste en une platine placée horizontalement sur le haut de l’ouverture de l’ouvrage, cette platine se distinguant en ce qu’elle est réglable dans sa dimension (par l’intermédiaire d’une liaison glissière) de telle façon à s’adapter aux dimensions d’ouvrages rencontrés. Des éléments verticaux sont placés aux deux bouts de cette platine, de telle façon à venir faire pression sur les parois verticales qui entourent l’ouverture de l’ouvrage. L’objet de ce dispositif est de positionner la planche de bas du coffrage. Mais rien n’indique comment les planches de parois verticales tiennent face à la pression du béton frais, si bien que ce dispositif fait appel à des serre-joints conventionnels pour assurer cette fonction. Un autre dispositif plus complet, commercialisé sous le nom de « Lintorr »® est relatif à un sabot qui se visse sur la paroi verticale de l’ouverture de l’ouvrage, selon le principe d’un sabot par paroi (donc deux sabots par ouverture). Ces sabots sont appelés à supporter la structure de coffrage. Chaque sabot est doté d’une platine, placée dans l’ouverture de l’ouvrage, cette platine recevant un trou destiné à recevoir un tige métallique filetée. Sur cette tige métallique filetée, un cadre en « U » vient se placer qui reçoit la planche de soutènement du coffrage. Par l’intermédiaire de la tige filetée, il est ainsi aisé de régler le niveau de cette planche de soutènement. Par ailleurs le cadre en « U » permet également de maintenir les planches verticales en position et en attente du coulage de béton. En revanche, les limites de ce dispositif sont qu’il ne permet pas aux parois verticales de coffrage de soutenir la charge de béton ; dans ces conditions les serre-joints conventionnelles sont nécessaires à maintenir le coffrage. Plus généralement sur les technologies de coffres à linteaux, sachons distinguer plusieurs technologies ayant fait l’objet de nombreux brevets : Relativement aux coffre s de linteau , citons les brevets CN213927071, CN213709804, CN211081013, CN204826629, ES29195, CN10150939, GB2117811, DE2829240, CN202644988, FR2974589, FR2952952, et FR2544004, qui se distinguent en ce que ces coffres ne gèrent pas la liaison à l’ouvrage hors des parois qui constituent le coffre, tandis que la plupart d’entre eux ne permettent pas de gérer la poussée mécanique du béton, en cela ils reposent sur l’adjonction de serre joints, Relativement aux dispositifs additionnels aux coffres , caractérisés par des structures qui permettent de maintenir un coffre artisanal dans une position pour assurer le coulage du béton selon un principe de reprise de charge au sol , citons les brevets CN206888515, CN107700839, CN105525750, CN210316538, CN214117505, CN213449485, CN111852007, CN210217137, CN206888515, CN104912326, CN107700839 et CN105525750. Ces dispositifs se distinguent en ce que soit ils font appel à une liaison au sol par étais dont la hauteur est réglable (les étais disposant d’une vis sans fin), soit encore à des éléments de structure mécanique en ciseau, D’autres dispositifs reposent sur une platine appelée à recevoir le coffre , cette platine étant tenue par des éléments provisoires de liaison au mur (à l’exemple du dispositif « lintorr »® précité), sans que les coffres soient intégrés au dispositif, ou sans que ces coffres aient une tenue mécanique propre à soutenir la pression du béton frais. Citons les brevets CN215253959, CN206599993, et CN106639146, D’autres dispositifs encore permettent de couler d’un seul tenant les piliers et linteau, mais sont contraints par une technologie faisant à la fois office de structure porteuse et de coffre . Citons les brevets CN212027131 et CN111502267. En revanche ces dispositifs sont constitués pour une dimension donnée, et sont difficilement manutentionnable au regard des volumes et du poids des éléments qui les composent, Enfin une dernière technologie est à décrire, qui repose sur un support de coffrage placé sur un chariot , qui permet d’amener cette dernière en aplomb du coffrage à réaliser. Citons le brevet CN210195248. En conséquence de l’état des connaissances relatifs aux dispositifs de coffrage pour linteaux, soit : - ils assurent le coffrage, sans disposer des éléments de liaison et de fixation à l’ouvrage, tandis qu’ils demandent des outils additionnels tels que des serres joints pour assurer la résistance à la pression du béton, -soit encore ils sont des outils porte coffre en liaison au mur ou au sol (par l’intermédiaire d’étais, structures ciseaux, ou chariots), mais là encore la question de la résistance à la pression des coffres est ignorée de ces technologies, - soit encore il s’agit d’éléments de coffrage monolithes qui permettent le coulage simultané de piliers et linteaux, mais dans ce cas tant leur poids que leur incapacité à modifier leur dimension les rendent incompatibles à la réalisation d’ouvrages de bâtiments courants, tels que les maisons individuels (il s’agit de technologies employées sur de grosse infrastructures : immeubles de bureau…). En conséquence, aucun dispositif c’est approprié à simultanément offrir des qualités propres à : - la réalisation d’ouvrages tels que des maisons individuelles, requérant des dimensions d’ouvertures différentes, - de résistance à la poussée, sans faire appel à des serre joints ou autres éléments extérieurs de tenue du coffrage (notamment en partie haute pour les linteaux), - assurer une double fonction de porte coffrage et de coffrage, - être assez universel pour officier à la fois sur les linteaux et les poteaux. Coffrage pour réaliser un pilier béton : IL convient de rappeler les méthodes traditionnelles de coffrage béton pour un pilier, consistant à joindre quatre planches entre elles, par des moyens divers de fixation (clous, vis) et serre-joints, selon le principe que chaque planche représente un côté. Pour éviter le principe même de coffrage, un autre principe bien connu consiste à empiler des éléments de maçonnerie évidés qui sont ensuite comblés de béton. Faisant un mix entre les technologies de maçonnerie assemblés et les coffrages, ils sont creux à l’intérieur et constituent la vêture des poteaux dès lors qu’ils sont empilés les uns sur les autres. Ils reçoivent éventuellement une armature métallique et font l’objet d’un coulage de béton pour remplir l’intérieur et solidariser entre eux les éléments modulaires. Plus particulièrement aux dispositifs de coffrage qui n’entrent pas dans l’ouvrage une fois ce dernier coulé (il s’agit d’outils et non d’un élément du poteau) : Un premier dispositif développé par la société « Géoplast »® est le coffrage « Géopanel Star »® (brevet EP1672143) qui consiste en des panneaux modulaires de 60 cm de haut en matériau polymère ABS haute résistance ; ces panneaux étant placés verticalement les uns sur les autres pour former le coffrage, tandis que des éléments métalliques perdus traversent le béton pour tenir les panneaux. Enfin, des éléments en polymère viennent solidariser lesdits panneaux pour assurer leur position. Un autre dispositif, se rapprochant du premier cité, commercialisé sur le site « moncoffrage.com »® consiste en des panneaux modulaires de petite hauteur qui disposent sur leurs tranches de picots ou d’oblongs (à l’image des cubes de « légo »®). Les panneaux peuvent être placés les uns sur les autres dans leur hauteur, tandis que des équerres permettent de solidariser ces panneaux dans leur liaison en coin (selon le principe d’un coffrage de pilier). En complément de ce dispositif, citons des équerres commercialisées sur le même site en ligne « moncoffre.com »®, qui se distinguent des équerres habituelles en ce que chacune d’elle dispose d’un ergo et d’un oblong de la même forme que l’ergo. Le principe est de faire tenir les panneaux en les ceinturant de quatre équerres, chaque venant se placer dans l’oblong de l’équerre placée à côté. Ces équerres sont rendues indispensables en ce que les panneaux modulaires ont une largeur unique, et que selon la taille du poteau à réaliser, des débordements extérieurs existent. La limite de ces deux derniers dispositifs est quant à l’environnement auquel ils sont exposés. Des vétustés granulométriques s’insèrent dans les oblongs et picots, qui rendent rapidement vétustes les produits issus de ces techononlogies. Enfin un dernier dispositif appelé « Polycoffre »® comprend 4 éléments longitudinaux aluminium en forme d’équerre qui, placés sur les quatre coins, emprisonnent sur les quatre coins les panneaux de coffrage. Ces quatre éléments longitudinaux en aluminium sont sanglés, s’émancipant ainsi des serre-joints, et des étais sont placées latéralement pour tenir l’édifice. Présentation de l’invention : L’invention est relative à un dispositif de coffrage de linteaux et poteaux dans des maisons individuelles ou des bâtiments réalisés par des artisans et des petites et moyennes entreprises du bâtiment. Ce dispositif se caractérise par : - des plats en acier (a) dont les deux extrémités (b) sont pliées à 45 degrés, ces plats sont placés entre eux par quatre ( ) de telle façon à constituer un cadre (c) carré ou rectangulaire, les extrémités pliées (b) des plats se rejoignant alors pour être fixées entre elles par l’intermédiaire de points de fixation (d) de type écrous et boulons, tandis que dans les parties plates (e) des plats (a) plusieurs trous (f) sont présents, - des planches (g) de bois, de la longueur appropriée à l’ouvrage à réaliser constituant le coffrage du linteau ou du poteau, qui sont fixées sur les plats en acier (a) par l’intermédiaire des trous (f), ces planches (g) reçoivent plusieurs plats en acier (a) à intermédiaire régulier sur toute leurs longueurs, de telle façon à être en aplomb avec les extrémités des plats en acier placés sur les autres planches, ceci pour constituer la formation de cadres en plusieurs points de la longueur du coffrage, points assurant la reprise de charge mécanique nécessaire lors de la prise du ciment, - deux sabots (h) ( ) ayant une forme en « U » et utilisés uniquement pour le coffrage de linteaux et constitués par des profils métalliques carrés ou rectangulaires, ces sabots (h) étant pourvus : - dans leurs jambage (i) de plusieurs points de fixation au mur (j) de type boulons et écrous, - tandis que dans leur partie basse (k) (faisant liaison entre les jambages) une platine trouée (l) forme un ensemble monolithe avec le « U » du sabot, - enfin dans la liaison des jambages et de leur partie basse, et en partie extérieure des sabots, des tiges (m) sont placées pour assurer la retenue des planches (g) latérales. Notons que pour constituer un coffrage de poteau, les quatre côtés du cadre (c) de coffrage sont pourvus de planches, tandis que dans la réalisation d’un coffre de linteau trois côtés seulement reçoivent des planches (planche du dessous et 2 planches latérales), l’espace haut du coffrage étant libéré pour couler le béton. Relativement au procédé d’utilisation du dispositif pour le coffrage de linteaux, celui consiste à : - placer les sabots (h) sur les murs des ouvertures, à raison d’un sabot sur chaque mur, et les fixer par l’intermédiaire de leurs points de fixation (j), - apposer sur les sabots la planche inférieure de coffrage (n) pourvue de ses plats en acier (a), et la fixer aux sabots par l’intermédiaire de pointes (o) qui traversent la platine trouée (l), - ensuite placer les planches latérales (n’) de coffrage, qui prennent appui d’une part sur les deux parties du mur du bâtiment qui environnent l’ouverture, et d’autre part sur les tiges (m) des sabots. Relativement au procédé d’utilisation du dispositif pour le coffrage de poteau, les quatre planches sont placées à la verticale, munies de leurs plats en acier (a) selon le protocole suivant : - deux planches sont amenées et placées verticalement sur le sol pour offrir deux côtés du coffrage, ces planches, dotées de plats en acier en aplomb les uns des autres, sont fixées entre elles par l’intermédiaire de leurs points de fixation (d), cet ensemble devenant alors stable, - ensuite les autres planches munies de leurs plats acier(a) sont ajoutées et fixées l’une après l’autre à la première installation. Dans tous les cas de montage du coffrage : en situation linteau ou poteau, le temps nécessaire est de moins de 5 minutes pour un seul homme non qualifié, ce qui indique que ce dispositif apporte une sécurité de mise en œuvre, une simplification de réalisation du coffrage, un gain de temps considérable et de meilleures conditions de travail pour les utilisateurs. Figures Quatre plats aciers fixés entre eux pour former un carré Vue détaillée du sabot Montage d’un coffre linteau Montage d’un coffre poteau Glossaire : a) Plats en acier b) Extrémités des plats pliés à 45 degrés c) Cadre formé de quatre plats acier d) Points de fixation e) Partie plate des plots en acier f) Trous placés dans la partie plate en acier g) Planches h) Sabots i) Jambage des sabots j) Points de fixation du sabot au mur k) Partie basse du sabot en « U » faisant liaison aux jambages l) Platine trouvée sur la partie basse en « U » m) Tiges de retenues des planches latérales n) Planche inférieure de coffre à linteau n’) Planches latérales de coffrage à linteau o) Pointe : Dispositif de coffrage de linteaux et poteaux pour la réalisation de maisons individuelles ou bâtiments réalisés par des artisans et des petites et moyennes entreprises du bâtiment, caractérisé par : - des plats en acier (a) dont les deux extrémités (b) sont pliées à 45 degrés, ces plats sont placés entre eux par quatre de telle façon à constituer un cadre (c) carré ou rectangulaire, les extrémités pliées (b) des plats se rejoignant alors pour être fixées entre elles par l’intermédiaire de points de fixation (d) de type écrous et boulons, tandis que dans les parties plates (e) des plats (a) plusieurs trous (f) sont présents, - des planches (g) de bois, de la longueur appropriée à l’ouvrage à réaliser constituant le coffrage du linteau ou du poteau, qui sont fixées sur les plats en acier (a) par l’intermédiaire des trous (f), ces planches (g) reçoivent plusieurs plats en acier (a) à intermédiaire régulier sur toute leurs longueurs, de telle façon à être en aplomb avec les extrémités des plats en acier placés sur les autres planches, ceci pour constituer la formation de cadres en plusieurs points de la longueur du coffrage, points assurant la reprise de charge mécanique nécessaire lors de la prise du ciment, - ces plats en acier (a) sont placés sur les planches (g) de telle façon à être en aplomb les uns des autres et pouvoir assurer leur liaison entre eux et construire un cadre (c) permettant la reprise de charge du coffrage, - deux sabots (h) ayant une forme en « U » et utilisés uniquement pour le coffrage de linteaux et constitués par des profils métalliques carrés, ces sabots (h) étant pourvus : - dans leurs jambage (i) de plusieurs points de fixation au mur (j) de type boulons et écrous, - tandis que dans leur partie basse (k) (faisant liaison entre les jambages) une platine trouée (l) forme un ensemble monolithe avec le « U » du sabot, - enfin dans la liaison des jambages et de leur partie basse, et en partie extérieure des sabots, des tiges (m) sont placées pour assurer la retenue des planches (g) latérales.