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WO 2009/004125 1 PCT/FR2007/051603
ELEMENT DE CONSTRUCTION ARME
L'invention a pour objet un élément de construction armé et résistant,
réalisé en une matière moulée, en particulier du béton, dans laquelle est
noyée une armature de renforcement.
La technique du béton armé est connue depuis très longtemps pour la
réalisation de pièces de toutes sortes telles que dalles, coques ou poutres
soumises, en particulier, à des efforts de flexion, mais on réalise aussi de
cette façon des conduites de transport de fluide, en particulier de grand
diamètre.
D'une façon générale, on réalise tout d'abord une armature métallique
dite cage de ferraillage, qui, dans le cas de pièces préfabriquées, est placée
dans un moule dont le fond forme un coffrage pour la coulée du béton à l'état
fluide afin d'y noyer la cage de ferraillage, l'ensemble étant solidarisé
ensuite
par le durcissement du béton.
Dans la technique dite du béton banché, l'armature est placée entre
deux parois de coffrage qui sont retirées après le durcissement du béton.
Dans certains cas, cependant, il est intéressant de conserver la paroi
ayant servi de coffrage, par exemple pour assurer l'étanchéité ou sceller
dans le béton une paroi constituant la face externe de la pièce. Une telle
technique dite de coffrage perdu est connue depuis très longtemps.
Par exemple, le document US-A-775,927 datant de 1904, décrivait
déjà une technique de réalisation de plancher dans laquelle le béton est
coulé sur une paroi mince formant un coffrage perdu servant également de
cintre pour la coulée et le durcissement du béton. A cet effet, cette paroi
mince est ondulée de façon à présenter une rigidité suffisante pour être
posée entre deux appuis en supportant le poids du béton pendant son
durcissement.
Cette paroi ondulée est simplement solidarisée avec le béton par des
languettes de liaison qui s'étendent dans l'épaisseur du plancher. L'ensemble
ne constitue donc pas une véritable cage d'armatures coopérant avec le
béton pour résister à des charges importantes. D'ailleurs, les efforts
transversaux dits "poussée au vide" peuvent provoquer un léger décollement
du béton. En outre, une paroi ondulée ne peut pas résister à des efforts de
traction dans le sens transversal qui risqueraient également de provoquer un
décollement du béton.
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Il est donc préférable, pour réaliser un élément de construction
capable de résister aux efforts de flexion résultant des charges appliquées,
de noyer dans le béton une cage d'armature métallique calculée de façon
classique, pour résister aux efforts de traction engendrés par les charges
appliquées sur la pièce alors que le béton résiste aux efforts de compression,
la liaison entre le béton et l'armature permettant un transfert des efforts de
l'un à l'autre des deux matériaux associés en raison de leur adhérence qui
peut, d'ailleurs, être améliorée en utilisant, par exemple, des barres
crantées.
Généralement, un élément de construction en béton armé comporte
donc au moins une nappe d'armature sensiblement parallèle à une face
externe de la pièce et solidarisée avec le béton par une armature interne
enrobée dans celui-ci.
Dans le cas habituel d'une pièce, par exemple en forme de poutre ou
de panneau ayant deux faces externes écartées l'une de l'autre, l'armature
comporte, habituellement, deux nappes sensiblement parallèles à chaque
face de la pièce et reliées par des étriers, l'ensemble étant noyé dans le
béton.
L'armature est réalisée, habituellement, en acier et est donc sensible à
l'oxydation. C'est pourquoi, normalement, chaque nappe d'armature doit être
maintenue écartée de la face externe correspondante de la pièce par une
couche de béton permettant d'assurer la protection de l'armature contre
l'humidité. Cependant, il est difficile d'éviter une légère fissuration de la
face
externe de la pièce qui entraîne des venues d'eau au contact du métal avec
un risque d'oxydation et, par conséquent, d'éclatement du béton, ce qui
augmente les venues d'eau et peut conduire à la ruine de la pièce.
C'est pourquoi la réglementation impose l'existence d'une épaisseur
minimale d'enrobage, normalement 30 mm, entre une armature métallique et
la face de parement correspondante de la pièce.
Habituellement, une cage de ferraillage est constituée de deux nappes
d'armature constituées de barres rondes et reliées entre elles par des étriers
ou des épingles formant une armature interne constituée de fers de plus
faible diamètre entourant les barres principales.
Pour maintenir la distance minimale d'enrobage requise, il faut donc
positionner avec précision les armatures à l'intérieur de la pièce moulée, en
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utilisant des écarteurs prenant appui sur le coffrage, mais il faut tenir
compte
du diamètre des étriers qui entourent les barres.
Cette distance minimale d'enrobage, qui doit être maintenue sur les
deux faces de la pièce, augmente l'épaisseur de celle-ci alors que l'épaisseur
utile, permettant d'assurer la résistance de la pièce, correspond seulement à
la distance entre les deux nappes d'armature.
Il est avantageux, cependant, de réduire autant que possible
l'épaisseur des pièces en béton, en particulier, dans les techniques de
préfabrication lourde dans lesquelles on réalise à l'avance des pièces
d'assez grandes dimensions qui doivent être manipulées par des engins de
levage. D'autre part, la quantité de béton utilisée représente une part
importante du coût d'une pièce et il est avantageux de chercher à la réduire
en conservant la même résistance.
A cet effet, le même inventeur a déjà proposé, dans la demande de
brevet EP 1 191 163 A, une nouvelle technique de réalisation d'une cage de
ferraillage qui permet notamment de réduire l'épaisseur globale d'une pièce
mais présente aussi d'autres avantages.
Dans cette technique, les barres d'armatures ne sont pas constituées,
comme habituellement, de fers ronds mais de bandes plates de section
rectangulaire ayant une face large parallèle à la face de parement
correspondante de la pièce. Chaque bande plate présente une section
transversale équivalente à celle d'une barre ronde calculée pour résister aux
efforts appliqués mais sa forme rectangulaire permet de fixer facilement, sur
sa face interne, par soudure, les fers formant l'armature interne et
constitués,
eux-mêmes, avantageusement, de bandes plates. Ainsi, il n'est pas
nécessaire que de tels étriers entourent les barres principales et l'on peut
donc diminuer la distance d'enrobage et, par conséquent, l'épaisseur globale
de la pièce.
On avait déjà proposé, dans le document US-A-4,181,556 de réaliser
une pièce composite en forme de panneau comportant une armature
constituée de deux feuilles métalliques parallèles dans lesquelles sont
découpées des languettes qui sont déformées de façon à assurer la liaison
entre les deux feuilles, à la manière de deux caillebotis emboîtés l'un dans
l'autre, l'ensemble étant noyé dans une matrice constituée d'un produit
coulable à l'état semi liquide de façon à enrober les deux feuilles
parallèles,
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l'élément de paroi ainsi réalisé devenant rigide et résistant, après
durcissement de la matrice.
Une technique de ce genre avait déjà été employée pour la réalisation
de parois d'aéronefs à la fois légères, rigides et isolantes, mais on pourrait
difficilement l'appliquer à la réalisation de pièces en béton armé.
La technique décrite, en revanche, dans la demande brevet
précédente EP 1 191 163, est parfaitement applicable à la réalisation d'un
élément de construction en béton armé car l'armature comporte également
deux nappes constituées de barres entrecroisées reliées par des étriers et
dont les caractéristiques structurelles et dimensionnelles, en particulier la
section transversale peuvent être déterminées en utilisant les formules
habituelles de calcul du béton armé qui permettent, en tenant compte
notamment, de la limite élastique de l'acier et de la résistance à la
compression du béton, de calculer la section d'acier nécessaire dans la
nappe d'armature principale qui s'étend le long de la face externe tendue de
la pièce, compte tenu de la distance entre cette nappe principale et la ligne
neutre. En effet, la largeur et l'épaisseur des bandes plates utilisées comme
armatures principales peut être équivalente à la section transversale totale
des barres rondes utilisées dans la technique habituelle.
Un autre avantage de cette technique nouvelle réside dans le fait
qu'une bande plate à section rectangulaire présente un périmètre bien
supérieur à celui d'une ou deux barres rondes ayant une section transversale
équivalente, le rapport pouvant être, par exemple, de 1,6. Il en résulte que
l'adhérence entre l'armature et le béton, qui dépend, précisément, du
périmètre, est augmentée dans les mêmes proportions qui correspondent
sensiblement à l'avantage apporté, dans le béton armé, par l'utilisation de
barres crantées ou de fers TOR.
Ainsi, l'adhérence entre les barres d'armature et le béton, dont dépend
le transfert des efforts de traction, est sensiblement la même pour des
bandes plates que pour des fers crantés.
Or, on sait que, lorsque la pièce est soumise à des efforts de flexion
importants, les barres de la nappe d'armature principale placées à une faible
distance de la face tendue, ont tendance à s'allonger et, du fait que les
parties crantées, légèrement espacées, sont bloquées par rapport au béton,
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il en résulte, à leur niveau, l'apparition de fissures qui, à la longue,
peuvent
provoquer des venues d'eau et la corrosion de l'armature.
Lorsque, au contraire, on utilise des bandes plates de la façon décrite
dans le document EP 1 191 163, l'effet d'adhérence entre l'armature
principale et le béton reste réparti sur toute la longueur de l'armature et le
risque de fissuration est moindre, une pièce ainsi réalisée étant relativement
souple.
Cependant, même si le risque de fissuration est diminué, le béton
d'enrobage ne peut pas assurer une étanchéité absolue lorsque le risque de
venue d'eau est important, en particulier dans le cas de conduites de
transport de liquide ou bien chaque fois que l'élément de construction, par
exemple mur ou plancher, est placé dans une atmosphère humide. Bien
entendu, le risque est encore accru dans le cas de conduites ou de
réservoirs contenant des produits nocifs et corrosifs.
De même dans le cas de conduites de transport d'eau potable, tels
que des aqueducs, la paroi en maçonnerie ou en béton de la galerie doit être
recouverte d'un revêtement étanche tel qu'un enduit apte au transport d'eau
potable, qui doit être nettoyé et parfois remplacé entièrement.
En outre, les aqueducs utilisés pour l'alimentation en eau des villes
sont généralement assez anciens et, par suite de tassements différentiels, il
peut apparaître des fissures qui provoquent des pertes d'eau importantes et
un risque de pollution.
L'invention a donc pour objet de nouveaux développements de la
technique décrite dans le brevet EP 1 191 163 qui permettent, d'une part, de
faciliter la réalisation d'un élément de construction en béton armé, en
utilisant
un coffrage perdu et, d'autre part, d'en diminuer l'épaisseur. En outre,
l'invention permet aussi d'assurer facilement une étanchéité dans le cas
d'éléments placés dans un environnement humide ou corrosif ou bien pour le
revêtement de galeries de circulation de fluide.
L'invention concerne donc, d'une façon générale, un élément de
construction constitué d'un panneau en béton armé dans lequel est noyée
une armature de renforcement comportant au moins une nappe d'armature
principale s'étendant le long d'une face externe tendue de l'élément et sur
laquelle est fixée une armature interne de solidarisation avec le béton,
s'étendant dans l'épaisseur de l'élément, ce dernier étant réalisé, après la
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pose de l'armature de renforcement, par coulée de béton sur une paroi
mince continue formant un coffrage perdu.
Conformément à l'invention, la paroi mince formant le coffrage perdu
s'étend le long de la face tendue de l'élément et constitue en même temps
la nappe d'armature principale de l'élément, la nature et l'épaisseur de
ladite
paroi mince étant déterminées de façon à résister aux contraintes de traction
engendrées par les efforts appliqués sur l'élément sans risque de
décollement du béton.
Dans un mode de réalisation préférentiel, la paroi mince formant la
nappe d'armature principale et recouvrant la face externe tendue de la pièce,
constitue une peau d'étanchéité continue.
Ainsi, alors que dans le brevet antérieur EP 1 191 163 cité plus haut,
la cage d'armature, constituée de bandes minces, pouvait être réalisée de la
même façon qu'une cage de ferraillage classique constituée de barres
rondes noyées dans l'épaisseur de l'élément, selon l'invention, la nappe
d'armature principale est maintenant placée au niveau de la face externe
tendue de l'élément, de telle sorte que la distance d'enrobage est supprimée,
l'épaisseur de l'élément étant, donc, encore diminuée.
Bien entendu, la paroi mince servant, ainsi, d'armature principale doit
être capable de résister à la corrosion et, pour cela, elle peut être réalisée
en
un métal inoxydable ou à base de fibres de verre ou de carbone, ou bien
recouverte d'un revêtement adéquat, l'augmentation de prix qui en résulte
pouvant être compensée par les avantages apportés par l'invention.
L'invention permet la réalisation de pièces du genre dalle ou coque
mais peut aussi s'appliquer avantageusement à la réalisation de conduites
de circulation d'un fluide corrosif ou bien de transport d'eau potable et
d'une
façon générale, de toute structure étanche, par exemple coque de navire,
péniche ou autre objet flottant.
En particulier, l'invention permet la réalisation d'un revêtement
étanche dans une galerie maçonnée ou creusée dans le terrain naturel, ledit
revêtement comportant une paroi mince introduite à l'intérieur de la galerie
et
séparée de la face interne de celle-ci par un espace dans lequel est injecté
une matière moulable résistante telle que du béton, dans laquelle est noyée
une armature interne de solidarisation.
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Conformément à l'invention, les caractéristiques dimensionnelles et
structurelles de la paroi mince et de l'armature interne sont déterminées de
façon que l'ensemble du revêtement soit capable de résister aux efforts
appliqués résultant des poussées externes, de la pression en service et de
tassements différentiels éventuels de la galerie.
De façon particulièrement avantageuse, l'armature interne est
constituée d'une pluralité de bandes ondulées parallèles à l'axe longitudinal
(0) de la conduite et réparties autour de celui-ci, lesdites bandes étant
soudées par au moins certains des sommets des ondulations sur la face
interne de la paroi mince.
Dans un mode de réalisation préférentiel, le revêtement est constitué
de tronçons successifs comportant chacun un panneau de paroi mince
rectangulaire ayant une longueur correspondant à la longueur du tronçon et
une largeur correspondant au périmètre de la conduite en section
transversale. Ce panneau est d'abord posé à plat pour placer sur une face
supérieure une armature interne comportant au moins une pluralité de
bandes ondulées parallèles à un axe longitudinal du panneau et écartées
l'une de l'autre, lesdites bandes étant soudées sur la face supérieure du
panneau par au moins certains des sommets des ondulations ; le panneau
est ensuite surroulé pour former un tube de diamètre global inférieur à celui
de la galerie les bandes ondulées étant tournées vers l'extérieur, et le
panneau surroulé est introduit dans la galerie jusqu'à l'emplacement de pose
et est déroulé de façon à prendre appui sur la face latérale par les sommets
des bandes ondulées de la galerie ; le panneau est alors soudé, d'une part le
long de deux côtés longitudinaux venus en contact et d'autre part, le long
d'un côté transversal extrême, avec le côté extrême correspondant du
dernier tronçon déjà posé, et une matière moulable telle que du béton est
injectée dans l'espace entre la paroi mince et la face latérale de la galerie,
afin de noyer l'armature interne et de solidariser l'ensemble.
L'invention couvre également l'outillage utilisé pour la mise en oeuvre
du procédé.
En effet, après la réalisation, à plat, du panneau muni des bandes
ondulées constituant l'armature interne, ce panneau est surroulé au moyen
d'un outil d'enroulement comprenant deux plateaux circulaires tournant
autour d'un axe, sur lesquels sont fixées les extrémités d'un profilé ménagé
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sur l'un des cotés longitudinaux du panneau qui est enroulé sur plus d'un tour
par rotation des plateaux autour de leur axe.
Ensuite, ce panneau surroulé est introduit dans la galerie au moyen
d'un outil de déroulement comportant un arbre central portant, à ses
extrémités, deux bras mobiles et monté rotatif sur deux paliers fixes en
rotation, portant respectivement deux bras écartés dont l'écartement est un
peu supérieur à la longueur d'un panneau, chaque paire de bras étant munie
d'un organe de serrage ; l'outil de déroulement est alors enfilé dans le
panneau surroulé de façon que les organes de serrage portés
respectivement par les bras des paliers s'engagent sur les extrémités d'un
profilé latéral placé sur le coté externe du panneau surroulé alors que les
organes de serrage des bras de l'arbre central s'engagent sur les extrémités
d'un profilé placé sur le coté interne du panneau surroulé, puis ledit panneau
est placé dans sa position de pose par avancement de l'outil à l'intérieur de
la galerie puis est déroulé par rotation des bras mobiles jusqu'à ce que le
profilé interne dépasse la position du profilé externe, et l'on procède alors
à
la jonction étanche des bords en vis-à-vis du panneau le long des cotés
latéraux, ainsi que des cotés transversaux adjacents, respectivement du
dernier tronçon déjà posé et du nouveau tronçon.
Dans un mode de réalisation préférentiel, l'outil de déroulement est
monté sur un chariot de transport tel qu'un chariot élévateur, de dimensions
compatibles avec celles de la galerie à revêtir, afin d'être introduit à
l'intérieur
de celle-ci.
Mais l'invention couvre également d'autres applications et d'autres
caractéristiques avantageuses qui apparaîtront dans la description qui va
suivre de certains modes de réalisation particuliers donnés à titre d'exemple
et représentés sur les dessins annexés.
La figure 1 est une vue partielle en coupe d'une pièce composite selon
l'invention.
La figure 2 montre schématiquement, en perspective, la constitution
d'une dalle selon l'invention.
La figure 3 montre, en coupe horizontale, la jonction entre deux
panneaux formant une paroi de réservoir.
La figure 4 montre un autre mode de réalisation de la jonction entre
deux panneaux de paroi.
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La figure 5 est une vue partielle, en coupe, d'une paroi de conduite
réalisée selon l'invention.
La figure 6 est une vue schématique, en coupe transversale, d'une
galerie munie d'un revêtement selon l'invention.
La figure 7 est une vue en coupe transversale d'un panneau de
revêtement posé à plat.
La figure 8 est une vue en coupe longitudinale du panneau de
revêtement.
La figure 9 est une vue partielle, à échelle agrandie, du revêtement et
de son armature.
La figure 10 montre schématiquement, en perspective, le processus
d'enroulement d'un panneau de revêtement.
La figure 11 montre, en perspective, un panneau surroulé
La figure 12 montre le fonctionnement d'un outil de déroulement, en
deux étapes successives.
La figure 13 est une vue de détail d'une mâchoire de serrage.
La figure 14 montre un chariot de transport équipé d'un outil de
déroulement.
Les figures 15 et 16 illustrent schématiquement la pose d'un nouvel
élément de paroi à l'intérieur d'une galerie.
La figure 17 est une vue de détail de l'emboîtement entre deux
éléments consécutifs.
La figure 18 montre schématiquement la réalisation d'une jonction
étanche entre deux éléments successifs de revêtement.
La figure 1 et la figure 2 montrent, respectivement en coupe
longitudinale et en perspective, une dalle en béton armé 1, de forme
rectangulaire, avec un axe longitudinal x'x et un axe transversal y'y. Comme
habituellement, cette dalle est réalisée par moulage d'un béton 10 dans un
coffrage et présente deux faces externes dites de parement 11 et 12 entre
lesquelles s'étend une cage d'armature 3 noyées dans le béton 10.
Habituellement, la cage d'armature présente deux nappes de barres
longitudinales et transversales, placées respectivement à une distance
minimale d'enrobage des faces externes 11 et 12 et reliées entre elles par
une armature interne constituées d' réalisés en fil de plus faible section, le
nombre de barres de chaque nappe et leur section transversale étant
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déterminés par un calcul de résistance des matériaux en fonction des efforts
à supporter par la dalle. En particulier, si la dalle est soumise à un effort
de
flexion sous l'effet, par exemple, d'une charge verticale, sa face inférieure
11
est tendue et sa face supérieure 12 est comprimée et les sections des
nappes d'armature sont calculées en conséquence, en particulier pour la
nappe inférieure soumise à des efforts de traction.
Comme on l'a exposé dans le brevet européen EP 1 191 163 du
même inventeur, il est particulièrement avantageux d'utiliser, pour constituer
les nappes d'armatures, des fers plats ayant une section rectangulaire
aplatie équivalente à la section calculée pour les barres rondes mais dont la
face large est parallèle à la face externe correspondante de la pièce,
l'armature interne étant, en outre, constituée de bandes minces ondulées
fixées alternativement, par leurs sommets, sur les faces internes des fers
plats constituant les deux nappes. Une telle disposition permet de réduire
sensiblement la distance d'enrobage entre chaque nappe de fers plats et la
face externe correspondante de la pièce et, ainsi, l'épaisseur globale de
celle-ci.
La dalle réalisée selon l'invention et représentée sur les figures 1 et 2,
comporte également une cage d'armature 3 constituée de bandes minces
mais diffère essentiellement de la disposition décrite dans le brevet
EP 1 191 163 par le fait que la nappe d'armature principale, c'est-à-dire
celle
qui est placée, par rapport à la ligne neutre, du côté de la face tendue 11 de
la pièce, est constituée d'une paroi mince métallique 2 recouvrant au moins
une partie de la face externe 11 de la pièce 1 et ayant, par conséquent, une
face interne 21 appliquée sur le béton 10 et sur laquelle sont fixées des
bandes ondulées 30 constituant l'armature interne.
La paroi mince 2, qui s'étend sur toute la surface de la face tendue 11,
constitue ainsi un coffrage perdu facilitant la réalisation de l'élément 1, en
particulier si celui-ci est préfabriqué.
Sur le côté comprimé de la pièce 1, la nappe d'armature peut être
constituée, comme dans la disposition décrite dans le brevet EP 1 191 163,
de bandes minces longitudinales 31 reliées entre elles par des bandes
transversales 32.
Les bandes ondulées 30 constituant l'armature interne sont soudées
ou collées alternativement, par leurs sommets 34, 35, respectivement sur la
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face interne 21 de la paroi mince 2 et sur les faces internes 31' des bandes
supérieures 31.
Selon l'invention l'épaisseur e de la paroi 2 est déterminée en fonction
de sa largeur et compte-tenu de ses caractéristiques mécaniques, de façon à
obtenir, en section transversale, une surface équivalente à celle résultant du
calcul de résistance des matériaux et qui serait couverte par un certain
nombre de barres d'armatures à section ronde, dans la technique classique
ou bien de plusieurs bandes plates à section rectangulaire, dans la technique
du brevet EP 1 191 163.
La paroi mince 2 remplit donc un double rôle. D'une part elle forme, de
façon classique, un coffrage perdu pour la réalisation de la dalle et, d'autre
part elle constitue la nappe d'armature principale résistant aux efforts de
traction engendrés dans la partie inférieure de la dalle, sous l'effet des
charges appliquées. En outre, cette paroi mince peut aussi constituer un
revêtement protecteur et, éventuellement, une peau d'étanchéité, pour la
face externe 11 de la dalle.
Comme le montre la figure 2, les bandes plates longitudinales 31 et
les bandes ondulées 30 sont disposées, de façon classique, en plusieurs
sections centrées dans des plans P parallèles à l'axe longitudinal x'x de la
dalle et reliées entre elles par les bande transversales 32 s'étendant, de
préférence, au-dessous des bandes longitudinales 31 et appliquées sur leurs
faces internes 31'. En revanche, au niveau inférieur, aucune armature
transversale n'est nécessaire puisque l'ensemble de la nappe d'armature
principale est constitué par la paroi continue 2.
La disposition selon l'invention permet, en plaçant la nappe d'armature
principale au niveau de la face externe 11 de la dalle, de supprimer
l'épaisseur de béton correspondant à la distance minimale d'enrobage et,
ainsi, de réduire l'épaisseur globale el de la poutre.
Par ailleurs, comme on l'a indiqué plus haut, l'utilisation de bandes
plates comme barres d'armature longitudinales permet, à section
équivalente, d'augmenter sensiblement le périmètre et d'avoir, ainsi, une
adhérence du même ordre que celle d'une barre crantée.
Dans l'invention, la paroi mince 2 qui constitue la nappe d'armature
principale, n'est en contact avec le béton que sur sa face interne 21 mais, du
fait qu'elle s'étend sur toute la surface de l'élément, l'adhérence reste,
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encore, bien supérieure à celle des barres rondes utilisées de façon
classique. Par conséquent, lorsque l'élément 1 est soumis à des efforts de
flexion résultant par exemple de l'application d'une charge verticale, la
paroi
mince 2 recouvrant la face tendue 11 peut s'allonger légèrement sans risquer
le décollement du béton, l'effet d'adhérence étant réparti sur toute la
surface
de la face tendue 11.
Dans ce cas, la face supérieure 12 de l'élément est comprimée, mais il
est à noter que si les bandes ondulées 30 ne sont soudées sur l'armature
supérieure 31 que par certains de leurs sommets 35, l'ensemble de l'élément
peut se déformer légèrement en conservant une certaine souplesse.
Cet effet d'adhérence entre la face interne 21 de la paroi 2 et le béton
peut d'ailleurs être augmenté en faisant subir un traitement adéquat à
cette face 21 de la paroi 2.
On sait, par exemple, que, à la fin du laminage, il est possible, dans
un traitement de surface ou un laminage dit de "skin pass", de donner à la
tôle une qualité de surface particulière, par exemple en réalisant de légères
stries permettant d'augmenter l'adhérence.
Selon une variante, l'épaisseur el pourrait encore être diminuée en
réalisant également la nappe d'armature supérieure sous forme d'une paroi
mince continue recouvrant la face supérieure 12 de la dalle.
Comme la nappe d'armature n'est plus recouverte de béton, elle se
trouve au contact du milieu extérieur et peut donc s'oxyder si elle est en
métal. Toutefois, la paroi mince 2 étant apparente, il est facile de vérifier
son
état et, éventuellement, d'y remédier, par exemple par un traitement de
protection. En revanche, dans une pièce en béton armé classique, les barres
d'armatures sont cachées, précisément, par le béton d'enrobage et leur état
d'oxydation apparaît souvent trop tard, lorsque le béton commence à éclater.
D'ailleurs, du fait que la paroi 2 est placée à l'extérieur, on peut la
recouvrir d'un revêtement protecteur, comme une peinture, ou bien utiliser
des tôles galvanisées ou en métal inoxydable.
En effet, l'invention apporte de tels avantages, par la réduction de la
quantité de béton utilisée et par l'utilisation de la nappe d'armature comme
coffrage perdu et peau de protection et/ou d'étanchéité, qu'il sera souvent
rentable de réaliser celle-ci en acier inoxydable, d'autant plus que la
répartition des efforts de traction sur toute la largeur de la paroi mince 2,
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c'est-à-dire, éventuellement, sur toute la largeur de l'élément 1, permet
d'obtenir la section transversale nécessaire avec une très faible épaisseur.
De même, en raison des avantages apportés, il peut être rentable
d'utiliser des aciers à haute limite élastique.
Dans ce cas, il est avantageux, également, de réaliser en un métal de
même nature, par exemple en acier inoxydable, les bandes 31 et 32
constituant la nappe d'armature supérieure et les bandes ondulées 30
constituant l'armature interne. En effet, la soudure de métaux de même
nature s'effectue plus facilement, éventuellement par simple contact
électrique et la réalisation de la nappe supérieure en bandes de métal
inoxydable permet de réduire encore l'épaisseur d'enrobage le long de la
face supérieure 12 de la dalle.
L'invention a été décrite à titre d'exemple dans le cas d'une dalle mais
peut s'appliquer, évidemment, à toutes sortes de pièces, par exemple des
poutres ou des coques incurvées. D'ailleurs, comme indiqué plus haut, les
bandes ondulées 3 ne sont pas nécessairement soudées sur tous leurs
sommets. En particulier, on pourrait supprimer les soudures des sommets
supérieurs 35, ce qui permettrait de donner à la paroi mince 2 la courbure
d'une coque incurvée.
Il est ainsi possible de réaliser des coques de toute nature, la paroi
mince 2 pouvant, en cas de besoin, présenter un profil gauche obtenu par un
emboutissage.
Dans la mesure où la paroi mince 2 recouvrant l'élément 1 constitue à
la fois une nappe d'armature et une peau de protection, il est
particulièrement avantageux de réaliser de la sorte la paroi d'un réservoir
constituée d'une série de panneaux préfabriqués comprenant chacun une
paroi résistante en béton armé recouverte, sur sa face interne d'une feuille
d'étanchéité.
La figure 3 est une vue partielle, en coupe, de la paroi d'un réservoir
ainsi réalisé, comportant une série de panneaux adjacents A1, A2 constitués
chacun d'un élément préfabriqué 1 ayant une face interne 11 recouverte
d'une feuille d'étanchéité 2.
Un tel procédé a été décrit en détail dans la demande internationale
de brevet WO 02/066770 du même inventeur.
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WO 2009/004125 14 PCT/FR2007/051603
Dans la disposition antérieure, chaque panneau préfabriqué en béton
est réalisé, de façon classique afin de résister par lui-même aux efforts
appliqués et, en particulier, à la pression du fluide contenu alors que la
feuille
qui le recouvre est prévue simplement pour assurer l'étanchéité et peut donc
être très mince puisqu'elle ne subit aucun effort.
Dans l'invention, en revanche, la feuille d'étanchéité 2 qui recouvre
chaque panneau 1, constitue une nappe d'armature et son épaisseur doit
donc être déterminée en fonction des efforts à supporter.
Comme le montre la figure 3, la cage d'armature 3 noyée dans le
béton 10 comprend donc deux nappes d'armature reliées entre elles par des
bandes ondulées 30, respectivement une première nappe constituée de la
paroi 2 recouvrant la face interne 11 de l'élément 1 et une seconde nappe
s'étendant le long de la face externe 12 et constituée de deux séries de
bandes, respectivement longitudinales 31 et transversales 32.
Dans l'exemple représenté sur la figure 3, ce sont les bandes
transversales 32 qui sont placées à l'extérieur de la cage 3 et séparées de la
face externe 12 du panneau par une distance minimale d'enrobage d qui
peut être réduite en raison de l'utilisation comme armature, de bandes plates.
Selon une disposition déjà décrite dans la demande de brevet
WO 02/066770 du même inventeur, les côtés des parois 2 recouvrant les
faces internes 11 de deux panneaux consécutifs A1, A2 sont repliés de façon
à recouvrir les côtés latéraux desdits panneaux et sont prolongés vers
l'extérieur par des parties 22 appliquées l'une sur l'autre avec interposition
d'un joint d'étanchéité 23.
Il peut être avantageux, cependant, de laisser un espace libre, par
exemple de 3 ou 4 cm entre deux panneaux consécutifs A1, A2 afin de
pallier aux dilatations et à de légers tassements différentiels. Dans ce cas,
représenté sur la figure 4, les deux feuilles métalliques 2, 2' recouvrant
respectivement les faces internes 11 de deux panneaux consécutifs A1, A2
sont prolongées, de chaque côté, par des parties latérales 24, 24' soudées
entre elles ou bien reliées avec interposition d'un joint d'étanchéité, afin
de
réaliser une peau d'étanchéité continue. En effet, leur épaisseur étant
déterminée pour jouer le rôle d'une nappe d'armature participant à la
résistance, les parties 24 soudées entre elles peuvent résister à la pression
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WO 2009/004125 15 PCT/FR2007/051603
du liquide contenu dans le réservoir, au niveau de l'espace 13 entre deux
panneaux consécutifs A1, A2.
Une telle disposition laisse une certaine souplesse à la paroi du
réservoir et lui permet de s'adapter à de légers désordres dus aux
tassements différentiels, aux dilatations et, mêmes, à des séismes.
De préférence, un tel réservoir sera enterré au moins partiellement, le
remblai placé à l'extérieur permettant d'équilibrer la poussée de l'eau ou
d'un
autre fluide contenu dans le réservoir. Cependant, les caractéristiques des
panneaux, de la paroi 2 qui les recouvre et des bandes plates constituant la
cage d'armature 3 seront déterminées de façon à donner au réservoir une
structure lui permettant de résister à la poussée de l'eau avant remblai, par
exemple pour un essai d'étanchéité et, inversement, à la poussée des terres
et de la nappe phréatique, appliquée de l'extérieur sur le réservoir vide.
Par ailleurs, les panneaux seront, de préférence, préfabriqués en
usine et transportés sur le site. Pour cela, ils pourront avoir une hauteur de
l'ordre, par exemple, de 4 à 6 m et une largeur limitée à 2,5 m pour respecter
le gabarit routier. Chaque panneau pourra, avantageusement, être muni de
nervures de raidissement 16, la cage d'armature étant adaptée en
conséquence.
Un tel réservoir peut avoir une forme circulaire ou rectangulaire. Dans
le cas d'une forme circulaire, les panneaux pourront être incurvés et, de
préférence, munis, sur leurs côtés latéraux de parties mâle et femelle
formant rotule, de façon à standardiser le panneau quelque soit le diamètre
du réservoir. On peut aussi utiliser des panneaux plans fixés latéralement sur
des montants verticaux.
Dans le cas d'un réservoir rectangulaire, on peut utiliser des panneaux
plans et des panneaux d'angle 17 réalisés, par exemple, en équerre.
L'invention permet, également, la réalisation de conduites de transport
de fluides, en particulier, d'eau potable si la paroi de revêtement est
constituée en acier inoxydable.
La figure 5 est une vue partielle, en coupe transversale, d'une telle
conduite comportant une paroi de revêtement interne 2, de préférence de
section circulaire, qui constitue une première nappe d'armature reliée par des
bandes ondulées 30, à une seconde nappe constituée de barres
longitudinales 31, parallèles à l'axe de la conduite et de barres
transversales
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WO 2009/004125 16 PCT/FR2007/051603
32 placées dans des plans perpendiculaires à l'axe et constituant des cerces
circulaires parallèles à la face externe 12 de la conduite et séparées de
celle-
ci par une distance minimale d'enrobage d. Les barres ondulées 30 ont
avantageusement la forme de sinusoïdes et sont disposées en étoile dans
des plans radiaux passant par l'axe de la conduite.
Comme précédemment, l'épaisseur globale (el) de la conduite 1 et
les caractéristiques de la paroi interne 2 et des bandes plates constituant la
cage d'armature 3 sont déterminées en fonction des efforts à supporter. Il est
à noter, en particulier, que la conduite est particulièrement adaptée au
transport de fluide sous pression, la paroi 2 étant alors simplement soumise
à des efforts de traction auxquels une paroi métallique cylindrique résiste
particulièrement bien. Le risque de fissuration du béton 10 est diminué, les
efforts de traction étant encaissés par la paroi cylindrique 2.
Mais la cage d'armature 3 comportant la paroi interne 2, la nappe
externe 31, 32 et les bandes ondulées 30 peut aussi être calculée de façon à
résister aux efforts appliqués de l'extérieur par un remblai lorsque la
conduite
est enterrée et n'est pas soumise à une pression interne permettant de
compenser la charge du remblai. De même, en raison de l'utilisation de la
paroi interne 2 comme nappe d'armature solidarisée avec le béton 10 par les
bandes ondulées 30 et la nappe externe 31, 32, il est possible de réaliser,
de cette façon, des tronçons préfabriqués munis, éventuellement, de moyens
d'accrochage pour des élingues, la cage d'armature 3 réalisée selon
l'invention pouvant être calculée de façon à résister aux efforts engendrés
pendant le transport.
Mais l'invention permet aussi de réaliser, de façon particulièrement
avantageuse, le cuvelage d'une galerie de transport d'eau, en particulier pour
la rénovation d'un aqueduc existant.
Sur la figure 6, on a représenté schématiquement, en coupe
transversale, une galerie G réalisée, pour le transport de l'eau à l'intérieur
d'un massif M qui peut être un terrain compact ou rocheux lorsque la galerie
est réalisée en tunnel, ou bien un massif en maçonnerie, par exemple en
meulière ou en briques. De façon classique, une telle conduite pour le
transport d'eau potable présente généralement une section fermée pour
éviter les risques de pollution et d'évaporation de l'eau.
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La galerie G est donc limitée par une face interne F ayant une section
transversale quelconque mais, généralement, circulaire, comme indiqué sur
le dessin, ou bien par exemple, ovoïde. Même lorsque le massif de support
entourant la galerie est réalisée en maçonnerie, la face interne F est
relativement irrégulière et, en outre, plus ou moins perméable. Cette face F
doit donc être recouverte d'un enduit ou crépi lisse et étanche afin de
permettre l'écoulement de l'eau sans perte de charge et sans fuite, cet enduit
devant, en outre, être adapté au transport d'eau potable.
Dans cette application particulière de l'invention, cet enduit est
remplacé par une paroi mince métallique 4, de préférence en acier
inoxydable.
En effet, il est particulièrement avantageux, pour un aqueduc,
d'utiliser, pour le revêtement, un tel métal qui est le plus approprié pour le
transport de l'eau car il est totalement neutre et résiste parfaitement à la
corrosion. En outre, des feuilles en acier inoxydable, même au contact de
l'eau, restent brillantes et lisses et permettent donc un écoulement facile
avec peu de remous et de perte de charge.
Certes, un tel métal est relativement onéreux mais, fabriqué et livré en
grande quantité, son coût reste relativement limité, et il est donc apparu
que,
compte tenu des très grands avantages apportés par un tel revêtement en
acier inoxydable, en particulier, un meilleur écoulement de l'eau et une
résistance à la corrosion et aux salissures qui permet de simplifier
l'entretien
et le nettoyage et d'allonger considérablement la durée de vie du revêtement,
l'utilisation d'un acier inoxydable pouvait être, finalement, plus économique
qu'un enduit classique en mortier qui doit, lui-même, être recouvert d'un
revêtement suffisamment étanche, résistant à l'usure et compatible avec le
transport de l'eau. En outre, du fait que la paroi mince constitue à la fois
le
revêtement de protection et la nappe d'armature, son coût s'impute
également en déduction de celui des armatures internes qu'elle remplace, ce
qui justifie encore l'intérêt économique de l'invention.
Le diamètre (d) de la paroi de revêtement 4 est un peu inférieur au
diamètre (D) de la galerie de façon à laisser, entre la paroi 4 et la face
interne F de la galerie un espace E dans lequel est coulé ou injecté, après la
pose de la paroi 4, un produit de scellement tel qu'un mortier de ciment ou un
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WO 2009/004125 18 PCT/FR2007/051603
béton de granulométrie assez fine pour remplir tout l'espace E dont
l'épaisseur reste, évidemment assez faible, normalement inférieure à 10 cm.
La paroi de revêtement 4 de la galerie est formée d'une série de
tronçons successifs constitués chacun d'un panneau de paroi mince de
forme sensiblement rectangulaire, enroulé autour d'un axe longitudinal O.
Selon l'invention, cette paroi de revêtement 4 constitue une nappe
d'armature et son épaisseur est donc déterminée, compte tenu de la limite
élastique de l'acier inoxydable, de façon à résister aux efforts prévisibles.
Habituellement, un aqueduc fonctionne à écoulement libre et n'est donc pas
sous pression mais l'invention permet, précisément, de fonctionner sous une
pression interne de l'ordre de 1 ou 2 bars, ce qui permet d'augmenter le
débit.
Par ailleurs, la galerie G peut être soumise à une pression externe,
par exemple celle d'un remblai ou de la nappe phréatique lorsqu'elle est
enterrée. A cet égard, l'utilisation, selon l'invention, d'une paroi
métallique
résistante pour constituer le revêtement interne de la galerie, permet de
résister à des tassements différentiels qui risquent de provoquer des
fissurations dans les galeries en maçonnerie.
D'une façon générale, la paroi de revêtement interne, réalisée en tôle
inox de qualité alimentaire, pourra avoir une épaisseur de l'ordre de 1 à
1, 5 mm. Le revêtement pourra donc être constitué de plaques minces ayant
une largeur correspondant au périmètre de la galerie, par exemple 6m pour
une galerie de 2 m de diamètre et une longueur de 4 à 6 m, qui dépend,
cependant, du tracé de la galerie, celle-ci pouvant présenter des coudes.
Ces plaques ayant des dimensions supérieures au gabarit de
transport, on livrera, normalement, sur le chantier, des bobines ou coils
d'acier inoxydable, chaque bobine étant déroulée pour découper les plaques
constituant les panneaux de revêtement.
Ces plaques seront préparées à plat comme l'indiquent
schématiquement les figures 7 et 8 qui montrent la réalisation d'un panneau,
respectivement en coupe transversale sur la figure 7 et en coupe
longitudinale sur la figure 8.
La longueur L1 d'un panneau (figure 8) peut être égale à la largeur
d'une bande livrée en bobine.
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Si cette largeur est insuffisante, il est possible de dérouler plusieurs
bobines en lés parallèles soudés bord à bord de façon à constituer des
plaques ayant la largeur souhaitée, par exemple 5 mètres environ.
D'autre part, du fait que le panneau est découpé sur une bobine
déroulée, sa largeur L2 peut être quelconque. Selon l'une des
caractéristiques de l'invention, la largeur L2 du panneau sera sensiblement
égale ou, seulement, un peu inférieure à la circonférence, en section
transversale, de la face interne F de la galerie de façon que, comme le
montre la figure 6, après enroulement du panneau autour de son axe
longitudinal O, les deux côtés latéraux 41 et 41' du panneau 4, viennent en
contact ou se recouvrent légèrement ou, encore, sont recouverts d'un
couvre-joint 45 permettant leur emboitement.
Il est à noter que, sur la figure 6, on a représenté une galerie G à
section circulaire mais le profil, en section transversale, de la galerie,
pourra
être, par exemple, ovoïde, ou, même comporter un fond plat.
D'une façon générale, chaque panneau enroulé aura une forme
cylindrique, le terme cylindrique s'appliquant à toute surface réglée à
génératrices parallèles à l'axe longitudinal O.
La plaque 40 formant un panneau est ainsi découpée à partir de la
bobine d'acier inoxydable et posée sur deux profilés latéraux 42, 42'
parallèles à l'axe longitudinal O et ayant une longueur sensiblement égale à
la longueur L1 du panneau.
Avantageusement, l'espace E entre le revêtement 4 et la face interne
F de la galerie est non seulement rempli d'un produit de scellement mais
également renforcé par une armature 3 comprenant, de préférence, une
pluralité d' longitudinaux 30 écartés les uns des autres et répartis sur toute
la
largeur L2 du panneau.
Comme précédemment, ces étriers 30 sont, de préférence, constitués
chacun d'une bande métallique ondulée qui peut ainsi être soudée, par les
sommets des ondulations, sur la face supérieure 43' du panneau 40 qui,
après enroulement du panneau, constituera sa face externe tournée vers
l'espace annulaire E. Cependant, ces étriers pourraient aussi être constitués
de tronçons de bande séparés, soudés ou collés, par une extrémité, sur la
paroi 50 et s'étendant dans l'espace E entre la paroi métallique 40 et la face
interne F de la galerie G.
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Comme le montrent les figures 7, 8, 9, ces étriers ondulés 30 sont
disposés dans des plans parallèles à l'axe longitudinal O de telle sorte que,
après enroulement du panneau 40, les soient disposés en étoile, dans des
plans radiaux, de la façon indiquée sur la figure 6. L'armature 3 est
complétée par des barres transversales 32 qui peuvent être des fers ronds
mais sont constituées, de préférence, de bandes plates qui sont enfilées
dans les ondulations des étriers 30, au niveau de leurs sommets supérieurs.
Chaque barre 32 est fixée seulement sur l'un des étriers de façon à pouvoir
coulisser par rapport aux autres étriers lorsque le panneau 40 est enroulé.
Ainsi, comme le montre la figure 11, les barres 32 forment des cerces
circulaires placées dans des plans transversaux à l'axe longitudinal
d'enroulement O du panneau 40.
Par ailleurs, l'armature 3 peut encore être complétée par des barres
transversales 33 qui sont cintrées de façon à s'appliquer sur la face interne
F
de la galerie. Comme le montre la figure 11, les barres 33 peuvent
avantageusement être fixées dans le massif de support 10 par des moyens
de liaison 36 associés à des écarteurs permettant de régler leur position par
rapport à la face interne F de façon à compenser les irrégularités de celle-
ci.
Chaque barre transversale 33 forme ainsi une sorte de gabarit sur lequel
vient prendre appui le panneau 40, lors de son déroulement, par les sommes
des étriers ondulés 30.
De préférence, deux bandes métalliques 45, 45' sont fixées sur deux
côtés consécutifs perpendiculaires du panneau, par exemple un côté latéral
41' (figure 7) et un côté transversal 44', chaque bande 45, 45' étant fixée
sur
une moitié de sa largeur de façon à dépasser du panneau pour former un
couvre-joint permettant de fixer bord à bord les deux côtés latéraux 41, 41'
d'un même panneau ou bien les bords transversaux adjacents de deux
tronçons consécutifs.
Après la pose des profilés latéraux 42, 42' et des armatures, le
panneau 40 ainsi réalisé peut être enroulé de la façon représentée
schématiquement sur la figure 10. A cet effet, on utilise un outil
d'enroulement 5 comprenant par exemple deux plateaux circulaires 51
tournant autour d'un axe 52 et sur lesquels peuvent être fixés les extrémités
de l'un des profilés 42'. Par rotation des plateaux 51 autour de leur axe 52,
on enroule ainsi le panneau 40 autour de l'axe 52 de plus d'un tour de façon
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à former un panneau surroulé représenté schématiquement sur la figure
13, dont le diamètre d' est largement inférieur au diamètre D de la galerie.
Ce panneau surroulé peut ainsi être introduit dans la galerie, de la
façon qui sera décrite plus loin puis déroulé, afin de réaliser la paroi
cylindrique, les deux profilés 42, 42' étant côte à côte et les côtés 41, 41'
étant en contact.
Pour la mise en place et le déroulement d'un panneau surroulé, on
utilise avantageusement un outil de déroulement du type représenté sur les
figures 14, 15, 16.
D'une façon générale, cet outil de déroulement 6 comporte un arbre
central 61 monté rotatif autour de son axe sur deux paliers 62 fixes en
rotation et portant chacun deux bras écartés 63, 63', l'arbre rotatif 61
portant
également un bras 64, 64' à chaque extrémité.
Chaque paire de bras est munie d'un organe de serrage 65
représenté schématiquement sur la figure 15 et comportant deux mâchoires
articulées autour d'un axe et munies de parties d'appui 65' conformées de
façon à venir se serrer de part et d'autre d'un profilé latéral 42 ou 42'.
Après enroulement du panneau 40 au moyen de l'outil d'enroulement
5, le panneau est maintenu provisoirement dans la position surroulée
représentée sur la figure 11, par exemple par une ou deux ceintures
extérieures non représentées.
L'outil de déroulement 6 est alors enfilé axialement à l'intérieur du
panneau surroulé 40. A cet effet, il est particulièrement avantageux de
monter l'outil de déroulement 6 sur un chariot de transport tel qu'un chariot
élévateur 60 muni à une extrémité avant d'un cadre orientable sur lequel,
habituellement, est monté coulissant verticalement un châssis de levage 66
comportant deux bras formant une fourche. Selon l'invention, il est
avantageux d'utiliser, comme moyen de transport, un chariot élévateur 60 de
ce type en remplaçant la fourche de levage par l'outil de déroulement 6 dont
l'arbre central 61 est fixé sur le châssis de levage coulissant 66 et s'étend
en
porte à faux vers l'avant.
L'outil de déroulement 6 ainsi porté par le chariot 60 peut être enfilé
axialement à l'intérieur du panneau surroulé 40. L'écartement des bras 63,
63' montés sur les paliers 62 et fixes en rotation est un peu supérieur à la
longueur L1 d'un panneau de façon que les mâchoires de serrage 65'
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portées par les deux bras 63, 63' puissent s'engager, respectivement sur les
deux extrémités de la poutre latérale 42 placée sur le côté externe du
panneau surroulé 40. Pour faciliter l'enfilement du panneau et sa prise en
charge, le bras fixe 65' placé à l'extrémité avant de l'arbre rotatif 61 peut,
d'ailleurs, être articulé autour d'un axe orthogonal à l'axe horizontal de
l'arbre
61.
Les deux bras 64, 64' montés sur l'arbre rotatif 61 sont, en revanche,
écartés d'une distance inférieure à la longueur L1 du panneau 40 et leur
longueur est réglée de façon que les mâchoires 65 placées à leurs
extrémités puissent s'engager sur le profilé 42' disposé à l'intérieur du
panneau surroulé. Ce dernier est ainsi pris en charge par l'outil de
déroulement de la façon représentée schématiquement sur la partie gauche
de la figure 15.
Il est à noter qu'un chariot élévateur peut avoir des dimensions assez
réduites et que, en particulier, son encombrement en hauteur dépend de
l'amplitude de levage. Or, dans le cas de l'invention, cette amplitude est
faible. Par conséquent, l'outil de déroulement 6 peut être monté sur un
chariot de dimensions compatibles avec celles de la galerie à revêtir afin
d'être introduit à l'intérieur de celle-ci de la façon représentée sur les
figures
15 et 16.
Comme on l'a indiqué plus haut, en effet, un aqueduc présente
généralement une longueur très importante de plusieurs dizaines de
kilomètres et, grâce à l'invention, il est possible de ménager dans le massif
de support des orifices de dimensions suffisantes pour introduire dans la
galerie un chariot élévateur 60 et/ou un panneau surroulé, le chariot venant
prendre appui, par des organes de roulement, sur la partie inférieure de la
face interne F de la galerie. L'orifice d'introduction peut donc être ménagé à
une assez grande distance du lieu de mise en place du revêtement et le
chariot 60 portant l'outil de déroulement 6 et le panneau surroulé, se déplace
axialement à l'intérieur de la galerie jusqu'à la position de pose représentée
sur la figure 16. Etant donné que le revêtement est constitué de tronçons
élémentaires mis bout à bout, le chariot 60 restera, de préférence, à
l'intérieur de la galerie, les panneaux surroulés étant introduits l'un après
l'autre dans la galerie par l'orifice ménagé dans le plafond de celle-ci.
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La figure 15 montre donc schématiquement un aqueduc constitué
d'une galerie G ménagée à l'intérieur d'un massif de support M et dans
lequel a déjà été réalisé un revêtement 4, par tronçons successifs, jusqu'à
un bord transversal 44a ménagé à l'extrémité arrière du dernier tronçon 4a
du revêtement 4, dans un plan perpendiculaire à l'axe de la galerie.
Le chariot de transport 60 se trouvant à l'intérieur de la galerie, on
introduit dans celle-ci un nouveau panneau surroulé 40 que l'on enfile sur
l'outil de déroulement 6 qui le prend en charge. Le chariot est alors avancé
jusqu'à la position représentée sur la figure 15 pour laquelle le nouveau
panneau 40 est placé sensiblement dans sa position de pose, dans le
prolongement du dernier tronçon 4a du revêtement 4 déjà réalisé.
On commande alors la rotation des bras mobiles 64 qui détermine le
déroulement du panneau 40 de la façon indiquée sur la partie droite de la
figure 12, jusqu'à ce que le profilé interne 42' dépasse la position du
profilé
externe 22. Comme indiqué plus haut, le profil du panneau déroulé peut être
déterminé avec une certaine précision par les barres transversales 33 qui
forment un gabarit, ce profil n'étant, d'ailleurs, pas nécessairement
circulaire.
On se trouve alors dans la position représentée sur la figure 16 et l'on
peut procéder à la jonction étanche des bords en vis à vis du panneau 40
respectivement le long des deux côtés latéraux 41, 41' du nouveau tronçon
4b ainsi posé ainsi que des côtés transversaux adjacents, respectivement
44a à l'extrémité arrière du dernier tronçon de revêtement 4a déjà posé et
44b à l'extrémité avant du nouveau tronçon 4b.
Comme le montre la vue de détail de la figure 17, les deux extrémités
44a, 44b peuvent simplement s'enfiler l'une dans l'autre et être soudées par
contact. Pour faciliter l'emboîtement des extrémités adjacentes, il peut être
avantageux de donner à chaque panneau au moment de l'enroulement, une
forme légèrement tronconique, l'extrémité avant 44b ayant un diamètre un
peu inférieur à celui de l'extrémité arrière 44a. Dans ce cas, les côtés
latéraux 41, 41' du panneau 40 ne sont pas rigoureusement parallèles, le
panneau étant légèrement trapézoïdal.
Dans la mesure où tous les éléments du revêtement sont métalliques,
il est possible et avantageux de réaliser des jonctions soudées et, pour cela,
non seulement la paroi de chaque panneau 40 du revêtement mais
également tous les autres éléments tels que les armatures 3 et les profilés
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42, 42', sont réalisés en acier inoxydable, l'utilisation de métaux de même
nature facilitant le soudage. En outre, comme l'acier inoxydable présente
l'avantage d'une très longue durée et d'un entretien facile, il est préférable
de
réaliser également en acier inoxydable toutes les armatures de façon à
augmenter la longévité du revêtement en évitant les risques de corrosion.
Par ailleurs, il est avantageux de réaliser la jonction des bords en
regard des parois de revêtement par des soudures qui assurent non
seulement la résistance mais également l'étanchéité et permettent de
résister à des pressions internes ou externes de l'ordre de 3 bars. Toutefois,
les jonctions peuvent également être collées, rivetées ou boulonnées, par
exemple de la façon représentée sur la figure 20.
En effet, comme on l'a déjà exposé en se référant à la figure 8, la
jonction entre les bords latéraux d'un panneau peut être assurée au moyen
d'un couvre-joint 45 associé à un joint d'étanchéité. Une disposition analogue
utilisant un couvre-joint circulaire 45' et un joint 46' peut être utilisée
pour
réaliser la jonction entre les extrémités adjacentes 44a, 44b du tronçon déjà
posé 4a et du nouveau tronçon 4b.
De préférence, au moins les bras rotatifs 64 de l'outil de déroulement
6 ont une longueur variable, par exemple au moyen d'un montage
télescopique actionné par un vérin et peuvent donc appliquer le nouvel
élément contre la face F de la galerie G au fur et à mesure de son
déroulement. De même, du fait que les extrémités, respectivement arrière
44a et avant 44b, des deux tronçons consécutifs sont emboîtées l'une dans
l'autre, il est possible, au fur et à mesure que le nouveau tronçon 4b se
plaque circulairement sur le tronçon précédent 4b, de perforer des trous dans
le tronçon 4a déjà posé en passant à travers l'extrémité 44b du tronçon 4b à
poser et en traversant le joint collé 46'. Au fur et à mesure du déroulement,
des rivets inox sont posés afin de plaquer le nouveau tronçon 4b et son joint
collé contre le tronçon précédent 4. Ce perçage et ce serrage progressif
permettent à la tôle inox du tronçon à poser 4b de se mettre en place en
s'adaptant à la compression du joint par les rivets. Lorsque tous les rivets
de
la jonction circulaire du nouveau tronçon 4b sur le tronçon précédent 4a ont
été mis en place, l'écartement des deux profilés en clé de voûte du nouveau
tronçon est vérifié, et, au besoin corrigé.
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La jonction de l'étanchéité entre le joint circulaire et le joint longitudinal
peut être réalisée de façon classique.
Lorsque l'aqueduc est en écoulement libre, il est possible de laisser
en place les profilés latéraux 42, 42' qui ont servi à l'enroulement et au
déroulement et peuvent être placés à la partie supérieure de la conduite.
Cependant, il est souvent nécessaire de donner à la conduite une face
interne entièrement lisse, en particulier, en cas d'écoulement sous pression.
Dans ce cas, il faut retirer les profilés latéraux 42, 42' et il est donc
préférable
que ceux-ci soient fixés par des boulons.
Par ailleurs, la galerie n'est pas toujours rectiligne et il est parfois
nécessaire de ménager des coudes. A cet effet, la jonction entre deux
conduites ayant des axes décalés angulairement pourra être effectuée au
moyen d'un coude réalisé en usine selon la technique dite des tranches de
melon utilisée, par exemple, pour la réalisation d'oléoducs. Les éléments
seront assemblés et rivetés entre eux sur le site de la façon indiquée plus
haut.
Le produit de scellement remplissant l'espace E entre le revêtement 2
et la face interne 11 de la galerie peut être injecté après la pose de
plusieurs
tronçons consécutifs. A cet effet, des trous d'injection sont percés en usine
à
une extrémité basse de chaque tronçon et des trous d'évent sont ménagés à
l'extrémité haute opposée. Le matériau injecté peut être par exemple un
coulis de micro-béton à 400 kg très plastique. Après ouverture de tous les
trous d'injection et des évents, ce coulis de béton est injecté par
l'extrémité
basse et l'injection est poursuivie jusqu'à apparition du coulis par le trou
d'évent haut qui est alors fermé ainsi que les points d'injection bas.
Il est à noter, à cet égard, que l'utilisation, selon l'invention, d'une
paroi métallique de revêtement formant également une nappe d'armature
interne solidarisée avec le produit de scellement 10 par les bandes ondulées
30 permet, le cas échéant, de calculer la cage d'armature ainsi formée de
façon que celle-ci résiste par elle-même aux différentes contraintes et, en
particulier, à une pression interne ou externe.
La technique qui vient d'être décrite permet de renouveler de façon
rapide et économique le revêtement d'un aqueduc existant mais pourrait
aussi être utilisée avantageusement pour la construction d'un nouvel
aqueduc. Dans ce cas, le revêtement pourrait être réalisé peu de temps
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après la construction de la galerie, le chariot de transport 60 étant alors
introduit simplement par l'extrémité ouverte de celle-ci.
Comme indiqué plus haut, les panneaux 40 munis de leurs profilés 42
et des armatures 31, 32 peuvent être réalisés à plat, à partir d'une bobine
d'acier inoxydable.
Les panneaux ainsi réalisés peuvent aussi être transportés à plat
avant surroulage. Dans ce cas, leurs dimensions doivent respecter le gabarit
routier.
Pour éviter de poser un trop grand nombre d'éléments, il est possible,
comme on l'a indiqué plus haut, de réaliser des panneaux formés de
plusieurs lés adjacents afin de réaliser des éléments ayant une longueur, par
exemple, de 5 mètres environ, les panneaux étant alors transportés dans
leurs positions surroulées représentées sur la figure 13. Par exemple, un
semi-remorque pourrait ainsi transporter 8 panneaux surroulés de 5 mètres
de long.
Un tel panneau surroulé peut avoir un poids unitaire de 400 à 500 kg
environ, ce qui correspond à la capacité de levage d'un petit chariot
élévateur de type classique.
Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux détails des modes de
réalisation décrits précédemment à titre de simples exemples mais couvre au
contraire, des variantes utilisant, par exemple, des moyens équivalents, ou
bien d'autres applications de cette technique.
Par exemple, comme on l'a déjà indiqué, l'invention a été décrite dans
le cas d'une dalle, en se référant aux figures 1 et 2, mais elle peut
s'appliquer
à d'autres types de pièces telles que des poutres ou des coques incurvées,
les deux parois externes 11 et 12 n'étant pas, nécessairement, parallèles.
D'autre part, l'armature interne 3 soudée sur la paroi métallique 2 qui
constitue la nappe d'armature externe, pourrait être réalisée de façon
différente.
En outre, selon une technique décrite précédemment dans le brevet
français 0350857 du même inventeur, il pourrait être avantageux de
ménager, à l'intérieur de la pièce, des zones de blocage écartées et, entre
celles-ci, une zone de glissement dans laquelle la partie correspondante de
l'armature constituée, dans l'invention, de la paroi de revêtement 2, est
libre
de s'allonger sur toute sa longueur sous l'effet des efforts absorbés, ce qui
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permet de réaliser des pièces particulièrement souples sans risque de
fissuration du béton.
D'autre part, même si l'utilisation, selon l'invention, de la paroi de
revêtement comme coffrage perdu et nappe d'armature principale, facilite la
réalisation et le transport de pièces fabriquées à l'avance, la technique
selon
l'invention ne se limite pas à la réalisation de pièces préfabriquées.
En effet, la paroi 2 constituant un coffrage perdu et ayant, avec les
bandes ondulées 30, une certaine rigidité on pourrait par exemple, pour
réaliser un mur, poser deux parois verticales écartées en alternant les
bandes ondulées pour permettre leur imbrication et couler dans cet espace
du béton selon une technique analogue à celle du béton banché.
