CA2765025C - Procede pour la fabrication d'assemblages en materiau fibreux pour la realisation d'une structure de support, assemblages obtenus par ce procede et structure mettant en oeuvre cesassemblages - Google Patents

Abstract

Procédé pour la fabrication d'un assemblage dans une structure de support, constitué de pièces (7,8) en un matériau fibreux formant un élément au moins en partie creux (10), allongé, avec un axe longitudinal de symétrie (9), délimitant une zone interne (11) et une zone externe (12), caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser sur les deux portions d'extrémité (13) de l'élément creux une densification, à exercer, sur chacune des deux portions terminales de l'élément creux allongé, des efforts de traction vers l'extérieur et en sens opposés l'un de l'autre selon son axe longitudinal pour créer un effort de précontrainte axiale de valeur déterminée, et à maintenir l'élément creux allongé dans cet état de précontrainte au cours de la mise en oeuvre de l'assemblage dans la structure. L'invention concerne également les assemblages obtenus par ce procédé et les structures utilisant de tels assemblages.

Description

Procédé pour la fabrication d'assemblages en matériau fibreux pour la réalisation d'une structure de support, assemblages obtenus par ce procédé et structure mettant en oeuvre ces assemblages.
La présente invention est relative à un procédé pour la fabrication d'assemblages de liaison, de maintien ou autre, formés d'un matériau fibreux, tel notamment que le bois ou le bambou, entrant dans l'élaboration d'une structure de bâtiment ou d'une construction quelconque, du genre charpente ou autre élément d'infrastructure, ou encore pour mobilier urbain, ameublement etc...
L'invention concerne également les assemblages obtenus par ce procédé ainsi que les structures utilisant de tels assemblages convenablement reliés entre eux ou à d'autres éléments entrant en jeu dans la conception et la réalisation de ces structures.
Abondants dans l'environnement, les matériaux fibreux naturels, tels que le bois sous ses diverses espèces ou encore certaines plantes comme le bambou, qui est une herbe ligneuse apte à
produire avec une grande rapidité dans le temps des tiges creuses ou chaumes relativement résistantes, pouvant présenter une très importante dimension longitudinale avec des séparations ou noeuds répartis selon sa longueur, sont utilisés sous des formes variées depuis les temps les plus anciens dans le domaine de l'architecture, notamment pour former des pièces et également des éléments d'assemblage de ces pièces, entrant dans la réalisation de structures de support ou autres de constructions diverses, en raison de leurs

2 caractéristiques mécaniques qui sont intrinsèquement intéressantes pour résister à des efforts s'exerçant dans certaines directions vis-à-vis de ces pièces, et également pour des raisons d'esthétisme ou encore écologiques.
Cependant, malgré leurs propriétés mécaniques globalement favorables, notamment du fait de leur anisotropie, c'est-à-dire de leurs caractéristiques différentes selon la direction d'un effort auquel ces pièces en matériau fibreux sont soumises, ces dernières s'avèrent difficiles à assembler par des moyens traditionnels du genre vis, rivets, broches, éclisses ou autres, qui traversent en partie au moins les pièces concernées, en raison de la résistance mécanique de ces dernières qui varie fortement et est notamment généralement très élevée en traction selon le sens de la direction de leurs fibres, mais en revanche très faible en traction transversale et en cisaillement, perpendiculairement à cette direction.
Or, la réalisation d'assemblages de pièces utilisant de tels matériaux fibreux, notamment du bois, pour former avec des moyens de liaison appropriés des éléments de structure d'une construction, impose à la fois des contraintes dues à des efforts de traction longitudinaux qui peuvent être parfaitement absorbés par le matériau jusqu'à un limite usuellement très importante, mais aussi des efforts parasites, discontinus et tangentiels, appliqués aux éléments de ces assemblages dans le plan des faces de ces pièces, entraînant une déformation préjudiciable de celles-ci et au final une rupture prématurée de l'assemblage par suite de la formation de fentes au droit des moyens de liaison, s'ouvrant dans la

3 direction de l'effort de cisaillement induit, perpendiculairement à l'effort de traction longitudinal.
La présente invention concerne un procédé qui pallie les inconvénients des méthodes classiques utilisant des assemblages de pièces en matériaux fibreux, en permettant de réduire dans une mesure particulièrement notable les effets des efforts de cisaillement transversaux, qui s'exercent le cas échéant de façon discontinue sur les pièces qui forment l'assemblage lors de leur liaison mutuelle ou avec d'autres éléments de la structure à
réaliser, ce procédé fournissant des assemblages à
haute performances mécaniques dont la rigidité est par ailleurs améliorée, ce qui limite les possibles déplacements relatifs des pièces dans les assemblages d'une même structure, en leur conférant une capacité accrue de dissipation de l'énergie en cas de choc sismique notamment.
A cet effet, le procédé considéré, pour la fabrication d'un assemblage de ce genre apte à
entrer en jeu dans la réalisation d'une structure de support, ledit assemblage étant constitué de pièces en un matériau fibreux formant un élément au moins en partie creux, allongé, avec un axe longitudinal de symétrie, délimitant une zone interne et une zone externe, se caractérise en ce qu'il consiste à réaliser sur les deux portions d'extrémité de l'élément creux allongé une densification localisée du matériau fibreux, à
exercer, simultanément avec ou en suivant cette densification, sur chacune des deux portions terminales de l'élément creux allongé, des efforts de traction vers l'extérieur et en sens opposés l'un de l'autre selon son axe longitudinal pour créer un effort de précontrainte axiale de valeur

4 déterminée, et à maintenir l'élément creux allongé
dans cet état de précontrainte au cours de la mise en oeuvre de l'assemblage dans la structure.
De préférence, la densification du matériau fibreux est réalisée selon un processus mécanique apte à réduire, voire supprimer, les vides cellulaires dans le matériau, obtenu grâce à un effort de compression radial exercé sur chacune des deux portions terminales de l'élément creux allongé selon une direction perpendiculaire à son axe longitudinal.
Avantageusement, l'effort de compression exercé varie dans son intensité selon la longueur de chaque portion terminale, en étant maximal à
l'extrémité libre de l'élément creux allongé et minimale à distance de celle-ci, selon la longueur de cette portion.
De préférence, l'effort de compression exercé
présente un gradient croissant de façon régulière selon la longueur de chaque portion terminale de l'élément creux.
Dans une variante de réalisation, la densification du matériau fibreux est réalisée par réduction de sa porosité suite à une injection forcée d'un polymère ou autre substance similaire au sein de ce matériau dans chacune des deux portions terminales de l'élément creux allongé.
Avantageusement, la densification du matériau fibreux peut être réalisée par la combinaison d'un effort de compression et par injection d'un polymère.
Selon une autre caractéristique du procédé
considéré, l'effort de précontrainte dans chacune des portions terminales de l'élément creux allongé
est réalisé par mise en place, d'une part d'un organe de liaison intérieur, de forme générale conique, en contact étroit avec l'élément creux allongé dans la zone interne, cet organe étant solidarisé de moyens propres à exercer un effort de traction vers l'extérieur selon l'axe

5 longitudinal de l'élément et, d'autre part, d'un boîtier creux, fixe, entourant l'élément dans sa zone externe en étant immobilisé par rapport à
celui-ci, de telle sorte que le déplacement longitudinal de l'organe de liaison intérieur dans la zone interne sous l'effet de l'effort de traction axial, crée, par coopération avec le boîtier fixe dans la zone externe, une précontrainte croissante du matériau fibreux qui augmente avec cet effort, le blocage mutuel de l'organe de liaison vis-à-vis du boîtier étant alors assuré pour maintenir la précontrainte à sa valeur ainsi obtenue.
L'assemblage réalisé par la mise en oeuvre de ce procédé peut correspondre à de très nombreuses variantes, dont les caractéristiques communes ou particulières font également partie de la présente invention.
Dans une première forme de réalisation, l'élément creux allongé, en matériau fibreux, utilise deux pièces avivées, en forme de planches ou lattes de bois, identiques, planes et espacées mutuellement, sensiblement parallèles entre elles sur la majeure partie de leur longueur et symétriques l'une de l'autre vis-à-vis de l'axe longitudinal de l'élément, les portions terminales de ces deux planches étant rapprochées mutuellement et présentant chacune un amincissement, de préférence progressif, du à
l'effort exercé sur ces portions pour produire leur densification par compression mécanique et/ou injection forcée d'un polymère, l'organe de

6 liaison intérieur ayant la forme d'un coin pyramidal, coopérant avec une tige de traction disposée selon l'axe longitudinal de l'élément pour permettre d'exercer sur ce coin l'effort de précontrainte, ce coin pyramidal comprenant deux faces planes opposées en contact avec les faces en regard des portions terminales des deux planches dirigées vers la zone interne, le boîtier creux fixe, entourant les portions terminales des deux planches dans la zone externe, comportant une extrémité ouverte pour l'introduction de l'élément et une plaque de fond, opposée à cette extrémité
ouverte, fermant le boîtier en bout de chacune de ses portions terminales.
Selon une caractéristique particulière de ce premier mode de réalisation, la plaque de fond du boîtier présente un perçage dans l'axe longitudinal de l'élément pour le passage de la tige de traction du coin pyramidal.
Selon une autre caractéristique, l'extrémité
de la tige de traction est filetée et coopère avec un écrou de blocage du boîtier par rapport au coin pyramidal pour maintenir la précontrainte créée sur l'assemblage consécutivement à l'effort de traction exercé sur ce coin selon l'axe longitudinal de l'élément.
Avantageusement, le boîtier fixe comporte, dans sa surface interne en contact avec les faces des portions terminales des deux planches de l'élément dirigées vers la zone externe, des nervures de raidissement, s'étendant de préférence parallèlement et perpendiculairement à l'axe longitudinal de cet élément.
En variante, le boîtier creux est réalisé au moyen d'une tôle métallique, conformée pour entourer les portions terminales des deux planches

7 de l'élément, propre à être emboutie par l'extérieur pour réaliser son sertissage vis-à-vis du coin pyramidal formant l'organe de liaison intérieur, afin de maintenir la précontrainte créée sur l'assemblage.
Dans un autre mode de réalisation conforme à
l'invention, l'élément creux allongé est constitué
par un tube en bois, de préférence obtenu selon la technique dite du lamellé collé , présentant des portions terminales préalablement densifiées par compression mécanique et/ou injection forcée d'un polymère, l'organe de liaison intérieur étant constitué par un coin rigide de forme conique ou tronconique, présentant un passage axial traversant, ce coin étant apte à être engagé et déplacé selon l'axe longitudinal de l'élément dans l'alésage cylindrique d'un manchon intermédiaire expansible radialement et forcé dans celui-ci pour créer, par le déplacement du coin selon l'axe, l'effort de précontrainte exercé sur les portions terminales du tube en bois, le boîtier fixe étant formé d'une bague métallique entourant le tube extérieurement dans ces portions terminales.
De préférence et dans ce même mode de réalisation, le manchon intermédiaire expansible radialement est formé de lamelles adjacentes indépendantes, délimitant l'alésage cylindrique de ce manchon et propres à s'expanser radialement sous l'effet du déplacement du coin rigide dans cet alésage cylindrique selon l'axe longitudinal de l'élément, en créant l'effort de précontrainte.
Avantageusement, l'extrémité du coin conique comporte des rainures circulaires, ménagées dans sa surface externe dans des plans perpendiculaires à l'axe longitudinal, ces rainures formant des crans successifs pour le blocage de ce coin vis-à-

8 vis du manchon intermédiaire en coopérant avec des rainures homologues prévues dans les lamelles adjacentes de ce manchon, en regard du coin.
Selon une autre caractéristique, le déplacement du coin conique dans le manchon intermédiaire est réalisé au moyen d'un écouvillon cylindrique, apte à coulisser dans le passage axial traversant du coin et comportant en bout des ergots d'appui propres à exercer sur ce coin un effort axial, provoquant la précontrainte des portions terminales du tube par engagement du coin dans le manchon expansible radialement.
De préférence, les ergots de l'écouvillon sont rétractables à l'intérieur de celui-ci, pour permettre son retrait hors du coin, après que l'effort de précontrainte ait été réalisé.
La bague métallique formant le boîtier extérieur fixe, comporte utilement un filetage d'extrémité, formant vis, propre à coopérer avec un filetage homologue, formant écrou, prévu dans un tube adjacent, disposé dans l'axe longitudinal du tube creux de l'élément, en réalisant la liaison des deux tubes dans l'assemblage.
Dans une troisième variante de réalisation, l'élément creux allongé est constitué par un tube en bambou dont les portions terminales sont fendues longitudinalement et fortement rétreintes vers l'axe longitudinal, afin de donner au tube dans ces portions une forme conique où le bambou est densifié, la précontrainte du tube étant réalisée, de préférence simultanément avec la densification, par la coopération d'un coin conique engagé dans la zone interne de l'élément au droit de chaque portion terminale, et d'un boîtier externe fixe, également de forme conique, entourant cette portion terminale, le coin

9 PCT/FR2010/051385 comportant une tige de traction axiale propre à
créer l'effort de précontrainte dans le tube en bambou en augmentant simultanément sa densification.
D'autres caractéristiques du procédé
considéré et d'un assemblage obtenu par ce procédé, apparaîtront encore à travers la description qui suit de divers exemples de réalisation, donnés à titre indicatif et non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels - La Figure 1 est une vue schématique en perspective d'une structure de support, notamment pour un plancher sous tendu au moyen d'assemblages conformes à l'invention, réalisés avec des éléments en matériau fibreux convenablement précontraints.
- les Figures 2 à 8 sont relatives à un premier mode de réalisation d'un tel assemblage, illustrant en perspective les pièces, ici en bois et avivées, qui forment l'élément creux de cet assemblage, ces pièces étant présentées en vues séparées (Figures 2 à 4) puis accolées (Figure 5) aux fins de leur montage dans cet élément, la Figure 6 représentant en perspective, à plus grande échelle, l'organe de liaison intérieur associé à l'élément et les Figures 7 et 8 le boîtier fixe, permettant de réaliser la précontrainte des extrémités de cet élément.
- La Figure 9 est une vue en perspective d'une variante du mode de réalisation précédent, relative au boîtier fixe mis en oeuvre.
- La Figure 10 d'une part, et la Figure 11 à
légèrement plus faible échelle d'autre part, illustrent, également en vue extérieure et en perspective respectivement, un autre mode de réalisation, où l'élément creux de l'assemblage est un tube de bois cylindrique, l'organe de liaison intérieur combinant un coin rigide conique et un manchon intermédiaire expansible.
5 - Les Figures 12 à 15 sont des vues de détail précisant la conception du coin rigide et du manchon intermédiaire entrant dans la réalisation de l'assemblage selon les Figures 10 et 11.
- les Figures 16 et 17 sont des vues à plus

10 grande échelle, en perspective avec arrachement partiel, précisant le mode opératoire assurant la mise en place dans le tube de bois de l'élément creux, de l'organe de liaison intérieur afin de réaliser la précontrainte de la portion terminale de ce tube.
- les Figures 18 à 21 illustrent, avec les pièces entrant en jeu séparées puis accolées, un autre mode de réalisation de l'élément creux de l'assemblage, plus spécialement adapté au cas où
cet élément est constitué par un tube de bambou.
Sur la Figure 1, la référence 1 illustre, en vue perspective schématique, les parties essentielles d'une structure de support, ici un plancher sous tendu, comportant une plateforme 2, d'un seul tenant ou formée de dalles ou de lattes horizontales (non représentées), cette plateforme étant entourée par une ceinture latérale 3 et reposant sur un ensemble de solives d'appui 4, entrecroisées et à partir de laquelle s'étendent des tirants de raidissement verticaux 5, répartis au droit des points de croisement des solives.
Entre les tirants 5, la structure est associée et reliée, par tout moyen approprié
classique qu'il n'est donc pas nécessaire de décrire ici, à des assemblages de liaison 6 qui s'étendent transversalement sous la plateforme 2,

11 parallèlement ou non à celle-ci et qui sont destinés à reprendre les efforts de flexion ou d'extension qui s'exercent sur la structure lors de son utilisation notamment, en étant ainsi soumis à des contraintes en traction transversale et en cisaillement, parfois très élevées.
Pour permettre de réaliser ces assemblages de liaison 6 en un matériau fibreux, notamment en bois, en évitant que ces contraintes ne conduisent à une rupture rapide et dangereuse, l'invention propose de leur faire subir lors de leur fabrication, avant montage et liaison avec la structure, un traitement particulier qui accroît notamment leur résistance aux contraintes précitées et permet de bénéficier, pour un tel usage, des avantages propres à l'utilisation du bois quant aux critères de coût, de facilité
d'usinage et d'esthétisme.
Dans l'exemple illustré sur les Figures 2 à
8, l'assemblage 6 représenté, est constitué
essentiellement de deux pièces de bois 7 et 8 (Figure 2), qui se présentent sous la forme de deux planches de bois allongées, parallélépipédiques, identiques l'une à l'autre, avivées, c'est-à-dire ne comportant chacune que des arêtes vives, ces planches, relativement minces et étroites par rapport à leur longueur, étant disposées symétriquement et parallèlement l'une à l'autre vis-à-vis d'un axe 9. La fibre du bois qui constitue ces planches, selon laquelle celui-ci peut supporter des efforts de traction importants contrairement à des efforts de traction transversaux ou en cisaillement, est disposée selon la direction longitudinale de cet axe Les planches 7 et 8 ainsi disposées l'une par rapport à l'autre forment, ensemble, un élément

12 creux et allongé 10, avec une zone interne 11 contenant l'axe 9, et une zone externe 12, du côté
opposé.
Les planches 7 et 8 de l'élément 10 formant l'assemblage 6 présentent par ailleurs à leurs deux extrémités, des portions terminales 13, de préférence exactement identiques, qui s'étendent chacune entre le bout libre transversal 14 de la planche et une limite prédéterminée 15, située à
une distance calculée de ce bout (Figure 3).
Selon l'invention, chacune de ces portions terminales 13 subit, avant liaison des deux planches 7 et 8 entre elles dans l'élément creux 10 et précontrainte au droit de cette liaison comme précisé ci-après, une compression importante, propre à réaliser dans le bois une densification du matériau fibreux, par application d'un effort exercé sur chaque planche perpendiculairement à son plan en direction de l'axe 9.
De préférence, et comme illustré sur la Figure 4 par les flèches 16 représentées sur celle-ci, l'intensité de cet effort de compression est maximale au droit du bout libre transversal 14 de chaque portion terminale 13 et minimale au niveau de la limite 15, à distance de ce bout.
Avantageusement, la variation de cet effort selon la longueur de cette portion, croît en présentant un gradient régulier, la compression du bois qui en résulte variant de même de façon continue pour conférer à la portion terminale concernée, vue de profil, une forme sensiblement conique, plus mince en bout et plus épaisse à distance.
La compression des parties terminales des planches en bois formant l'élément 10 et par suite l'effet de densification qui en résulte, est

13 réalisée par tout procédé mécanique approprié, qui n'importe pas à l'invention et qui n'est donc pas décrit ici en détails, par exemple au moyen d'un vérin qui applique sur la planche, supportée par une cale transversale, un effort progressif déformant le matériau fibreux entre ce vérin et une enclume, notamment en réduisant, voire éliminant, selon la valeur de l'effort exercé, les vides cellulaires au sein de ce matériau. On peut également réaliser cette densification par injection sous pression croissante d'un polymère dans le bois limitant en conséquence sa porosité, et même combiner ces deux processus.
L'élément 10, formé des deux planches de bois 7 et 8 dont les parties terminales 13 ont ainsi été densifiées et par suite conformées pour présenter le profil précité, sont alors associées, comme représenté sur la Figure 5, à un organe de liaison intérieur 17, qui dans l'exemple de réalisation illustré, présente la forme d'un coin pyramidal 18, avec des faces planes 19 et 20 opposées, inclinées sur l'axe longitudinal 9 et propres, dans la zone interne 11 de l'élément 10, à venir en contact étroit avec les faces planes en regard 21 et 22 des deux planches, de part et d'autre de l'axe longitudinal 9, dans la partie terminale correspondante.
Le coin pyramidal 18 est agencé pour pouvoir être librement traversé par une tige de traction 23, disposée dans la direction de l'axe longitudinal 9 et comportant à son extrémité
située dans la zone interne 11 de l'élément 10, une tête 24 formant butée d'appui sur la face plane 25 qui délimite la partie postérieure du coin.
La tige de traction 23 est de préférence

14 filetée et coopère en bout avec un écrou formant la tête 24, comme illustré sur la vue de détail de la Figure 6. Elle présente une longueur suffisante pour s'étendre au-delà des portions terminales 13 des planches 7 et 8 à l'extrémité de l'élément 10, une fois le coin pyramidal 18 mis en place dans ce dernier entre les planches, avec ses deux faces planes 19 et 20 en contact avec les faces en regard 21 et 22 de ces dernières, après léger cintrage de ces planches pour réaliser ce contact.
Le coin pyramidal 18 est simultanément associé à un boîtier creux fixe 27 (Figure 5), apte à entourer l'élément 10 dans sa zone externe 12 au droit des parties terminales 13 des deux planches 7 et 8, ce boîtier étant ainsi immobilisé
par rapport à ces deux planches après engagement de leurs extrémités à travers une partie ouverte 28 de celui-ci, convenablement conformée pour réaliser le cintrage précité et le contact étroit entre le coin et les deux planches.
Comme illustré sur les vues de détail à plus grande échelle des Figures 7 et 8, le boîtier creux 27 comporte des nervures de raidissement 29 et 30, qui s'étendent de préférence parallèlement et perpendiculairement à la direction de l'axe 9, afin d'améliorer la rigidité de ce boîtier, notamment pour supporter l'effort de précontrainte exercé sur l'assemblage selon l'invention.
Le boîtier comporte aussi une plaque de fond 31, s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal 9 et munie d'un perçage central 32 pour le passage de l'extrémité de la tige de traction 23 dont l'écrou qui forme la tête 24 est en butée sur la face plane 25 du coin pyramidal 18.
Les pièces de l'assemblage 6 étant ainsi mises en place, on exerce sur la tige de traction 23 selon le sens de la flèche 33 un effort axial vers l'extérieur de l'élément 10, qui tend à faire glisser le coin pyramidal 18 formant l'organe de 5 liaison intérieur 17 dans la direction de l'axe 9 entre les deux planches 7 et 8, celles-ci étant au contraire immobilisées par le boîtier fixe 27 où
elles sont engagées par leurs portions terminales 13, en contact faces contre faces sur le coin 18.
10 Il en résulte la création sur l'extrémité
correspondante de l'élément 10, d'un effort de précontrainte par suite du déplacement relatif du coin vis-à-vis du boîtier, schématisé par les flèches 34 (Figure 8) appliquées sur ce boîtier en

15 sens inverse de l'effort de traction selon la flèche 33, cet effort continuant à croître autant que nécessaire pour autant que la limite de rupture en traction longitudinale du bois, dans le sens de ses fibres notamment, qui est élevée, ne soit cependant pas atteinte.
Une fois le niveau de précontrainte ainsi obtenu amené au niveau requis, en fonction notamment des sollicitations auxquelles l'assemblage sera soumis en utilisation dans la structure de support où il est appelé à être monté, la position des pièces est bloquée, notamment par immobilisation relative du coin 18 de l'organe de liaison dans la zone interne vis-à-vis du boîtier fixe 27 dans la zone externe, grâce à un écrou 35 en prise sur l'extrémité de la tige filetée 23 et vissé en appui sur la plaque de fond 31 de ce boîtier.
Dans la variante illustrée sur la vue de détail de la Figure 9, le coin pyramidal 18a constituant l'organe de liaison intérieur se présente sous la forme d'une plaque métallique

16 pleine 36, en biseau, prolongée au-delà de l'extrémité des portions terminales 13 de l'élément 10, par une languette 37 sur laquelle peut être exercé l'effort de traction axial réalisant la précontrainte des deux planches de bois 7 et 8 de la manière expliquée ci-dessus.
Par ailleurs, le boîtier fixe 27a, qui entoure ces deux portions terminales, est ici réalisé au moyen d'une tôle métallique 38, en forme de manchon ouvert à ses deux extrémités, ce manchon étant susceptible d'être embouti une fois le niveau de précontrainte atteint, en immobilisant le coin 18a en position par un effet de sertissage de la tôle vis-à-vis de l'élément 10, l'effort de traction exercé sur ce coin pouvant être alors relâché tout en préservant le niveau de précontrainte atteint.
Un troisième mode de réalisation de l'assemblage selon l'invention est illustré sur les Figures 10 à 17, où les pièces de bois qui réalisent l'élément creux et allongé sont constituées par des tubes cylindriques obtenus par la technique classique dite du lamellé collé , les fibres du bois s'étendant préférentiellement parallèlement à l'axe longitudinal de ce tube.
Sur la Figure 10, on a représenté un ensemble 40, formé au moyen de deux assemblages 41 et 42, comprenant chacun un élément creux allongé, respectivement 43 et 44, constitué par un tube cylindrique, respectivement 45 et 46 du genre précité, les boîtiers extérieurs fixes associés à
ces éléments creux pour créer, conformément au procédé de l'invention, l'effort de précontrainte dans les portions terminales de cet élément, étant constitué par des bagues métalliques 47 et 48, entourant extérieurement les deux tubes et serties

17 ou autrement immobilisées vis-à-vis de ces derniers.
Dans l'exemple représenté, les bagues métalliques 47 et 48 des tubes 45 et 46 comportent un filetage externe 49, apte à coopérer avec une rondelle de liaison commune 50, comportant un filetage interne homologue 51 pour assurer la réunion des deux éléments 43 et 44, mis bout à
bout et dans le prolongement l'un de l'autre selon un axe longitudinal commun 52. En variante, la rondelle de liaison peut être solidaire d'une des bagues et assurer directement la liaison avec l'autre bague.
Conformément à l'invention, chacune des portions terminales 53 des éléments creux des deux assemblages est préalablement densifiée par compression transversale et/ou injection forcée d'un polymère, cette opération préalable, réalisée de la manière déjà décrite en relation avec le premier mode de réalisation envisagé précédemment, donnant notamment à cette portion un profil conique, s'amincissant progressivement vers l'extrémité ouverte du tube par suite d'un effort de compression dont la valeur croît au fur et à
mesure que l'on se rapproche de cette extrémité, comme on peut le voir sur les vues en coupe avec arrachement partiel de l'élément 43, représentées sur les Figures 16 et 17.
La partie terminale 53 ainsi rendue conique dans la zone interne de l'élément et maintenue par la bague métallique 47 montée dans la zone externe, est ensuite soumise à un effort de précontrainte axiale, réalisé dans cet exemple par la mise en oeuvre d'un organe de liaison, combinant l'effet d'un coin rigide 54, de forme extérieure tronconique et d'un manchon intermédiaire

18 expansible 55, dont les Figures 12 et 13 d'une part, 14 et 15 d'autre part précisent la structure.
Le coin tronconique 54, illustré en perspective et en coupe axiale sur les Figures 12 et 13 respectivement, comporte, ménagé selon son axe de révolution prévu pour coïncider avec l'axe longitudinal du tube formant l'élément creux lorsque ce coin est mis en oeuvre, un alésage cylindrique 56, traversant le coin d'une extrémité
à l'autre. Au voisinage de son extrémité de plus faible diamètre, le coin 54 comporte, ménagées dans sa surface externe 57, des rainures circulaires successives 58, aptes à former des crans de blocage de la position du coin vis-à-vis du manchon intermédiaire, de la façon précisée ci-après.
Le manchon intermédiaire expansible 55 est pour sa part représenté en vue perspective sur la Figure 14. Il est constitué par la juxtaposition d'un ensemble de lamelles adjacentes 59, dont une est illustrée sur la Figure 15.
Ce manchon 55 présente, une fois ses diverses lamelles 58 assemblées, une surface extérieure 60 dont le profil est conique et dont l'inclinaison sur l'axe longitudinal 52 correspond sensiblement à celui de la portion terminale 53 du tube 45 formant l'élément creux 43. Il comporte un alésage cylindrique interne 61, destiné à recevoir le coin 54 jusqu'à ce que celui-ci, suite à son déplacement à l'intérieur du tube 45 selon la direction de cet axe longitudinal, atteigne une position de blocage où une ou plusieurs des rainures circulaires 58 ménagées dans la surface externe du coin viennent en prise avec des rainures homologues 62, réalisées dans les

19 PCT/FR2010/051385 lamelles adjacentes 59 du côté de l'alésage cylindrique 61 du manchon 55.
La précontrainte de la portion terminale 53 du tube 45, maintenue extérieurement par la bague métallique 47, est réalisée par le coulissement du coin rigide 54 selon l'axe longitudinal 52 du tube, dans l'alésage cylindrique interne 61 du manchon 55 en créant, du fait du profil conique de ce manchon dans sa surface externe 60 et de la poussée exercée sur les lamelles adjacentes 59, un effort transversal qui augmente avec l'amplitude de ce déplacement jusqu'à ce que, une fois le niveau de précontrainte atteint, le coin se bloque en position vis-à-vis du manchon et par suite de la portion terminale 53, par coopération des rainures circulaires respectives, 58 ménagées dans la surface externe 57 du coin et 62 dans la surface interne 61 du manchon.
Le déplacement en traction axiale du coin dans le manchon est réalisé par tout moyen approprié. Dans l'exemple considéré, on utilise avantageusement un écouvillon cylindrique 63, dont le diamètre correspond sensiblement à celui de l'alésage 56 du coin tronconique 54, cet écouvillon comportant des ergots d'appui rétractables 64, aptes à faire saillie vers l'extérieur de l'écouvillon pour venir en butée sur le dessus du coin afin de lui permettre d'entraîner celui-ci à l'intérieur du manchon 55 selon la direction de l'axe 52 pour réaliser la précontrainte de la portion terminale du tube de la façon indiquée ci-dessus.
Une fois le coin 54 et le manchon 55 bloqués mutuellement par la coopération de leurs rainures 58 et 62, les ergots d'appui 64 peuvent être rétractés, en permettant à l'écouvillon 63 de coulisser librement par rapport dans l'alésage 56 et d'être extrait de l'élément creux 43, sans que le niveau de précontrainte acquis soit modifié.
Encore un autre mode de réalisation, illustré
5 sur les Figures 18 à 21, est applicable plus particulièrement à la réalisation d'un assemblage où l'élément creux et allongé est constitué par un tube de bambou.
Un tel tube ou chaume est illustré sur la 10 Figure 18, ce tube 70 étant formé d'une succession de tronçons 71, séparés de l'un au suivant par un noeud 72.
Chaque portion terminale 73 du tube 70, à
densifier et précontraindre axialement 15 conformément à l'invention, est dans un premier temps rendue conique en pratiquant dans celle-ci des fentes 74, de préférence régulièrement réparties dans sa circonférence, ces fentes permettant de rétreindre fortement le bambou vers

20 l'axe 75 de ce tube, comme représenté sur la Figure 19, en lui donnant un profil conique approprié.
L'effort de précontrainte est ensuite créé en utilisant, comme dans le premier mode de réalisation décrit plus haut, un organe de liaison interne 76 en forme de cône, percé d'un alésage central 77 permettant le passage d'une tige filetée 78, un écrou 79 fixé en bout de la tige et formant butée d'appui sur le cône et un boîtier fixe externe 80, également de forme conique, apte à entourer et immobiliser la portion terminale correspondante 73 par l'extérieur, comme représenté en vue éclatée sur la Figure 20 et à
plus grande échelle en perspective sur la Figure

21.
Sur cette dernière, la tige filetée 78 coopère avec un écrou de blocage externe 81, une fois le niveau de précontrainte atteint.
L'invention propose ainsi un procédé pour la réalisation d'assemblages de pièces en bois ou autre matériau fibreux similaire, qui permet, tout en bénéficiant de l'esthétique généralement due à
l'usage de ce matériau dans de nombreux domaines tels que le bâtiment, le génie civil, le mobilier urbain, l'ameublement etc.., d'éliminer de manière particulièrement efficace, les causes des ruptures induites dans les zones de liaison entre les pièces de cet assemblage ou des assemblages voisins liés au précédent, du fait de la fragilité
de ce matériau dans certaines directions, par les organes assurant cette liaison, notamment vis-à-vis des efforts de traction transversale et de cisaillement créés dans ces pièces lors de la pose de ces organes.
Le procédé envisagé permet plus spécialement que ces zones de liaison ne soient plus le point faible des structures mettant en oeuvre de tels assemblages, en garantissant leur niveau de chargement maximal sans risque de dislocations ou de fentes, ces assemblages présentant en outre une ductilité améliorée et par suite une capacité
importante de dissipation d'énergie, en particulier en cas de chocs accidentels ou de secousses en situation de séisme notamment.
Les assemblages ainsi créés utilisent toute la résistance naturelle du matériau fibreux en traction longitudinale, les organes de liaison n'introduisant pas d'efforts parasites dans cette direction. En revanche, la densification et la précontrainte des pièces mises en oeuvre accroissent considérablement leur rigidité et leur résistance au cisaillement, ce qui diminue

22 également les déplacements induits dans les structures elles mêmes.
Bien entendu, il va de soi que les exemples de réalisation plus spécialement décrits ci-dessus et représentés sur les dessins annexés, ne sauraient en eux-mêmes limiter la portée des revendications qui suivent et qui en embrassent au contraire toutes les variantes.
Notamment, dans ces divers exemples, l'élément précontraint de l'assemblage, formé de deux avivés ou planches en bois ou d'un élément tubulaire, également en bois ou en bambou, est creux sur toute sa longueur. On pourrait cependant, sans sortir du cadre de l'invention, mettre en oeuvre des éléments essentiellement pleins, seulement évidés ou fendus dans leurs parties terminales pour y monter les pièces du genre coin ou autre, propres à réaliser la précontrainte de l'élément au droit de ces parties terminales.

Claims (21)

REVENDICATIONS

1 - Procédé pour la fabrication d'un assemblage apte à entrer en jeu dans la réalisation d'une structure de support, ledit assemblage étant constitué de pièces (7,8) en un matériau fibreux formant un élément au moins en partie creux (10), allongé, avec un axe longitudinal de symétrie (9), délimitant une zone interne (11) et une zone externe (12), caractérisé
en ce qu'il consiste à réaliser sur les deux portions d'extrémité (13) de l'élément creux allongé une densification localisée du matériau fibreux, à exercer, simultanément avec ou en suivant cette densification, sur chacune des deux portions terminales de l'élément creux allongé, des efforts de traction vers l'extérieur et en sens opposés l'un de l'autre selon son axe longitudinal pour créer un effort de précontrainte axiale de valeur déterminée, et à maintenir l'élément creux allongé dans cet état de précontrainte au cours de la mise en oeuvre de l'assemblage dans la structure.

2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la densification du matériau fibreux est réalisée selon un processus mécanique apte à réduire, voire supprimer, les vides cellulaires dans le matériau, obtenu grâce à un effort de compression radial exercé sur chacune des deux portions terminales de l'élément creux allongé, selon une direction perpendiculaire à son axe longitudinal.

3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'effort de compression exercé varie dans son intensité selon la longueur de chaque portion terminale (13), en étant maximal à l'extrémité libre (14) de l'élément creux allongé et minimale à distance (15) de celle-ci, selon la longueur de cette portion.

4 - Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'effort de compression exercé présente un gradient croissant de façon régulière selon la longueur de chaque portion terminale (13) de l'élément creux.

- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la densification du matériau fibreux est réalisée par réduction de sa porosité
suite à une injection forcée d'un polymère ou autre substance similaire au sein de ce matériau dans chacune des deux portions terminales de l'élément creux allongé.

6 - Procédé selon la revendications 1, caractérisé en ce que la densification du matériau fibreux est réalisée par la combinaison d'un effort de compression et par injection d'un polymère.

7 - Procédé selon l'une quelconque des revendication 1 à 6, caractérisé en ce que l'effort de précontrainte dans chacune des portions terminales (13) de l'élément creux allongé est réalisé par mise en place, d'une part d'un organe de liaison intérieur (18), de forme générale conique, en contact étroit avec l'élément creux allongé dans la zone interne (11), cet organe étant solidarisé de moyens (23,24) propres à exercer un effort de traction vers l'extérieur selon l'axe longitudinal de l'élément et, d'autre part, d'un boîtier creux (27), fixe, entourant l'élément dans sa zone externe en étant immobilisé par rapport à celui-ci, de telle sorte que le déplacement longitudinal de l'organe de liaison intérieur dans la zone interne sous l'effet de l'effort de traction axial, crée, par coopération avec le boîtier fixe dans la zone externe, une précontrainte croissante du matériau fibreux qui augmente avec cet effort, le blocage mutuel de l'organe de liaison vis-à-vis du boîtier étant alors assuré pour maintenir la précontrainte à sa valeur ainsi obtenue.

8 - Assemblage réalisé par la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendication 1 à 7, caractérisé en ce que l'élément creux allongé (10), en matériau fibreux, utilise deux pièces avivées (7,8), en forme de planches ou lattes de bois, identiques, planes et espacées mutuellement, sensiblement parallèles entre elles sur la majeure partie de leur longueur et symétriques l'une de l'autre vis-à-vis de l'axe longitudinal (9) de l'élément, les portions terminales (13) de ces deux planches étant rapprochées mutuellement et présentant chacune un amincissement, de préférence progressif, du à
l'effort exercé sur ces portions pour produire leur densification par compression mécanique et/ou injection forcée d'un polymère, l'organe de liaison intérieur (18) ayant la forme d'un coin pyramidal, coopérant avec une tige de traction (23), disposée selon l'axe longitudinal de l'élément pour permettre d'exercer sur ce coin l'effort de précontrainte, ce coin pyramidal comprenant deux faces planes opposées (19,20) en contact avec les faces en regard des portions terminales des deux planches dirigées vers la zone interne, le boîtier creux fixe (27), entourant les portions terminales des deux planches dans la zone externe, comportant une extrémité ouverte (28) pour l'introduction de l'élément et une plaque de fond (31), opposée à cette extrémité ouverte, fermant le boîtier en bout de ses portions terminales.

9 - Assemblage selon revendication 8, caractérisé en ce que la plaque de fond (31) du boîtier (27) présente un perçage (32) dans l'axe longitudinal (9) de l'élément pour le passage de la tige de traction (23) du coin pyramidal (18).

- Assemblage selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que l'extrémité de la tige de traction (23) est filetée et coopère avec un écrou (35) de blocage du boîtier par rapport au coin pyramidal (18) pour maintenir la précontrainte créée sur l'assemblage consécutivement à l'effort de traction exercé sur ce coin selon l'axe longitudinal (9) de l'élément (10).

11 - Assemblage selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le boîtier fixe (27) comporte, dans sa surface interne en contact avec les faces des portions terminales (13) des deux planches (7,8) de l'élément (10) dirigées vers la zone externe, des nervures de raidissement (29,30), s'étendant parallèlement à l'axe longitudinal de cet élément.

12 - Assemblage selon la revendication 10, caractérisé en ce que le boîtier creux (27a) est réalisé au moyen d'une tôle métallique (38), conformée pour entourer les portions terminales des deux planches de l'élément (10), propre à être emboutie par l'extérieur pour réaliser son sertissage vis-à-vis du coin pyramidal (18a) formant l'organe de liaison intérieur, afin de maintenir la précontrainte créée sur l'assemblage.

13 - Assemblage réalisé selon le procédé de l'une quelconque des revendication 1 à 7, caractérisé en ce que l'élément creux allongé (43) est constitué par un tube en bois, de préférence obtenu selon la technique dite du lamellé
collé , présentant des portions terminales (53) préalablement densifiées par compression mécanique et/ou injection forcée d'un polymère, l'organe de liaison intérieur étant constitué par un coin rigide (54) de forme conique ou tronconique, présentant un passage axial traversant (56), ce coin étant apte à être engagé et déplacé selon l'axe longitudinal (52) de l'élément dans l'alésage cylindrique (61) d'un manchon intermédiaire (55) expansible radialement et forcé
dans celui-ci pour créer l'effort de précontrainte exercé sur les portions terminales du tube en bois, le boîtier fixe étant formé d'une bague métallique (47) entourant le tube extérieurement dans ces portions terminales.

14 - Assemblage selon la revendication 13, caractérisé en ce que le manchon intermédiaire (55) expansible radialement est formé de lamelles adjacentes indépendantes (59), délimitant l'alésage cylindrique (61) de ce manchon et propres à s'expanser radialement sous l'effet du déplacement du coin rigide (54) dans cet alésage cylindrique selon l'axe longitudinal (52) de l'élément (43), en créant l'effort de précontrainte.

15 - Assemblage selon l'une des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce que l'extrémité du coin conique (54) comporte des rainures circulaires (58), ménagées dans sa surface externe (60) dans des plans perpendiculaires à l'axe longitudinal (52), ces rainures formant des crans successifs pour le blocage de ce coin vis-à-vis du manchon intermédiaire (55) en coopérant avec des rainures homologues (62) prévues dans les lamelles adjacentes (59) de ce manchon en regard du coin.

16 - Assemblage selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que le déplacement du coin conique (54) dans le manchon intermédiaire est réalisé au moyen d'un écouvillon cylindrique (63), apte à coulisser dans le passage axial traversant (56) du coin (54) et comportant en bout des ergots d'appui (64) propres à exercer sur ce coin un effort axial, provoquant la précontrainte des portions terminales du tube par engagement du coin dans le manchon expansible radialement.

17 - Assemblage selon la revendication 16, caractérisé en ce que les ergots (64) de l'écouvillon (63) sont rétractables à l'intérieur de celui-ci, pour permettre son retrait hors du coin, après que l'effort de précontrainte ait été
réalisé.

18 - Assemblage selon l'une quelconque des revendications 13 à 17, caractérisé en ce que la bague métallique (47) formant le boîtier extérieur fixe, comporte utilement un filetage d'extrémité
(49), formant vis, propre à coopérer avec un filetage homologue (51), formant écrou, prévu dans un tube adjacent (44), disposé dans l'axe longitudinal du tube creux de l'élément (43), en réalisant la liaison des deux tubes dans l'assemblage.

19 - Assemblage réalisé selon le procédé de l'une quelconque des revendication 1 à 7, caractérisé en ce que l'élément creux allongé est constitué par un tube en bambou (70) dont les portions terminales (74) sont fendues longitudinalement et fortement rétreintes afin de donner au tube dans ces portions une forme conique où le bambou est densifié, la précontrainte du tube étant réalisée, de préférence simultanément avec la densification, par la coopération d'un coin conique (76) engagé dans la zone interne de l'élément au droit de chaque portion terminale, et d'un boîtier externe fixe (80), également de forme conique, entourant cette portion terminale, le coin comportant une tige de traction axiale (78) propre à créer l'effort de précontrainte dans le tube en bambou, en augmentant simultanément sa densification.

20 - Structure de support dans laquelle les assemblages de liaison sont réalisés conformément au procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 7.

21- Structure de support mettant en oeuvre un assemblage conforme à l'une quelconque des revendications 8 à 19.