Structure pour ériger un bâtiment au moyen d'un élément gonflable Le brevet principal a pour objet un procédé pour ériger un bâtiment au moyen d'un élément gonflable qui ait, dans sa condition gonflée, une forme aussi proche que possible de celle du bâtiment à ériger, et dans lequel on fixe un bord périphérique de cet élément aux fonda tions du bâtiment à ériger, on couvre ledit élément gon flable avec des éléments d'armature, on coule sur ledit élément gonflable et sur lesdits éléments d'armature un matériel de construction susceptible de faire prise et de durcir, et on gonfle, à l'aide de moyens générateurs d'un courant de fluide sous pression, ledit élément en obte nant la prise dudit matériel de construction sur ledit élément gonflable.
Le brevet principal comprend également une struc ture pour la mise en oeuvre de ce procédé, caractérisée par le fait qu'elle comprend une fondation, un élément gonflable comprenant au moins une enveloppe gonfla ble étanche à l'air, au moins partiellement fixée à ladite fondation, une armature formée d'éléments flexibles ou articulés, au moins en partie, de sorte qu'ils peuvent prendre différentes positions entre eux, quand le gon flage a lieu, lesdits éléments étant étalés sur ledit élé ment gonflable, des moyens de gonflage et des buses pour relier lesdits moyens à l'intérieur dudit élément gonflable.
L'élément gonflable consistait en une feuille en maté riau flexible, imperméable au fluide et en général non élastique.
A cause de la non-élasticité de l'élément gonflable, il fallait prévoir une certaine répartition des matériaux de construction sur la feuille de façon à éviter, pendant la phase d'érection, toute tendance de la feuille d'on doyer et par conséquent de renverser la charge posée sur elle.
Dans de nombreux essais effectués, le procédé et la structure avec l'élément gonflable non élastique se sont montrés en état de satisfaire aux exigences demandées. Toutefois, les essais ont démontré la possibilité de per fectionnements ultérieurs, qui font l'objet de la présente invention.
La structure faisant l'objet de l'invention est carac térisée par le fait que l'élément gonflable comprend au moins une partie extensible élastiquement, que les moyens de gonflage comprennent un dispositif d'injec tion d'air comprimé capable d'alimenter ledit élément gonflable en air jusqu'au point où la charge du matériau de construction coulé sur ledit élément gonflable et les efforts élastiques propres sont dépassés, ladite armature étant constituée par des éléments autopositionnables s'étendant sur l'élément gonflable et comprenant au moins un organe extensible élastiquement, et par le fait qu'elle comprend en outre une charpente fixe,
un organe pour ancrer les parties de bordure dudit élément gon flable sur la charpente fixe et un dispositif pour fixer la charpente fixe sur une assise qui réagit sur les struc tures fixes de manière à pouvoir supporter pendant l'érection, lors de l'injection d'air comprimé, une charge apparente uniformément distribuée ayant une valeur au moins comparable à celle du matériau coulé sur ledit élément gonflable à laquelle on ajoute l'effort élastique.
La structure ainsi définie peut être employée dans une gamme très vaste d'applications telles que d'érection de voûtes de support pour ponts et similaires.
On peut réduire les coûts de revient des structures érigées, non seulement du fait que chaque élément gon flable est complètement et rapidement récupéré, mais aussi à même de permettre d'ériger des édifices et des structures ayant une conformation et des dimensions très variables.
En outre, on peut employer des éléments gonflables plus légers, de manipulation plus facile par rapport à ceux en usage jusqu'à présent, et envisager la possibi- lité d'obtenir des structures d'homogénéité et de résis tance plus grandes, dans lesquelles même des parties peuvent être prévues, dont le profil est proche de la ver ticale.
Quelques formes de réalisation de la structure selon l'invention sont décrites à titre d'exemple dans la des cription suivante en se référant au dessin annexé, dans lequel La fig. 1 montre une coupe de l'élément gonflable de l'armature et du mélange de matériaux de construc tion, disposés sur la zone où l'érection de la construction aura lieu.
La fig. 2 montre en coupe l'érection d'un édifice en forme de dôme, à double coupole.
La fig. 3 est une coupe transversale d'un moyen d'an crage des bords de l'élément gonflable aux fondations. La fi-. 4 montre, en perspective, l'érection d'une voûte.
La fi-. 5 montre, en perspective, un pont qui com porte comme un de ses éléments de support la voûte représentée dans la figure précédente.
La fig. 6 montre, d'une façon schématique, une série de constructions ayant des conformations qui peuvent être obtenues par différentes extensions de la membra ne élastique ou de l'élément expansible élastique, lequel, lors du gonflage, se comporte à la façon d'un élément mâle de conformation.
La fig. 7 représente schématiquement une série de formes obtenables en utilisant comme élément expansi ble une membrane qui est élastique vers les bords et non élastique et essentiellement rigide vers le centre.
Les fig. 8 et 9 montrent un édifice ayant un profil en plan annulaire, ainsi que les moyens d'ancrage de la membrane constituant l'élément expansible.
La fig. 10 représente une série de coupes de fil métal lique à spirale, de façon à constituer l'armature de la structure.
La fig. 11 montre une partie de fil métallique à spi rale, ayant une âme non élastique.
Les fig. 12, 13, 14, 15 et 16. montrent de façon sché matique quelques-unes des armatures utilisables, et la fig. 17 montre une vue d'en haut des éléments d'armature pour l'édifice qui est représenté dans la fig. 18.
Si l'on se réfère à la fig. 1, l'aire sur laquelle la cons truction est faite est indiquée par 1, tandis que 2 et 3 indiquent la tranchée des fondations ou la bordure qui forme précisément les fondations du bâtiment en cons truction. Grâce à sa partie toroïdale indiquée en 4, la partie périphérique d'une membrane 5 constituée d'un matériau essentiellement élastique est engagée dans ladite bordure.
Entre la membrane 5 et le sol, c'est-à-dire dans l'es pace fermé constitué par le sol, la membrane et la bor dure, débouche un tuyau 6, qui passe sous la bordure et est relié à une source d'air comprimé extérieur qui peut être une soufflante électrique.
Lorsqu'une ossature en éléments métalliques 7 est déployée sur la membrane, l'ensemble formant l'arma ture du bâtiment en construction et qui est du type à autopositionnement, en ce sens qu'elle a été constituée avec des éléments qui peuvent passer d'une disposition ayant une forme égale au plan du bâtiment en construc tion à celle du bâtiment après construction.
Une couche de matériau de construction 8, tel que du mortier de ciment, est répartie sur la membrane et sur l'armature à autopositionnement et est ancrée au dispositif envisagé dans la bordure d'ancrage. Le volume de la couche de ciment qui, une fois coulé, est homogé néisé par un dispositif de vibrage connu, est égal au volume calculé comme le volume nécessaire pour réali ser la construction. Lorsque les opérations qui précè dent sont achevées, on envoie de l'air sous pression par le tuyau .6 dans l'espace fermé dans lequel le tuyau débouche et la membrane se dilate progressivement, ce qui fait soulever les matériaux disposés sur le dessus et les éléments d'armature se positionnent d'eux-mêmes.
Comme la force nécessaire pour réaliser cette exten sion de la membrane est bien supérieure à la force né cessaire pour élever les matériaux qui sont chargés sur ladite membrane, l'action qui détermine cette extension aboutit simultanément à l'élévation de toute la mem brane d'une façon uniforme et progressive.
Il est clair d'après ce qui précède qu'outre la certi tude d'une élévation uniforme du matériau il est possi ble, en variant la pression maximale finale dans l'espace enfermé par la membrane, de réaliser différentes cons tructions et différents bâtiments avec la même mem brane.
En outre, il y a lieu de noter que pendant le gonflage de la membrane il n'y a pas mouvement réel et appro prié des matériaux se trouvant sur la membrane à moins que ceci n'ait eu lieu auparavant, de sorte qu'il est im possible de créer des vides et des fissures de dimension notable quelconque dans la couche de mélange et ainsi dans la construction obtenue.
La possibilité mentionnée plus haut de réaliser dif férentes constructions avec la même membrane apparaît clairement à la fig. 2. Cette figure montre la construc tion d'un bâtünent à double paroi. Sur cette figure, 11 désigne le sol tandis que 12 et 13 désignent la fouille et la bordure de fondation à laquelle la membrane 14 est ancrée. Cette dernière est réalisée en matériau essentiel lement élastique et on a placé au-dessus une structure en forme de dôme 15 qui est l'enveloppe extérieure du bâti ment de type à double paroi et qui a été réalisée avec la même membrane 14 comme décrit précédemment.
Après formation de l'enveloppe extérieure 15 et après prise ultérieure des matériaux la constituant, la mem brane 14 a été réalisée pour revenir en position initiale en ouvrant vers l'extérieur, au moyen de vannes non représentées, le tuyau 16 qui passe sous la bordure et par lequel l'air comprimé était déjà passé auparavant pour permettre la formation de l'enveloppe 15. Une ouverture 17 est réalisée dans l'enveloppe 15 au travers de laquelle il est possible d'avoir accès à l'intérieur de ladite enveloppe. Après formation de ladite ouverture 17 et par celle-ci, une seconde série d'éléments indiquée par 18, telle qu'elle forme une seconde armature du type à autopositionnement, est placée sur la membrane 14 et repose à nouveau sur les fondations.
Au-dessus de l'armature qui est ancrée à l'enveloppe précédente ou aux éléments fixés dans la bordure 13, une couche de matériau de construction 19 est répandue de façon que les conditions illustrées dans la description de la fig. 1 se reproduisent à nouveau afin qu'en en voyant ultérieurement de l'air comprimé dans l'espace clos formé par la membrane, cette dernière se gonfle à nouveau et par suite soulève le matériau se trouvant au- dessus pour former ainsi l'enveloppe intérieure 20 dont la hauteur maximale sera établie en réglant de manière adéquate la valeur de la pression finale de l'air.
La fig. 3 représente des éléments d'ancrage d'une membrane élastique 25 sur l'assise de fondation d'un ouvrage ou d'un bâtiment et, sur cette figure, 21 désigne la dalle constituant les fondations de l'ouvrage en cours tandis que ce dernier est indiqué par 22. Un élément ou collet 23 s'élève sur la fondation 21 et la membrane 25 pour former l'élément de conformation par lequel ladite construction 22 est réalisée. Cet élément profilé est en gagé sur le côté intérieur dudit collet au moyen de vis 24.
Les fig. 4 et 5 représentent respectivement la cons truction d'une arche et d'un pont dont l'un des éléments de l'arc de décharge est obtenu par l'appareil mentionné plus haut. Ladite arche désignée par 31 est obtenue en utilisant un élément de conformation 32 constitué d'une membrane élastique sur laquelle une bande est délimitée par les bordures 33 et 34.
Sur cette bande et exactement de la même manière que celle qui a été décrite plus haut, on dispose une armature et une couche de ciment et l'on envoie ensuite de l'air dans l'espace enfermé par la membrane 32 et le matériau de cimentation est élevé avec formation ultérieure, une fois que le matériau a pris, de l'arche mentionnée plus haut pour supporter une dalle 35 qui peut former la chaussée du pont représenté (fig. 5). Si l'on se réfère à l'arche représentée aux fig. 4 et 5, il y a lieu de faire observer qu'en ce qui concerne sa courbure double, elle offre une plus grande résistance comparée à des constructions similaires à courbe simple.
La fig. 6 représente trois formes différentes dési gnées respectivement par 41, 42 et 43, que l'on peut obtenir à partir d'une membrane élastique 40 lorsqu'elle est soumise à une pression finale de trois valeurs diffé rentes.
La fig. 7 représente les différentes formes que l'on peut obtenir d'une membrane 50 formée d'une partie extérieure ou périphérique 54 dans un matériau élasti que et d'une partie centrale 55 en matériau non élastique et essentiellement rigide. Ces formes sont indiquées en 51, 52 et 5.3, respectivement.
Les fig. 8 et 9 représentent une construction d'une installation annulaire indiquée par 61 que l'on a obtenue en utilisant une membrane élastique continue 62 ancrée sur les fondations sous-jacentes, au bord extérieur 63 et axialement le long d'une circonférence 64.
Les éléments convenant pour le chargement élasti que d'un tel voile peuvent être des éléments comprenant l'armature, chaque fois que ces éléments consistent, comme représenté à la fig.10, en un fil métallique enroulé hélicoïdalement sous forme d'un ressort.
Par la cons truction de l'armature du bâtiment à partir de fil en roulé hélicoïdalement, ce dernier possède également une nction de retenue remarquable sur la couche de maté riau de construction de sorte qu'il est possible, sans pro voquer de glissement dudit matériau, avant sa prise, d'augmenter considérablement l'expansion même sur des pentes plus grandes que celles atteintes dans les exemples décrits précédemment.
Toutefois, il y a lieu de noter que l'emploi d'une membrane élastique comme élément profilé permet de construire des bâtiments qui ont sur leur surface infé rieure une couche de matériau isolant. En fait, après prise de la construction, la membrane peut être partiel lement dégonflée de manière qu'il reste un espace d'air entre elle et la surface intérieure du bâtiment lui-même et cet espace d'air peut alors être rempli par une ouver ture pratiquée dans le sommet de la construction, avec un matériau isolant synthétique. Dans une variante, on obtient des résultats analo gues à ceux décrits,
en utilisant pour produire une charge apparente simplement des éléments expansibles qui peu vent être de nature non élastique comme par exemple des éléments d'armature composés de spirales, du type re présenté aux fig. 10 et 11, enroulés dans des matériaux d'élasticité réduite.
Ici encore il est possible de tirer sur le mélange de matériaux de construction sur l'élément profilé consti tué d'une membrane, une seconde membrane également élastique, mais soumise à une charge de traction unitaire bien inférieure à celle de l'une ou l'autre membrane for mant l'élément profilé. Ceci veut dire que pendant que l'on soulève le matériau on obtient une surface lisse de celui-ci, tout en exerçant une légère compression.
En outre, pour ce qui concerne la membrane, étant donné qu'il est difficile de manipuler sa surface, il peut être possible de la réaliser en plusieurs parties que l'on peut assembler au moyen de bandes en matériau élasti que enduites d'adhésifs et coopérant éventuellement avec des éléments de fixation mécanique fixés sur les bords des parties à assembler. La membrane peut éga lement être réalisée avec une série d'éléments en forme de tranches ou de secteurs partiellement élastiques et partiellement non élastiques.
Il y a lieu de noter en outre que lorsque l'armature est en fil métallique enroulé hélicoïdalement, il est possi ble d'obtenir que la traction exercée sur celui-ci soit assez importante lorsque l'élément profilé a atteint la hauteur requise, ce qui provoque ainsi une grande com pression sur le ciment.