EP2505731B1

EP2505731B1 - Procédé de fabrication d'une tôle à nervures ouvertes destinée à former une armature pour un plancher collaborant

Info

Publication number: EP2505731B1
Application number: EP20120161639
Authority: EP
Inventors: Maxime Vienne
Original assignee: Bac Acier
Current assignee: Bac Acier
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2012-03-28
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2032-03-28
Also published as: EP2505731A1; FR2973404A1

Description

L'invention a trait à un procédé de fabrication d'une tôle à nervures ouvertes destinée à servir de coffrage et à former une armature pour un plancher collaborant.
Un plancher collaborant est un plancher qui combine deux matériaux, à savoir du béton et de l'acier. Dans un tel plancher, le béton assure une résistance à la pression tandis que l'acier permet une résistance à la traction.
De plus, l'absence de coffrage autre que la tôle à nervures ouvertes, permet une mise en oeuvre plus rapide en utilisant moins de béton que pour une dalle pleine en béton.
L'acier utilisé dans un plancher collaborant se présente généralement sous forme de tôle à nervures ouvertes, empilables pour faciliter leur transport. La couverture de la surface à recouvrir est assurée avec un chevauchement partiel des tôles. Ces tôles en chevauchement définissent une armature pour le plancher collaborant.
La liaison entre le béton et l'acier est assurée par les nervures des tôles. Il s'agit d'une liaison par frottement.
Des reliefs ménagés sur les flancs des nervures évitent un glissement du béton sur la tôle selon une direction parallèle à un axe longitudinal des nervures.
GB-A-2 306 526 , sur lequel est basé le préambule de la revendication 1 annexée, décrit une tôle pour plancher collaborant comprenant des nervures trapézoïdales dont les sommets et les bases sont pourvus de reliefs parallèles à un axe longitudinal de la nervure. Dans un mode de réalisation, les flancs des nervures sont pourvus de reliefs de forme complexe.
Si elles optimisent la liaison entre le béton et l'acier, de telles tôles équipées de reliefs sur les flancs des nervures présentent comme inconvénient, lors de leur mise en place, de ne pas se recouvrir parfaitement au niveau de la zone de chevauchement. La présence des reliefs dans la zone de recouvrement induit un espace dans lequel du laitier peut passer lors du coulage du béton sur les tôles.
C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant de fabriquer une tôle à nervures ouvertes pour plancher collaborant, présentant un recouvrement optimal, tout en garantissant la liaison entre le béton et l'acier.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'une tôle à nervures ouvertes, tel que défini à la revendication 1.
En réalisant des zones de recouvrement où les reliefs sont, au moins partiellement, absents, on minimise le jour entre les deux tôles lorsqu'elles se recouvrent et donc on limite les risques de coulure du laitier entre ces dernières, cela tout en préservant une liaison optimale, d'une part, entre les tôles et, d'autre part, entre la tôle et le béton.
Des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention sont spécifiés aux revendications dépendantes.
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :

la figure 1 est une vue de côté d'un plancher collaborant fini réalisé avec une tôle fabriquée conformément à l'invention,
la figure 2 est une vue générale en perspective, à la même échelle que la figure 1, de la tôle de la figure 1, représentée seule,
la figure 3 est une vue générale, à plus petite échelle et sous un autre angle, de deux tôles similaires à celle illustrée aux figures 1 et 2, en configuration de pré-montage,
la figure 4 est une vue, à plus grande échelle, du détail IV à la figure 3,
la figure 5 est une vue de côté selon la flèche V et à la même échelle que la figure 3,
la figure 6 est une vue analogue à la figure 3, à la même échelle que celle ci, les tôles étant représentées en position montée, c'est-à-dire se recouvrant partiellement et
la figure 7 est une vue à plus grande échelle du détail \/II à la figure 6.

Le plancher collaborant 1 représenté à la figure 1 comprend une tôle à nervures ouvertes 2 formant une armature propre à recevoir du béton 3.
Dans le béton 3, on insère à une distance donnée au dessus de la tôle 2, en regardant la figure 1, des fers à béton 4. Ces fers à béton 4, avantageusement disposés en treillis, améliorent la résistance du plancher 1. Le béton 3 est coulé sur la tôle 2 de sorte qu'il recouvre celle-ci et entoure les fers à béton 4 sur une épaisseur minimale d'un cm autour des fers à béton.
En regardant la figure 1, la tôle 2 forme la face inférieure 100 du plancher 1. La face libre supérieure 101 de celui-ci est formée par le béton 3, une fois ce dernier sec et lissé.
La tôle 2 comprend plusieurs nervures ouvertes 5. Ces nervures 5 sont régulièrement disposées parallèlement à la plus petite dimension ℓ de la tôle 2. En variante, elles peuvent être disposées parallèlement à la plus grande dimension L de la tôle 2.
Il est à noter que, généralement, les tôles sont rectangulaires. Dans un mode de réalisation non illustré, elles sont carrées.
Comme cela est plus particulièrement visible à la figure 1, chaque nervure 5 a, en section transversale, une forme trapézoïdale. La base 6 de chaque nervure 5 est ouverte et comprend une partie sans matière, définie par un plan géométrique repéré par une ligne C en pointillés aux figures 2 et 3. Les bases 6 de toutes les nervures 5 d'une même tôle 2 sont orientées vers le bas, en regardant la figure 1. En d'autres termes, les bases 6 des nervures 5 participent, une fois le plancher réalisé, à définir la face inférieure 100 de celui-ci, à savoir la face métallique du plancher 1.
La face supérieure 7 de chaque nervure 5, à savoir le sommet du trapèze de chaque nervure 5, est pourvue d'au moins une rainure longitudinale 8. La partie 9 plane de la tôle 2 située entre deux nervures 5 et reliant les bases 6 de ces deux nervures 5 voisines, est également équipée d'au moins une rainure longitudinale 10. Les rainures 8 et 10 sont disposées parallèlement. Elles sont orientées selon une direction parallèle à un axe longitudinal A de chaque nervure 5. En d'autres termes, les rainures 8 et 10 sont également orientées parallèlement à la petite dimension ℓ de la tôle 2.
Ces rainures 8, 10 sont ménagées sur, respectivement, toutes les nervures 5 et toutes les parties planes 9 de la tôle 2. En variante, elles n'équipent que certaines des nervures 5 et/ou certaines des parties planes 9. Dans un mode de réalisation non illustré, la face 7 et les parties 9 de chaque nervure 5 sont dépourvues de rainures.
Les largeurs des rainures 8 et 10 sont différentes. En variante elles peuvent être identiques.
Les rainures 8 et 10 forment des guides et des logements de réception pour des éléments de fixation des tôles 2. La fixation des tôles 2 l'une sur l'autre est réalisée par des organes connus en soi, par exemple des vis, des rivets ou des boulons.
Les flancs 11 et 12 de chaque nervure 5, c'est-à-dire les parois reliant sa base 6 à son sommet 7, sont dans l'exemple légèrement inclinées par rapport à un axe vertical B. Cet axe B est perpendiculaire à un plan principal P de la tôle 2 dans lequel se situent les parties planes 9. L'angle d'inclinaison a entre, d'une part, un flanc 11 ou 12 et, d'autre part, l'axe B peut être compris entre 10° et 170°.
Les flancs 11, 12 de chaque nervure 5 sont pourvus de reliefs 13. En l'espèce, ces reliefs sont en forme de parallélogramme rectangle. En variante non illustrée, ils peuvent avoir d'autres formes, par exemple trapézoïdale, carrée ou circulaire. Ils sont régulièrement espacés et de dimensions telles qu'ils occupent la majeure partie de la largeur L11-L12 des flancs 11 et 12. Dans un mode de réalisation non illustré, la répartition des reliefs 13 est différente. Avantageusement, la répartition des reliefs 13 sur les flancs 11 et 12 est identique sur toutes les nervures 5. En variante non illustrée, elle est différente d'une nervure à l'autre.
Ces reliefs 13 s'étendent vers l'extérieur, à partir du flanc 11 ou 12 d'une nervure 5 sur lequel ils sont ménagés, en direction du flanc 12 ou 11 d'une nervure 5 voisine. Les reliefs 13 sont répartis, en l'espèce de manière régulière, sur toute la longueur de chaque nervure 5, c'est-à-dire sur toute la petite dimension ℓ de la tôle 2.
Comme illustré aux figures 2 et 3, certains reliefs 13 sont situés dans une zone Z destinée au recouvrement entre deux tôles 2 lorsque ces dernières sont en position pour former un plancher collaborant. Ici, le terme recouvrement désigne le recouvrement, sur au moins une partie, d'au moins une nervure 5 d'une tôle 2 par une nervure 5 d'une autre tôle 2 et non pas le seul recouvrement des parties planes 9 de deux tôles 2. Cette zone Z est d'une largeur comprise entre 5 et 50 mm et avantageusement voisine de 25 mm. Elle s'étend sur toute la grande dimension L des tôles 2, au voisinage des bords des tôles 2 se chevauchant. Dans cette zone Z, les reliefs 13 de la tôle recouverte présentent une partie orientée vers la tôle recouvrante dépourvue de reliefs, en l'espèce une partie aplanie 14, 15 ou 16.
Comme illustré à la figure 2, les dimensions de la partie aplanie 14, 15 ou 16 de chaque relief 13 dans la zone Z varient selon les dimensions de la portion des reliefs 13 qui empiète sur la zone Z. A titre d'exemple, la figure 2 illustre une tôle où seulement trois reliefs 13, visibles sur les faces 11 des nervures 5 de la tôle 2, empiètent sur la zone Z. Les parties aplanies 14, 15, 16 de ces reliefs sont de plus en plus importantes, de la partie 14 à la partie 16, par rapport à une dimension principale de chaque relief 13.
Le flanc 12 de chaque nervure 5, visible aux figures 3 à 5, comprend également des reliefs présentant des parties aplanies dans la zone Z. Comme cela est plus particulièrement visible aux figures 6 et 7, lorsque l'on positionne deux tôles 2 pour qu'elles se recouvrent partiellement sur une distance correspondant à la largeur prédéterminée de la zone Z, selon une direction parallèle à leur petite dimension ℓ, le bord libre 200 de la tôle 2 supérieure repose sur un bord libre 201 de la tôle 2 inférieure, cela avec un jeu J minimal entre les deux tôles 2 puisque la partie aplanie des reliefs 13 ne gêne pas cette liaison. En d'autres termes, au niveau de la zone de recouvrement Z, il n'y a pas de partie en saillie d'un relief 13 susceptible de maintenir un jeu J important les deux tôles 2 se chevauchant, ce qui risquerait, outre le fait de créer une liaison affaiblie entre les tôles 2, de faciliter le passage du laitier entre les tôles 2.
Une telle liaison entre les tôles 2, à jeu J minimal, à savoir voisin de 1 mm, permet également lors des opérations de fixation mutuelle des tôles 2 entre elles, couramment dénommées « couturage », d'insérer de manière efficace des organes de fixation, tels que des vis, des pointes, des boulons ou des rivets dans les rainures 8 et/ou 10. En variante, la fixation mutuelle des tôles 2 est réalisée par d'autres techniques connues en soi, par exemple par soudage ou collage.
Le nombre de reliefs 13 susceptibles d'empiéter, au moins partiellement, dans la zone Z varie d'une tôle 2 à l'autre compte tenu du procédé de fabrication de ces dernières. Ce procédé est maintenant décrit. Dans un mode de réalisation non représenté, les parties planes 9 et/ou les sommets 7 des nervures 5 sont également pourvus de relief 13.
On réalise les tôles 2 à nervures ouvertes destinées à former une armature pour un plancher collaborant à partir de bandes métalliques enroulées pour former des bobines, non illustrées et connues en soi.
La première opération consiste à former par emboutissage, à l'aide d'un outil de type poinçon et connu en soi, des reliefs 13 dans la bande lorsque celle-ci est déroulée. Cette première étape permet également, par la présence des reliefs 13, de définir la position des nervures 5 et des rainures 8, 10 sur la bande, pour une réalisation dans une étape ultérieure. En d'autres termes, les reliefs 13, alignés sur la bande forment des lignes discontinues de guidage.
Dans deux étapes suivantes, par profilage ou, éventuellement, par emboutissage et à l'aide d'un outil de forme adaptée et différente de la forme de celui utilisé lors de la première étape, on réalise d'abord les rainures 8, 10 et ensuite les nervures 5.
Le profilage des rainures 8, 10 et des nervures 5 est réalisé avantageusement en plusieurs passes successives jusqu'à obtenir les dimensions voulues des rainures 8, 10 et des nervures 5. Dans un mode de réalisation non représenté, la réalisation des rainures 8, 10 et des nervures 5 est obtenue en une seule passe à l'aide d'un outil de forme complexe.
Lorsque la bande est profilée et/ou emboutie et présente l'ensemble des nervures 5, des rainures 8, 10 et des reliefs 13 que l'on retrouve sur une tôle 2 finie, on coupe régulièrement cette bande afin d'individualiser chaque tôle 2.
La coupure de la bande s'effectue de manière à ce qu'elle définisse, ici, la petite dimension ℓ de la tôle 2. En variante non illustrée, la coupure est réalisée de manière à définir la plus grande dimension de la tôle finie 2. On utilise pour couper cette bande métallique un outil connu en soi de type cisaille, non illustré, comprenant au moins une mâchoire d'appui et une mâchoire mobile.
Lors de la coupe de chaque tôle 2 dans la bande, on dispose, au niveau de la mâchoire mobile de la cisaille, un contre-outil dont les dimensions correspondent à celles de la zone Z. Avantageusement, il s'agit d'un poinçon à face plane, connu en soi. La face plane du poinçon a une largeur correspondant à celle de la zone Z. Ainsi, lors de la séparation d'une tôle de la bande, on écrase ou « aplanit » simultanément tous les reliefs 13 situés à proximité de la ligne de coupe et s'étendant dans une région dont la largeur correspond à la longueur de la zone Z. L'aplanissement des reliefs 13 par cet outil est effectué sur le bord libre de la bande destinée à former un bord 200 ou 201 d'une autre tôle 2. Ainsi, on réalise l'aplanissement des reliefs 13 avant la séparation de la tôle 2 de la bande. En variante, l'aplanissement des reliefs 13 est effectué après la séparation, étant entendu que cela nécessite une reprise des tôles 2 individualisées.
Un tel procédé est simple à mettre en oeuvre et ne nécessite qu'un contre-outil, pour l'aplanissement des reliefs 13, fixé sur l'outil de coupe de la bande. En d'autres termes, il est aisé de fabriquer de telles tôles 2 en utilisant des installations connues de fabrication de tôles 2, après adaptation de celles-ci pour incorporer un poinçon à face plane ou un organe d'aplanissement équivalent.
Un tel procédé permet de réaliser, sur chaque tôle, un détrompeur indiquant que chaque tôle 2 a un côté destiné à recouvrir une tôle 2 et un autre côté pouvant être recouvert pour une tôle 2.
En fonction de la zone que l'on veut recouvrir, on modifie le contre-outil pour un outil plus ou moins large, afin d'écraser les reliefs 13 sur une position plus ou moins importante.

Claims

Procédé de fabrication d'une tôle (2) à nervures ouvertes destinée à servir de coffrage et former une armature pour un plancher collaborant (1), comprenant des étapes successives consistant à :
a) dans une bande métallique, former, par emboutissage, des reliefs (13) alignés,

b) dans la même bande, former, par profilage ou par emboutissage, en au moins une passe, des nervures (5), de manière que les reliefs (13) sont répartis sur un des deux flancs opposés (11, 12) d'une des nervures, et

c) couper la bande de manière à individualiser la tôle (2),
caractérisé en ce que le procédé comprend au moins une étape consistant à :

d) pour celui ou chacun des reliefs (13), qui est au moins partiellement situé dans une zone (Z) de la tôle (2), destinée au recouvrement par une autre tôle pour former un plancher collaborant (1), aplanir le relief sur une distance correspondant à la partie (14 ; 15 ; 16) du relief, qui est située dans ladite zone de la tôle.
Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape d) est réalisée après que, lors de l'étape c), la tôle (2) soit séparée de la bande.
Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape d) est réalisée lors de l'étape c), avant que la tôle (2) soit séparée de la bande.
Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que celui ou chacun des reliefs (13) qui est aplani lors de l'étape d) est situé à proximité d'une ligne de coupe de la tôle (2), réalisée à l'étape c).
Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que, pour aplanir celui ou chacun des reliefs (13) lors de l'étape d), on utilise un contre-outil qui est fixé sur un outil de coupe de la bande, utilisé pour la mise en oeuvre de l'étape c).
Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le contre-outil est un poinçon à face plane dont la largeur correspond à celle de ladite zone (Z) de la tôle (2).
Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que celui ou chacun des reliefs (13) qui est aplani lors de l'étape (d) est situé sur un bord libre de la bande.
Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, lors de l'étape a), suffisamment de reliefs (13) sont formés pour, à l'étape b), être répartis sur toute la longueur des deux flancs opposés (11, 12) d'une, voire de chacune, des nervures (5).
Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les reliefs (13) formés à l'étape a) sont en forme de parallélépipède.
Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite zone (Z) de la tôle (2) a une largeur comprise entre 5 et 50 mm.
Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite zone (Z) de la tôle (2) a une largeur voisine de 25 mm.
Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, lors de l'étape b), au moins une rainure (8, 10) est en outre formée par profilage sur la tôle (2), parallèlement aux nervures (5).