EP3317059B1

EP3317059B1 - Système et procédé de projection de béton léger d'isolation

Info

Publication number: EP3317059B1
Application number: EP16757684.2A
Authority: EP
Inventors: Damien Baumer
Original assignee: Eurl Baumer Damien
Current assignee: Eurl Baumer Damien
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2016-06-29
Publication date: 2024-02-28
Anticipated expiration: 2036-06-29
Also published as: WO2017001734A1; FR3038331A1; US20180186032A1; EP3317059C0; FR3038331B1; US11040463B2; EP3317059A1

Description

L'invention a trait au domaine de la construction, et plus particulièrement à l'isolation thermique et/ou acoustique des bâtiments par projection d'un béton léger.
Le béton projeté est connu de longue date, comme l'atteste le brevet français FR 578 421 de 1924 , qui décrit un dispositif de projection de béton par air comprimé.
Parmi les techniques de projection des bétons, on distingue la voie humide et la voie sèche. Dans la voie humide, l'eau est ajoutée au mélange du granulat et du liant pour former le béton avant que celui-ci ne soit projeté sur le site à revêtir. Dans la voie sèche, l'eau est ajoutée au mélange au moment de la projection. La voie humide a longtemps été utilisée (et l'est toujours) pour les bétons et mortiers minéraux.
Récemment, des techniques ont été imaginées pour la projection de bétons légers d'isolation, et plus particulièrement de bétons dans lesquels le granulat est un granulat végétal (typiquement de la chènevotte, c'est-à-dire la partie intérieure fragmentée de la tige de chanvre). On pourra par ex. se reporter à la demande de brevet français FR 2 923 242 , qui décrit un procédé de projection de béton de faible densité, dans lequel un mélange sec est obtenu par homogénéisation d'un granulat léger d'origine végétale (notamment de la chènevotte) avec un liant ; ce mélange sec est ensuite transporté de manière pneumatique au moyen d'une soufflante ; le mélange sec est humidifié pendant son transport par une dispersion d'eau, puis le béton ainsi obtenu est projeté sur une surface.
Ce procédé, intermédiaire entre la voie humide (prétendument inadaptée à des bétons compressibles, selon le document FR 2 923 242 ) et la voie sèche (dont le caractère volumineux conduirait, selon le document FR 2 923 242 , à des blocages et à des obstructions au niveau des doseurs), ne va cependant pas sans inconvénients.
D'abord, le dosage du béton est complexe, notamment en raison de la difficulté à maîtriser le débit du mélange sec (surtout si la pression générée par la soufflante n'est pas réglable).
Ensuite, l'humidification étant réalisée immédiatement avant la projection, l'eau n'imprègne qu'en partie le mélange sec. La fraction du mélange qui demeure sèche est cependant projetée mais ne s'agglomère pas sur la surface à couvrir et, rebondissant sur celle-ci, se disperse aux alentours. Il en résulte des pertes de matériau. Pour minimiser ces pertes, pleinement admises par le document FR 2 923 242 , celui-ci propose de recycler le matériau rebondi. C'est une solution satisfaisante en théorie ; dans la pratique cependant, la récupération du matériau rebondi prend du temps, et son recyclage nécessite de prévoir un doseur dédié. En outre, le rebond de mélange sec génère des poussières qui, compte tenu de la présence de fibres et de liant (à base de ciment ou chaux), peuvent agresser les voies respiratoires. On pourrait augmenter le débit d'eau mais cette solution est exclue en raison d'un risque d'humidifier le granulat (ce que le document FR 2 923 242 exclut expressément).
FR 3 007 780 A1 divulgue un système de projection de béton, qui comprend:

Un conteneur équipé d'une cuve et d'au moins une vis sans fin aller montée en rotation dans la cuve, la cuve étant munie d'au moins un orifice primaire de sortie au droit de la vis sans fin aller ;
Un compresseur ;
Un flexible en caoutchouc ou dans tout autre élastomère résistant à la pression relié au compresseur;
Une lance de projection équipée d'un canon ;
Un conduit primaire d'amenée reliant l'orifice primaire de sortie de la cuve à la lance.

Un objectif est de proposer un procédé et une installation de projection de béton léger d'isolation par voie humide qui permettent, séparément ou conjointement :

d'améliorer les rendements effectifs ;
de minimiser les pertes ;
de minimiser les émanations de poussières ;
d'optimiser la consommation d'eau ;
de projeter un béton léger incorporant un liant à prise rapide.

A cet effet, il est proposé, en premier lieu, un procédé de revêtement d'un support au moyen d'un béton léger d'isolation suivant la revendication
Ce procédé de projection en voie humide permet de maximiser le débit (et donc le rendement) tout en optimisant la quantité d'eau et en minimisant les poussières.
Diverses caractéristiques supplémentaires de ce procédé peuvent être prévues, seules ou en combinaison :

le liant est du ciment naturel prompt.
le béton contient un retardateur de prise ;
la pression régnant dans la lance au droit de la buse est inférieure à 0,5 bars, et de préférence inférieure à 0,3 bars.

Il est proposé, en deuxième lieu, un système de projection de béton léger d'isolation suivant la revendication 1.
D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description d'un mode de réalisation, faite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels :

la figure 1 est une vue en perspective illustrant un chantier d'isolation extérieure d'un bâtiment réalisé au moyen d'un système de projection de béton léger ;
la figure 2 est une vue de détail du chantier de la figure 1, à plus grande échelle ;
la figure 3 est une vue de détail du chantier de la figure 1, à plus grande échelle encore ;
la figure 4 est une vue de dessus d'un conteneur équipant le système de projection avec, en médaillons, deux détails à plus grande échelle ;
la figure 5 est une vue en perspective, en arraché partiel, du conteneur de la figure 4 ;
la figure 6 est une vue en coupe partielle du conteneur de la figure 4, selon le plan de coupe VI-VI ;
la figure 7 est une vue de détail en coupe du conteneur de la figure 6, selon le plan VII-VII ;
la figure 8 est une vue en perspective d'une lance équipant le système de projection, selon un premier mode de réalisation ne faisant pas partie de l'invention;
la figure 9 est une vue en coupe de la lance de la figure 8, selon le plan de coupe IX ;
la figure 10 est une vue d'un détail de la lance de la figure 9, prise dans l'encart X ;
la figure 11 est une vue en perspective d'une lance équipant le système de projection, selon un deuxième mode de réalisation conformément à l'invention;
la figure 12 est une vue en coupe de la lance de la figure 11, selon le plan de coupe XII ;
la figure 13 est une vue d'un détail de la lance de la figure 12, prise dans l'encart XIII.

Sur la figure 1 est représenté un chantier d'isolation d'un bâtiment 1. La nature du bâtiment 1 importe peu ; il s'agit ici d'une maison d'habitation mais il pourrait tout aussi bien s'agir d'un immeuble, d'une dépendance, d'un garage, d'un abri, etc.
Le bâtiment 1 comprend classiquement des maçonneries 2 (incluant façade, pignons, sols, dalles) surmontées d'une toiture. En l'espèce, le chantier d'isolation consiste à revêtir une maçonnerie 2 (par ex. le pignon sous vent dominant) d'une couche projetée d'un béton 3 léger d'isolation, dont des exemples de composition seront fournis ci-après.
Le revêtement est réalisé au moyen d'un système 4 de projection transportable in situ (comme illustré). Ce système 4 de projection comprend, en premier lieu, un conteneur 5 équipé d'une cuve 6 dans laquelle est déversé le béton 3 déjà prêt, et d'au moins une vis 7 sans fin aller. La cuve 6 est pourvue d'au moins un orifice 8A primaire de sortie, disposé au droit de la vis 7 sans fin aller.
La vis 7 sans fin aller est montée en rotation dans la cuve 6 pour transporter en continu le béton 3 jusqu'à l'orifice 8A primaire. La cuve 6 comprend une paire de parois 9 longitudinales inclinées, reliées par deux parois transversales d'extrémité, à savoir une paroi 10 transversale amont et une paroi 11 transversale aval. La cuve 6 présente une ouverture 12 par laquelle est déversé le béton 3 et, à l'opposé de l'ouverture 12, un fond 13 en forme de gouttière.
La vis 7 aller se présente sous forme d'une vis d'Archimède en acier (de préférence inoxydable) comprenant un arbre 14 monté entre les parois 10, 11 transversales, et une hélice 15 solidaire de l'arbre 14. Le diamètre externe de l'hélice 15, sensiblement égal (au jeu de quelques millimètres près) au diamètre interne du fond 13 de la cuve 6, est compris entre 100 mm et 200 mm, et de préférence de l'ordre de 125 mm. Le pas de l'hélice 15 est compris entre 100 mm et 200 mm, et de préférence de l'ordre de 125 mm. Le diamètre de l'arbre 14 est compris entre 20 mm et 40 mm, et par ex. de l'ordre de 30 mm.
La vis 7 aller est montée en rotation par rapport à la cuve 6 (et plus précisément par rapport aux parois 10, 11 transversales) au moyen de paliers, de préférence à roulement. A une extrémité amont, l'arbre 14 présente une section 16 en porte-à-faux qui dépasse de la cuve 6 et dont est solidaire une roue 17 (poulie ou roue dentée).
Comme on le voit sur la figure 3, le conteneur 5 est équipé d'un moteur 18 (thermique ou électrique) qui entraîne en rotation l'arbre 14 via la roue 17, par l'intermédiaire d'une transmission 19 à courroie (comme dans l'exemple illustré), à chaîne ou à engrenages, en prise avec la roue 17. Selon un mode de réalisation préféré illustré sur les figures 3 à 5, le conteneur 5 comprend un chariot 20 mobile muni d'un châssis 21, sur lequel sont montés la cuve 6 et le moteur 18, et d'un train de roues 22 monté en rotation par rapport au châssis 21. Le châssis 21 est avantageusement équipé d'une attache 23 de type caravane, de sorte que le conteneur 5 peut être remorqué pour être transporté sur le chantier par un véhicule équipé d'un attelage adapté.
Comme indiqué ci-dessus, le béton 3 est introduit déjà préparé (et donc humide) dans la cuve 6. Le béton 3 peut être préparé à la main mais, selon un mode de préféré de réalisation, le système 4 de projection comprend à cet effet un malaxeur 24 dans lequel sont versés les ingrédients et qui prépare le béton 3 à partir de ceux-ci.
Dans l'exemple illustré, le malaxeur 24 est à axe vertical ; il comprend un châssis 25, une cuve 26 montée sur le châssis 25, un rotor 27 muni de pales 28, et un moteur 29 accouplé au rotor 27 pour entraîner celui-ci en rotation autour de l'axe de manière à mélanger les ingrédients de sorte à obtenir un béton 3 homogène.
Comme on le voit en outre sur les figures 1 à 3, le malaxeur 24 peut être monté sur un véhicule 30 utilitaire, en l'espèce un camion à plateau. Dans ce cas, le conteneur 5 est disposé à l'aplomb du malaxeur 24, qui est avantageusement équipé d'une trappe et d'une trémie 31 par laquelle, à l'ouverture de la trappe, le béton 3 malaxé humide est déversé dans la cuve 6 du conteneur 5.
Les ingrédients du béton 3 comprennent au minimum un granulat végétal, un liant et de l'eau.
Le granulat est de la chènevotte, dont la masse volumique (pour la chènevotte sèche) est de l'ordre de 100 kg/m³ en foisonné (c'est-à-dire non tassé). Le liant est par ex. du ciment naturel prompt.
Les gammes de proportions massiques sont les suivantes :

granulat (chènevotte) : de 21% à 34%
liant (par ex. ciment naturel prompt) : de 21% à 40%
eau : de 35% à 44%.

Exemple de composition (en proportions massiques) pour un béton destiné à isoler un toit :

granulat (chènevotte) : 34,8%
liant (ciment naturel prompt) : de 21,7%
eau : 43,5%.

Soit, pour 100 kg (soit 1000 1) de chènevotte, 62,5 kg de ciment prompt et 125 l d'eau.
Exemple de composition (en proportions massiques) pour un béton destiné à isoler un mur :

granulat (chènevotte) : 28,6%
liant (ciment naturel prompt) : 35,7%
eau : 35,7%.

Soit, pour 100 kg (soit 1000 l) de chènevotte, 125 kg de ciment prompt et 125 l d'eau.
Exemple de composition (en proportions massiques) pour un béton destiné à isoler un sol :

granulat (chènevotte) : 21%
liant (ciment naturel prompt) : 39,5%
eau : 39,5%.

Soit, pour 100 kg (soit 1000 l) de chènevotte, 187,5 kg de ciment prompt et 187,5 l d'eau.
Il est avantageux d'ajouter au mélange un retardateur de prise, de sorte à éviter que le béton 3 ne prenne avant d'avoir été projeté, notamment par temps chaud. De manière classique, le retardateur de prise est par ex. de l'acide citrique, typiquement de qualité alimentaire. La quantité est infime au regard de celles des principaux composants (granulat, liant, eau) ; on peut respecter les recommandations coutumières, qui préconisent 80g d'acide citrique pour un sac de ciment prompt naturel de 25 kg (soit 320g pour 100 kg de ciment prompt naturel). Une telle quantité est suffisante pour retarder d'une demi-heure au moins la prise du béton, quelle que soit la composition choisie parmi les trois révélées ci-dessus.
Un agent de cohésion destiné à maintenir la cohésion du béton pendant la projection est ajouté au mélange. Cet agent de cohésion joue également le rôle d'adjuvant rétenteur d'eau, destiné à améliorer la stabilité et l'homogénéité du béton. La méthylcellulose est choisie car elle remplit ces deux fonctions. La quantité ajoutée au mélange est infime au regard de celles des principaux composants.
Les essais ont démontré que la quantité d'agent de cohésion / de rétenteur d'eau a avantage à être proportionnelle au poids de granulat. Dans le cas de la chènevotte, une quantité de rétenteur d'eau (notamment de méthylcellulose) de 2% en poids (soit 2 kg pour 100 kg - ou 1000 l - de chènevotte) donne de bons résultats, et ce quelle que soient les proportions de liant et d'eau.
Avantageusement, on peut employer la méthode suivante de préparation du béton 3, qui se révèle excellente. La chènevotte est d'abord introduite sèche dans le malaxeur 24 puis la méthylcellulose, dosée à 2% en poids de la chènevotte est ajoutée à celle-ci. On laisse ensuite tourner le malaxeur 24 quelques secondes pour que la méthylcellulose enrobe la chènevotte puis on ajoute 1l d'eau par kg de chènevotte. On introduit ensuite le liant (notamment du prompt), puis on ajoute 0,5l d'eau par kg de liant.
Comme cela a déjà été indiqué, la cuve 6 du conteneur 5 est munie d'au moins un orifice 8A primaire de sortie, positionné au droit de la vis 7 aller. Plus précisément, l'orifice 8A primaire débouche dans ou au voisinage du fond 13.
L'orifice 8A primaire peut être formé par un perçage réalisé dans la cuve 6 (éventuellement directement dans le fond) ou, comme dans l'exemple illustré, par un tube 32 rapporté, solidaire d'une paroi 9 longitudinale (en étant fixé à celle-ci par ex. par soudage). Ce tube 32 présente de préférence un diamètre interne de 50 mm.
L'orifice 8A primaire est de préférence positionné au voisinage de la paroi 11 transversale aval, à faible distance de celle-ci. Comme on le voit sur la figure 4, la vis 7 aller présente un pas à droite ; dans ce cas, elle est entraînée en rotation par le moteur 18 dans le sens anti-horaire de sorte à acheminer vers l'orifice 8A primaire le béton 3 déversé. Entre l'orifice 8A primaire et la paroi 11 transversale aval, l'arbre 14 de la vis 7 aller présente une section 33 d'extrémité aval dépourvue d'hélice (l'hélice 15 s'interrompt légèrement en aval de l'orifice 8A primaire) mais pourvue d'un dispositif 34 brise-mottes, ici sous forme d'une série de pales 35 cylindriques. Ce dispositif 34 est prévu pour désagréger le béton 3 qui s'accumule autour de la section 33 d'extrémité aval.
La cuve 6 est munie d'un orifice 8B secondaire de sortie, également disposé au droit de la vis 7 sans fin aller. L'orifice 8B secondaire débouche dans ou au voisinage du fond 13, au droit de l'orifice 8A primaire. L'orifice 8B secondaire peut être formé par un tube rapporté fixé à une paroi longitudinale ou, comme dans l'exemple illustré, directement dans le fond 13 de la cuve 6. L'orifice 8B secondaire se prolonge avantageusement par une tubulure 37 rapportée, soudée à la cuve 6. Cette tubulure 37 présente de préférence un diamètre interne de 50 mm.
Selon un mode de réalisation préféré illustré sur les figures, le conteneur 5 est équipé d'une vis 38 sans fin retour, montée en parallèle de la vis 7 sans fin aller et entraînée en rotation en sens inverse de celle-ci. La vis 38 retour peut être de conception identique à la vis 7 aller, et comprend comme elle un arbre 14 et une hélice 15. La vis 38 retour est toutefois montée tête bêche par rapport à la vis 7 aller, comme cela est visible sur la figure 4. Dans l'exemple illustré, la vis 38 retour surplombe la vis 7 aller, en étant légèrement décalée transversalement par rapport à celle-ci. L'hélice 14 de la vis 38 retour s'étend depuis la paroi transversale 11 aval de la cuve 6 jusqu'à faible distance de la paroi 10 transversale amont, et présente au voisinage de celle-ci un dispositif 34 brise-mottes de conception identique à celui de la vis 7 aller.
L'entraînement de la vis 38 retour peut être réalisé au moyen du moteur 18, l'inversion du sens de rotation de la vis 38 retour par rapport à la vis 7 aller pouvant être effectué par l'intermédiaire d'une paire de pignons 39 en prise d'engrenage, montés aux extrémités aval des vis 7, 38 en saillie de la paroi 11 transversale aval.
De la sorte, le béton 3 qui n'a pas été évacué par l'orifice 8A (ou les orifices 8A, 8B) de sortie est désagrégé par le dispositif 34 brise-mottes de la vis 7 aller et réacheminé d'aval en amont par la vis 38 retour. Arrivé au voisinage de la paroi 10 transversale amont, le béton 3 ainsi réacheminé est désagrégé à nouveau par le dispositif 34 brise-mottes de la vis 38 retour puis retombe dans le fond 13 avant d'être à nouveau acheminé d'amont en aval par la vis 7 aller, pour être évacué par l'orifice 8A (ou les orifices 8A, 8B) de sortie. Cette recirculation du béton 3 est réalisée tant qu'il n'a pas été évacué en totalité.
Le système 4 de projection comprend par ailleurs :

une lance 40 de projection équipée d'un canon 41, d'une buse 42 à venturi (ci-après plus simplement appelée venturi) débouchant dans le canon 41 et d'au moins une tubulure 43A primaire d'admission débouchant dans le canon 41 au droit du venturi 42 ;
une source 44 d'air comprimé reliée au venturi 42 ;
au moins un conduit 45A primaire d'amenée reliant l'orifice 8A primaire de sortie de la cuve 6 à la tubulure 43A primaire d'admission de la lance 40.

Le (ou chaque) conduit 45A d'amenée se présente avantageusement sous forme d'un tube flexible, éventuellement renforcé d'un fil en spirale, et ayant de préférence une paroi interne lisse et un diamètre externe égal (au jeu près) au diamètre interne du tube 32 formant l'orifice 8A primaire (respectivement de la tubulure 38 prolongeant l'orifice 8B secondaire) - soit environ 50 mm dans l'exemple illustré. Avantageusement, le fil de renfort est métallique, de sorte à conduire l'électricité. La mise à la masse de ce fil élimine alors les phénomènes d'électricité statique générée par les frottements du flux de matière contre la paroi interne du conduit 45A d'amenée.
La source 44 d'air comprimé est un compresseur. Ce compresseur 44 est par exemple monté sur une carriole 46 munie d'un train de roues 47 et d'une attache 48 de type caravane, de sorte que le compresseur 44 peut être remorqué pour être transporté sur le chantier par un véhicule équipé d'un attelage adapté.
Le compresseur 44 est relié au venturi 42 au moyen d'un flexible 49 en caoutchouc ou dans tout autre élastomère résistant à la pression. La lance 40 est équipée d'un raccord 50 sur lequel le flexible 49 est branché de manière étanche. La lance 40 est avantageusement équipée, en outre, d'une vanne 51 interposée entre le raccord 50 et le venturi 42. Cette vanne 51 est par exemple du type quart de tour et comprend un boisseau 52 sphérique solidaire en rotation d'une poignée 53 dont la manoeuvre place le boisseau 52 dans une position d'ouverture (illustrée sur les figures 10 et 13) dans laquelle le boisseau 52 laisse passer l'air en provenance du compresseur 44, ou une position de fermeture (non représentée) dans laquelle le boisseau 52 obture le passage de l'air.
La lance 40 présente un conduit 54 reliant le raccord 50 au canon 41 ; le venturi 42 se présente sous forme d'un étranglement réalisé dans ce conduit 54 du côté du canon 41. Plus précisément, le venturi 42 comprend une section 55 rétrécie (c'est-à-dire de moindre diamètre que celui du conduit 54 en aval du boisseau 52), suivie d'une section 56 évasée par laquelle le venturi 42 débouche dans le canon 41, qui présente un diamètre très supérieur à celui du conduit 54, et en particulier de celui de la section 55 rétrécie. Selon un mode de réalisation préféré, le conduit 54 présente un diamètre D1 moyen compris entre 12 mm et 20 mm, et par ex. de l'ordre de 14 mm, la section 55 rétrécie un diamètre D2 compris entre 5mm et 15mm, et par ex. de l'ordre de 10mm, la section 56 évasée (prise au plus large) un diamètre D3 de sortie de l'ordre de 20mm, et le canon 41 un diamètre D4 interne de 50mm. Cette configuration permet, avec une pression de travail fournie par le compresseur de l'ordre de 7 à 8 bars (pour un débit compris entre 3 000 l/min et 5 000 l/min), d'obtenir dans le canon 41, au droit du venturi 42, une dépression supérieure à 0,5 bar (c'est-à-dire une pression inférieure à 0,5 bar), et notamment comprise entre 0,5 bar et 0,99 bar (soit une pression comprise entre 0,01 et 0,5 bar). La dépression est de préférence supérieure à 0,7 bar (c'est-à-dire que la pression est inférieure à 0,3 bar).
Cette dépression se transmet, via la tubulure 43A primaire d'admission et le conduit 45A primaire d'amenée, à l'orifice 8A primaire de sortie par lequel le béton 3 en circulation est alors aspiré.
Lorsque, comme dans l'exemple illustré et suivant l'invention, la cuve 6 comprend deux orifices 8A, 8B de sortie, à savoir un orifice 8A primaire et un orifice 8B secondaire, la lance 40 de projection est dans ce cas équipée d'une tubulure 43B secondaire d'admission débouchant dans le canon 41, et le système 3 comprend un conduit 45B secondaire d'amenée reliant l'orifice 8B secondaire de sortie à la tubulure 43B secondaire d'admission. Dans ce cas, la dépression dans le canon 41 se transmet, via la tubulure 43B secondaire d'admission et le conduit 45B secondaire d'amenée, à l'orifice 8B secondaire de sortie par lequel le béton 3 en circulation est alors aspiré.
Selon un mode préféré de réalisation illustré sur les figures 5 et 6, le ou chaque conduit 45A, 45B d'amenée est pourvu d'une (ou plusieurs) échancrure(s) 57 qui dépasse(nt) du tube 32 (respectivement de la tubulure 37) et s'étend(ent) jusqu'à l'orifice 8A (respectivement 8B) de sortie. Cette (ces) échancrure(s) 57 a (ont) pour fonction d'éviter l'obstruction de l'orifice 8A (respectivement 8B) de sortie en y favorisant la circulation d'air sous l'effet de la dépression générée par le venturi 42, et donc de faciliter l'aspiration du béton circulant dans la cuve 6. Dans l'exemple illustré sur la figure 7, chaque conduit 45A, 45B d'amenée est pourvu de trois échancrures 57 réparties à 120°. Dans l'exemple illustré sur les figures, et notamment sur les figures 5, 6 et 7, chaque échancrure 57 est traversante dans la paroi du conduit 45A, 45B, et le conduit 45A, 45B est emmanché sur un tube 58 qui s'étend de l'orifice 8A, 8B respectif jusqu'au-delà de l'échancrure 57. En variante, chaque échancrure 57 est creusée dans l'épaisseur du conduit 45A, 45B sans toutefois le percer.
Selon un premier mode de réalisation illustré sur les figures 8, 9 et 10 ne faisant pas partie de l'invention, la lance 40 comprend une tubulure 43A primaire d'admission et une tubulure 43B secondaire d'admission superposées, qui débouchent toutes deux dans le canon 41 via un collecteur 59 de préférence incliné d'un angle A d'environ 45° par rapport au canon 41. Le canon 41 présente une section 60 principale de diamètre D4 constant (c'est-à-dire d'environ 50 mm dans l'exemple illustré), et de préférence une section 61 d'extrémité de plus grand diamètre (ce diamètre, noté D5, est avantageusement compris entre 60 et 90 mm, et par ex. d'environ 70 mm) destinée à diminuer la vitesse d'écoulement du béton 3 pour minimiser les rebonds contre la surface à revêtir, tout en formant un jet évasé qui permet d'augmenter la surface couverte par la projection.
D'après l'invention et suivant un deuxième mode de réalisation illustré sur les figures 11 à 13, la lance 40 comprend une tubulure 43A primaire d'admission et une tubulure 43B secondaire d'admission symétriques par rapport au canon 41, dans lequel elles débouchent toutes deux directement au niveau du venturi 42, de préférence avec un angle B (d'environ 45° dans l'exemple illustré).
En aval de la jonction des tubulures 43A, 43B d'admission avec le canon 41, celui-ci comprend une section 62 de moindre diamètre (ce diamètre, noté D6, est avantageusement compris entre 3 et 45 mm, et par ex. d'environ 40 mm). Cette section 62 de moindre diamètre inclut une portion 63 droite, dont la longueur est comprise entre 150 mm et 300 mm (et par ex. d'environ 200 mm), et une portion 64 coudée qui prolonge la portion 63 droite et forme avec celle-ci un angle C avantageusement compris entre 30° et 50°, et par ex. d'environ 45°. La portion 63 droite peut être réalisée par emmanchement d'un tube de faible diamètre (entre 30 et 50 mm, et par ex. d'environ 40 mm) dans un tube externe d'extrémité de plus fort diamètre (par ex. de 50 mm environ) avec interposition d'un produit 65 de remplissage étanche à l'air, tel qu'une mousse polymère à cellules fermées. Comme on le voit sur la figure 12, la section 62 de moindre diamètre débouche dans une section 66 de grand diamètre (ce diamètre, noté D7, est avantageusement supérieur à 90 mm, et par ex. d'environ 120 mm) destinée à diminuer la vitesse d'écoulement du béton 3 pour minimiser les rebonds sur la surface à revêtir, tout en formant un jet évasé qui permet d'augmenter la surface couverte par la projection.
En outre, dans l'exemple illustré sur la figure 12, la section 66 de grand diamètre chevauche partiellement la section 62 de moindre diamètre, et présente une portion 67 externe coudée qui se raccorde à celle-ci en amont de son embouchure, de sorte à créer autour de la portion 64 coudée une chambre 68 de décompression destinée à engendrer des turbulences dans le flux de béton afin de freiner celui-ci, favorisant sa projection en petites mottes plutôt qu'en grosses mottes, et sa répartition homogène sur la surface à revêtir.
Une section 61 d'extrémité de grand diamètre peut être ajoutée au canon 41, cette section 61 d'extrémité permettant, par pertes de charge, de ralentir le flux de béton, diminuant ainsi le risque de rebond de la matière sur la surface à revêtir.
Pour revêtir le support (tel qu'un mur 2) au moyen du béton 3 léger d'isolation dont la composition est décrite ci-dessus, on procède de la manière suivante.
Une première phase consiste à préparer le béton 3 en mélangeant en proportions prédéterminées (voir ci-dessus) le granulat fibreux naturel (la chènevotte), le liant (ici le ciment prompt) et l'eau, éventuellement additionnés du retardateur de prise (tel que de l'acide citrique) et de l'adjuvant rétenteur d'eau (la méthylcellulose). Ce mélange peut être réalisé à la main mais il est avantageusement réalisé au moyen du malaxeur 24.
Après obtention d'un béton 3 homogène, une deuxième phase consiste à déverser le béton 3 humide ainsi préparé (visible en grisé sur la figure 2) dans le conteneur 5, et plus précisément dans la cuve 6 dont on a mis en route la (ou les) vis 7, 38 sans fin. Pour déverser le béton 3 humide du malaxeur 24 dans la cuve 6, on ouvre la trappe. Le béton 3 se déverse dans la cuve 6 par la trémie 31.
Une troisième phase consiste à faire circuler en continu le béton 3 humide dans la cuve 6 jusqu'au droit des orifices 8A, 8B de sortie. Cette circulation est réalisée au moyen de la vis 7 (ou des vis 7, 38), entraînée(s) conjointement (et en sens contraires) en rotation par le moteur 18. Le(s) dispositif(s) 34 brise-mottes désagrège(nt) les éventuels agglomérats qui se forment au voisinage de la paroi 11 d'extrémité aval (respectivement de la paroi 10 d'extrémité amont).
Une quatrième phase consiste à aspirer le béton 3 humide le long des conduits 45A, 45B d'amenée reliant les orifices 8A, 8B de sortie de la cuve 6 à la lance 40 de projection, au moyen du venturi 42 alimenté en air comprimé par le compresseur 44, et à projeter sur le support 2, au moyen de la lance 40, le béton 3 humide ainsi aspiré.
Les échancrures 57 formées dans le conduit 45A (ou les conduits 45A, 45B) d'amenée facilitent la circulation de l'air (comme illustré par les flèches sur les médaillons de détail de la figure 6) et évitent l'obstruction de l'orifice 8A (ou des orifices 8A, 8B) de sortie par le béton 3. Le béton 3 est aspiré dans le conduit 45A (ou les conduits 45A, 45B) d'amenée par des mottes de petite taille (de quelques millimètres cubes à quelques centimètres cubes) qui n'obstruent ainsi ni le conduit 45A (ou les conduits 45A, 45B) ni la lance 40 et sont projetées sur la surface à enduire à une vitesse qui, comme suggéré ci-dessus, peut être réglée par variation du diamètre du canon 41. L'architecture du système 1 de projection permet d'obtenir un débit de projection supérieur à 2 m³/h, et pouvant même atteindre 3 m³/h. Pour revêtir un mur 2 ayant une longueur de 10m et une hauteur de 3,3 m d'une couche de béton 3 léger d'isolation d'une épaisseur de 15 cm (soit un volume approximatif de 5 m³), entre deux et trois heures de projection (par un ouvrier 69 seul équipé d'une unique lance 40) sont suffisantes. Si l'ouvrier 69 est seul sur le chantier, il lui faut compter en plus le temps de préparation du béton 3 (par ex. par tranches successives de 100 l), à moins que le béton 3 soit préparé en continu, par ex. par un deuxième ouvrier dédié à cette tâche, auquel cas le temps de préparation du béton 3 est masqué.
Il peut être préférable, pour l'isolation des murs 2, de préparer des guides 70 (typiquement sous forme de planches) destinés à garantir la planéité de la surface du béton projeté et la constance de son épaisseur. Après avoir comblé l'espace entre deux guides 70, l'ouvrier 69 peut aplanir le béton 3 projeté au moyen d'une règle de maçon. S'il est encore assez humide, le béton raclé peut être recyclé en étant réintroduit dans le conteneur 5.
Le système 4 et le procédé qui viennent d'être décrits procurent plusieurs avantages.
D'abord, le fait de pouvoir projeter le béton 3 en voie humide (le béton étant préparé et humidifié avant d'être aspiré) permet d'optimiser la quantité d'eau consommée, le dosage en eau du béton 3 étant inférieur à celui d'un béton destiné à être mis en oeuvre à la main.
Ensuite, le béton 3 étant projeté en voie humide, il ne génère à sa projection aucune poussière, contrairement aux bétons projetés en voie sèche. Quelques poussières peuvent être émises à l'introduction du granulat et du ciment dans le malaxeur 24, qui peuvent être contenues au moyen d'un couvercle ou d'un tissu venant recouvrir la cuve 26.
En outre, comme la vitesse de projection peut être ajustée, et comme le béton 3 est projeté en voie humide après avoir été correctement malaxé (c'est-à-dire qu'il ne persiste pas de granulat non imprégné de liant et d'eau), son adhérence au support est bonne ; il en résulte une minimisation des rebonds - et donc des pertes.
Enfin, l'efficacité de l'aspiration générée par le venturi 42, le dimensionnement du conduit 45A (des conduits 45A, 45B) d'amenée, la structure du conteneur 5 et de la lance 10 de projection, permettent ensemble d'obtenir de bons débits de projection et donc d'améliorer les rendements effectifs de production. On observera que la présence du chanvre dans le canon 41 rétrécit la section de passage et augmente en conséquence la dépression au niveau du venturi 42, ce qui en accroît la force d'aspiration.
On notera que le système 4 peut être utilisé pour projeter du béton en voie sèche, le venturi 42 pouvant aspirer du granulat seul qui peut être additionné de liant et mouillé à la sortie de la lance 10.

Claims

Système (4) de projection de béton (3) léger d'isolation, qui comprend :
- Un conteneur (5) équipé d'une cuve (6) et d'au moins une vis (7) sans fin aller montée en rotation dans la cuve (6), la cuve (6) étant munie d'au moins un orifice (8A) primaire de sortie au droit de la vis (7) sans fin aller et d'un orifice (8B) secondaire de sortie au droit de la vis (7) sans fin aller ;

- Un compresseur (44) ;

- Un flexible (49) en caoutchouc ou dans tout autre élastomère résistant à la pression ;

- Une lance (40) de projection équipée
o D'un canon (41),

o D'un raccord (50) sur lequel le flexible (49) est branché de manière étanche ;

o D'un conduit (54) reliant le raccord (50) au canon (41) ;

o D'une buse à venturi (42) à laquelle le compresseur (44) est relié au moyen du flexible (49), cette buse à venturi (42) se présentant sous forme d'un étranglement réalisé dans le conduit (54) du côté du canon (41) et comprenant une section (55) rétrécie suivie d'une section (56) évasée par laquelle la buse à venturi (42) débouche dans le canon (41), qui présente un diamètre très supérieur à celui du conduit (54) ;

o D'une tubulure (43A) primaire d'admission et d'une tubulure (43B) secondaire d'admission symétriques par rapport au canon (41) et débouchant dans celui-ci au droit du venturi (42) ;

- Un conduit (45A) primaire d'amenée reliant l'orifice (8A) primaire de sortie de la cuve (6) à la tubulure (43A) primaire d'admission de la lance (40) ;

- Un conduit (45B) secondaire d'admission reliant l'orifice (8B) secondaire de sortie de la cuve à la tubulure (43B) secondaire d'admission de la lance (40) ;

- Et dans lequel, en aval de la jonction entre les tubulures (43A, 43B) d'admission et le canon (41), celui-ci comprend une section (62) de moindre diamètre qui s'ouvre dans une section (66) de grand diamètre ladite section (62) de moindre diamètre comprenant une portion (63) droite, et une portion (64) coudée qui prolonge la portion (63) droite et forme avec celle-ci un angle (C),
ladite section (66) de grand diamètre chevauchant partiellement la section (62) de moindre diamètre, et présentant une portion (67) externe coudée se raccordant à ladite section (62) de moindre diamètre en amont de son embouchure, de sorte à créer autour de la portion (64) coudée une chambre (68) de décompression destinée à engendrer des turbulences dans le flux de béton afin de freiner celui-ci.
Système (4) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conteneur (5) comprend une vis (38) sans fin retour montée en parallèle de la vis (7) sans fin aller et entraînée en rotation en sens inverse de celle-ci.
Procédé de revêtement d'un support (2) au moyen d'un béton (3) léger d'isolation, qui comprend les opérations consistant à :
- Préparer le béton (3) en mélangeant de la chènevotte, un liant, de l'eau et de la méthylcellulose dans les proportions massiques suivantes :
- Chènevotte : 21%-34%

- Liant : 21%-40%

- Eau : 35%-44%

- Méthylcellulose : 2% de la chènevotte ;

- Déverser le béton (3) ainsi préparé dans la cuve (6) du système selon la revendication 1 ou la revendication 2 ;

- Entraîner en rotation la vis (7) sans fin aller pour faire circuler en continu le béton (3) humide dans la cuve (6) jusqu'au droit du premier orifice (8A) de sortie et du second orifice (8B) de sortie ;

- Alimenter la buse venturi (42) avec de l'air sous pression en provenance de la source (44) d'air comprimé ;

- Aspirer le béton (3) humide le long du premier conduit (45A) d'amenée et du second conduit (45B) d'amenée ;

- Projeter sur le support (2) au moyen de la lance (40) le béton (3) humide ainsi aspiré.