FR2921394A1

FR2921394A1 - Composant de construction renforce

Info

Publication number: FR2921394A1
Application number: FR0706597A
Authority: FR
Inventors: Patrice Hamelin; Alain Cavet
Original assignee: SPIRALTEX IND SARL
Current assignee: Tecalemit Aerospace Composites SAS
Priority date: 2007-09-20
Filing date: 2007-09-20
Publication date: 2009-03-27
Anticipated expiration: 2027-09-20
Also published as: FR2921394B1

Abstract

Composant (1) de construction comprenant un ensemble d'éléments (2) profilés et des moyens d'assemblage (16, 17) des éléments (2) entre eux, caractérisé en ce que les moyens d'assemblage (16, 17) comprennent des armatures filaires longitudinales (16) et périphériques (17), les armatures filaires longitudinales (16) comprenant au moins un fil ou un câble logé entre deux éléments (2) profilés ou dans un élément (2) profilé et les armatures filaires périphériques (17) comprenant au moins un fil ou un câble entourant l'ensembles des éléments (2) profilés.

Description

L'invention concerne un composant de construction destiné à être utilisé, en particulier, dans les ouvrages du domaine du génie civil, du génie mécanique ou autres. Ces composants de construction, rencontrés dans différents domaines, sont utilisés de manière à constituer des structures mécaniques de maintien. Plus précisément, les principales applications visées par de tels composants de construction sont de permettre la réalisation de tirants, d'arcs ou encore de poutres multicouches, destinés, par exemple, à maintenir une structure contre un effort de poussée.

Un composant de construction comprend de façon classique un ensemble d'éléments profilés empilés et des moyens d'assemblage des éléments entre eux. Un tel composant présente des dimensions qui varient de quelques micromètres à plusieurs mètres. Les éléments empilés comprennent en particulier des lamelles qui sont assemblées par des moyens de fixation, tels qu'une colle par exemple, afin de rendre l'ensemble des éléments empilés solidaire. Lorsqu'un tel composant est utilisé dans une structure de maintien, les éléments empilés et en particulier la colle, disposée entre chaque élément, sont soumis à des contraintes constantes. Plus précisément, lorsque la colle est soumise à de telles contraintes pendant une durée suffisante qui dépend de sa composition, elle subit une déformation progressive et irréversible. Ce phénomène physique, appelé fluage, rend ces structures altérables au cours du temps. Par conséquent, l'utilisation de tels composants de construction, et en particulier de la colle, présente l'inconvénient majeur selon lequel lorsque ces structures s'altèrent au cours du temps, elles se dégradent et ne remplissent plus leur rôle de maintien. L'invention vise à résoudre en tout ou partie ces inconvénients en proposant un composant de construction permettant de réaliser une structure mécanique fiable au cours du temps.

A cet effet, l'invention consiste pour cela en un composant de construction comprenant un ensemble d'éléments profilés et des moyens d'assemblage des éléments entre eux, caractérisé en ce que les moyens d'assemblage comprennent des armatures filaires longitudinales et périphériques, les armatures filaires longitudinales comprenant au moins un fil ou un câble logé entre deux éléments profilés ou dans un élément profilé et les armatures filaires périphériques comprenant au moins un fil ou un câble entourant l'ensembles des éléments profilés. Grâce aux dispositions selon l'invention, il est possible de réaliser un composant de construction constitué de l'assemblage de différents éléments présentant un renforcement continu de manière longitudinale et périphérique. De tels composants de construction destinés à la réalisation de fondations présentent l'avantage considérable d'offrir une résistance importante assurant au composant de construction un comportement régulier et sûr au cours du temps. En outre, ces éléments peuvent être utilisés avec différents matériaux dont la nature dépend des besoins de l'utilisateur. Avantageusement, les armatures filaires périphériques comprennent un tressage des armatures filaires qui s'étend sur au moins une partie de la surface périphérique de l'ensemble formé par les éléments profilés. Cette disposition permet d'assembler par entrelacement les armatures filaires afin de renforcer la résistance du composant sur toute sa périphérie. Préférentiellement, les armatures filaires longitudinales et périphériques sont réunies aux deux extrémités longitudinales de l'ensemble d'éléments profilés iet forment un câble tressé.

Cette caractéristique présente l'avantage considérable de permettre la fixation d'un tel composant sur un support au moyen du câble tressé sans nécessiter l'ajout d'une structure supplémentaire Selon une caractéristique de l'invention, les armatures filaires comprennent un matériau comportant du carbone.

Avantageusement, les armatures filaires comprennent un matériau comportant du verre. Préférentiellement, les armatures filaires comprennent un matériau comportant au moins un polymère métallique. Selon une caractéristique de l'invention, le composant de 30 construction comprend des moyens de fixation conçus pour fixer les armatures filaires aux éléments profilés. Avantageusement, les moyens de fixation comprennent une colle structurelle élastique ou non élastique. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée 35 qui est exposée ci-dessous en regard du dessin annexé dans lequel : Les figures 1 à 3 sont respectivement des vues en coupe d'un élément d'un composant de construction de différentes géométries ; La figure 4 est une vue transversale des armatures filaires longitudinales d'un élément de construction ; La figure 5 est une vue transversale des armatures filaires périphériques d'un composant de construction ; La figure 6 est une vue en coupe transversale des éléments empilés et des deux types d'armatures filaires ; La figure 7 est une représentation schématique d'un composant 10 permettant de réaliser une poutre multicouche en forme d'arc ; La figure 8 est une représentation schématique d'un composant obtenu au moyen d'un équipement ; La figure 9 est une vue en coupe transversale d'un câble tressé ; La figure 10 est une vue en perspective d'un équipement 15 permettant la réalisation d'un composant de construction selon l'invention. Dans la description détaillée qui va suivre des figures définies ci-dessus, les mêmes éléments ou les éléments remplissant des fonctions identiques pourront conserver les mêmes références de manière à simplifier la compréhension de l'invention. 20 Comme représenté sur la figure 1, le composant 1 de construction comporte un ensemble d'éléments 2 profilés empilés. La coupe transversale du composant 1 présente des éléments 2 qui ont sensiblement la forme de plaques rectangulaires. Selon une autre variante comme représentée sur la figure 2 25 l'élément 2 est sous une autre forme géométrique. Un tel élément 2 présente une première paroi 3 et une seconde paroi 4, de longueur identique et dont la section a sensiblement la forme d'un L. Deux éléments 2 sont empilés l'un au dessus de l'autre de manière à ce que les sections droites de leurs parois forment sensiblement un carré. Plus précisément, leur disposition particulière 30 permet de présenter un logement 5 au centre du carré. Selon une autre variante, l'élément 2 se présente sous la forme d'une coque. La section droite d'une telle coque a sensiblement la forme d'un demi-cercle, comme illustré à la figure 3. Les deux coques sont empilées de manière à ce que la section droite du composant 1 de construction formée à 35 l'aide de deux coques présente sensiblement la forme d'un cercle. Plus précisément, leur disposition particulière permet de présenter un logement 5 au centre du cercle. Tel que représenté à la figure 4, le composant 1 de construction selon l'invention comprend un ensemble d'éléments 2 profilés empilés, comportant un premier, un second et un troisième éléments, respectivement 6, 7, 8. Le premier élément 6 profilé, de forme allongée, présente une face externe 10 et une face interne 11. La face interne 11 comprend un ensemble d'évidements 12 transversales qui s'étendent sur toute la longueur de l'élément 2. Ces évidements 12 se présentent sous la forme de rainures. La face externe 10 est de préférence lisse. Le troisième élément 8 est de la même forme que le premier élément 6. Le deuxième élément 7 présente une face inférieure 13 et une face supérieure 14 sensiblement identique. Chacune des deux faces 13, 14 présentent un ensemble d'évidements 12 transversaux de la forme d'une rainure qui s'étendent sur toute la longueur de l'élément 2. Ces évidements 12 sont disposés de manière à être situés en vis-à-vis des évidements 12 situés sur les premier et deuxième éléments 6, 8 lorsque les trois éléments 6, 7, 8 sont empilés. La mise en regard de deux évidements 12 permet de créer un logement 5. Un tel logement 5 est destiné à recevoir une armature filaire longitudinale 16 qui s'étend sur toute la longueur du composant 1 de construction. Une armature filaire longitudinale 16 comprend un fil ou un câble. II doit être bien compris que le choix du matériau d'une telle armature se rapportera préférentiellement sur du carbone ou du verre ou un polymère métallique qui présente un poids et un coût avantageux par rapport à d'autres matériaux et qui en outre est flexible et résistant d'un point de vue mécanique. Une telle armature filaire longitudinale 16 permet de renforcer de façon considérable la résistance mécanique globale du composant 1 de construction. Bien que non représenté, il existe une large gamme de géométrie des évidements et des éléments qui est fonction des différents cas d'application. La géométrie est choisie de manière à éviter un poinçonnement ou une déchirure locale de l'élément 2. Selon une variante de l'invention, les armatures filaires longitudinales 16 sont fixées aux éléments 2 profilés à l'aide de moyens de fixation. Les moyens de fixation, non représentés sur le dessin, comprennent par exemple une colle structurelle élastique ou non élastique, telle que viscoélastique. Comme illustré à la figure 5, le composant de construction comprend des armatures filaires périphériques 17. Ces armatures filaires périphériques 17 comprennent un tressage disposé autour du composant 1 de construction et sur toute sa longueur. Une vue en coupe transversale des éléments 2 empilés et des deux types d'armatures filaires 16, 17 est illustrée à la figure 6. Trois éléments 2 sont empilés les uns au-dessus des autres. Un ensemble d'armatures filaires 16 sont disposés entre chaque élément. Un ensemble d'armatures filaires périphériques 17 sont disposés sur la périphérie du groupe constitué par les trois éléments 2 et les armatures filaires longitudinales 16. Il est à noter que les armatures filaires longitudinales 16 présentent un diamètre plus important que les armatures filaires périphériques 17.

Ces armatures filaires longitudinales 16 et périphériques 17, qui sont visibles sur la figure 6, sont destinées à réaliser en continu un renforcement longitudinal et transversal des éléments 2 empilés. Les armatures filaires longitudinales 16 destinées au renforcement longitudinal permettent une tenue à la flexion et à la traction considérable tandis que les armatures filaires 17 disposées à la périphérie permettent d'assurer une tenue au cisaillement améliorée et une rigidité de torsion nécessaire. Comme représenté à la figure 7, les armatures filaires longitudinales et périphériques 16, 17 sont réunies aux deux extrémités 18 longitudinales du composant 1. Plus précisément, elles sont réunies sous la forme d'un câble tressé 19. Le câble tressé 19 dans certains cas particulier de structure constitue un prolongement permettant la mise en tension du composant 1 de construction, ainsi que représenté à la figure 8. Une vue en coupe transversale d'un tel câble tressé est illustrée à la figure 9. L'ensemble de la section droite de chaque armature filaire longitudinale forme une surface qui a sensiblement la forme d'un disque. À la périphérie de ce disque, est disposé à intervalle régulier et les uns à côtés des autres les armatures filaires périphériques. Il est à noter que les armatures filaires longitudinales 16 présentent un diamètre plus important que les armatures filaires périphériques 17.

Cette disposition présente l'avantage considérable de permettre la fixation d'un tel composant 1 sans avoir besoin de rajouter de quelconques éléments de support. Cette disposition permet en outre la mise en tension d'un tel composant destiné à réaliser des tirants ou des arcs. Dans une telle configuration, le composant 1 de construction se présente sous la forme d'un arc dont les extrémités sont repliées. Selon une autre variante de l'invention non représenté sur le dessin, le câble tressée peut présenter des ramifications permettant de fournir par conséquent au moins deux câbles tressés. Une telle caractéristique peut être utile, par exemple, pour fixer une bâche de grande dimension. Pour réaliser un tel composant 1 de construction, un équipement 21 est utilisé, comme représenté sur la figure 10. Cet équipement 21 comprend à une de ses extrémités un poste de positionnement 22. Le poste de positionnement 22 comprend un support 23. La 15 section droite ce support 23 a sensiblement la forme d'un T. Ce poste 22 comprend neuf niveaux 24. Chaque niveau 24 comporte quatre rouleaux 25 autour desquels sont enroulés des fils. Pour chaque niveau 24, deux rouleaux 25 sont positionnés l'un à côté de l'autre. Une telle paire de rouleaux 25 est positionnée de part et d'autre du tronc 26 du 20 T. Les rouleaux 25 de chaque niveau 24 sont positionnés de manière à ce que les rouleaux 25 soient disposés les uns auûdessus des autres. Chaque rouleau 25 est mobile en rotation sur lui-même suivant un axe. A proximité de chaque niveau sont disposés sur la tête 27 du T des organes 28 permettant de fournir une armature filaire longitudinales 16. 25 L'équipement 21 comprend un poste de défilement 30 située au voisinage du poste de positionnement 22. L'équipement 21 comprend en outre un poste de tressage 32 située au voisinage du poste de défilement 30. Ce poste de tressage 32 comprend une tête de tressage 33 comportant un ensemble de bobines 34 30 capables de fournir des armatures filaires périphériques 17 suivant les besoins de l'utilisateur. Les bobines 34 sont disposées les unes à proximité des autres de manière à former un cercle sur la périphérie de la tête de tressage 33. Au centre du cercle formé est aménagée une ouverture 36 de forme sensiblement circulaire. La tête de tressage 33 est mobile en rotation autour de cette 35 ouverture 36.

L'équipement 21 comprend également un poste de tirage 37 située au voisinage du poste de tressage 32. Ce poste de tirage 37 comprend une chenille de tirage 38. La chenille de tirage 38 comporte une ouverture réglable 39.

Un composant 1 de construction est obtenu grâce aux spécificités d'un tel équipement 21. Au préalable, un utilisateur sélectionne le nombre d'éléments 2 qu'il souhaite. Après avoir sélectionné quatre éléments 2 de forme rectangulaire; chaque élément 2 est disposé sur un niveau 24. Les organes 28 permettant de fournir des armatures filaires longitudinales 16 qui se trouvent entre chaque élément 2 sont actionnés. L'utilisateur a la possibilité de choisir un matériau à sa convenance pour l'armature filaire. Ainsi, lorsque les éléments 2 sont positionnés dans le poste de positionnement 22, ils subissent un mouvement de translation car les rouleaux 25 sont mobiles en rotation. Au cours de leur translation, grâce aux dispositions de l'équipement, deux armatures filaires longitudinales 16 sont disposées entre chaque couple d'éléments 2 adjacents. Ces armatures 16 sont destinées à renforcer le composant 1 de construction dans sa direction longitudinale. Lorsque les éléments 2 comprenant les armatures filaires 16 arrivent dans le poste de défilement 30, ils sont disposés les uns au dessus des autres. Un tel ensemble pénètre alors dans le poste de tressage 32 par l'intermédiaire de l'ouverture 36. Dans ce poste 32, cet ensemble va subir un tressage à l'aide des armatures filaires périphériques 17 sur toute sa périphérie.

Enfin, la chenille de tressage 38 va permettre de former un câble tressé au niveau des extrémités des éléments empilés comportant les armatures filaires périphériques et longitudinales. La réalisation d'un tel composant 1 présente en outre l'avantage considérable de pouvoir utiliser et empiler des éléments 2 réalisés à partir de 30 matériaux différents. Cependant, il doit être bien compris que le choix du matériau d'un tel élément 2 se rapportera préférentiellement sur du bois ou un composite fibres-ciment ou encore un composite fibre-polymères qui présentent un poids et un coût avantageux par rapport à d'autres matériaux et qui en outre sont des 35 matériaux flexibles et résistants d'un point de vue mécanique.

Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des exemples particuliers de réalisation, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. En particulier, l'invention n'est pas limitée par des matériaux, des géométries ou des dimensions.

Claims

REVENDICATIONS

1. Composant (1) de construction comprenant un ensemble d'éléments (2) profilés et des moyens d'assemblage (16, 17) des éléments (2) entre eux, caractérisé en ce que les moyens d'assemblage (16, 17) comprennent des armatures filaires longitudinales (16) et périphériques (17), les armatures filaires longitudinales (16) comprenant au moins un fil ou un câble logé entre deux éléments (2) profilés ou dans un élément (2) profilé et les armatures filaires périphériques (17) comprenant au moins un fil ou un câble entourant l'ensembles des éléments (2) profilés.

2. Composant (1) de construction selon la revendication 1, dans lequel les armatures filaires périphériques (17) comprennent un tressage des armatures filaires (17) qui s'étend sur au moins une partie de la surface périphérique de l'ensemble formé par les éléments (2) profilés.

3. Composant (1) de construction selon l'une des revendications 1 à 2, dans lequel les armatures filaires longitudinales (16) et périphériques (17) sont réunies aux deux extrémités longitudinales de l'ensemble d'éléments (2) profilés et forment un câble tressé (19).

4. Composant (1) de construction selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel les armatures filaires (16, 17) comprennent un matériau comportant du carbone.

5. Composant (1) de construction selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel les armatures filaires (16, 17) comprennent un matériau comportant du verre.

6. Composant (1) de construction selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel les armatures filaires (16, 17) comprennent un matériau comportant au moins un polymère métallique.

7. Composant (1) de construction selon l'une des revendications 1 à 6, comprenant des moyens de fixation conçus pour fixer les armatures filaires aux éléments (2) profilés.

8. Composant (1) de construction selon la revendication 7, dans lequel les moyens de fixation comprennent une colle structurelle élastique ou non élastique.