FR3047258A1 - Fabrication de pre-murs courbes par fabrication additive (impression 3d) a triple extrusion - Google Patents

Fabrication de pre-murs courbes par fabrication additive (impression 3d) a triple extrusion Download PDF

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Abstract

Procédé pour réaliser des pré-murs courbes sur mesure par fabrication additive à triple extrusion d'une part d'un support soluble : l'argile (6), d'autre part de barres en acier galvanisé et enfin d'un matériau mortier-ciment fibré (5). L'invention concerne un procédé permettant de réaliser des bâtiments singuliers au moyen de pré-murs courbes réalisés par fabrication additive à grande échelle. Un pré-mur est constitué de deux voiles en béton qui sont armés par des armatures longitudinales (7) et transversales. Ces deux voiles sont reliés entre eux par un treillis raidisseur (2). La fabrication additive par triple extrusion permet dans un premier temps la dépose simultanée, couche par couche, du matériau mortier-ciment fibré, de l'argile, des armatures longitudinales et du treillis raidisseur. Dans un deuxième temps l'argile qui est un support d'impression soluble à l'eau, est dissout. Ce matériau permet la réalisation d'ouvertures, de porte à faux et le maintien provisoire du treillis. Dans un troisième temps les armatures transversales sont quant à elles disposées en lieu et place des opercules (9) en argile solubilisés.

Description

La présente invention concerne un procédé pour réaliser des pré-murs courbes, par fabrication additive à triple extrusion, pour la construction de bâtiments à grande échelle.
Un pré-mur est un élément de préfabrication pour le domaine de la construction, il est constitué de deux voiles en béton, munis d'armatures longitudinales et transversales. Ces deux voiles en béton armé sont espacés de plusieurs centimètres de vide et reliés entre eux par un treillis raidisseur.
La fabrication classique de pré-murs est longue, coûteuse et ne permet pas d'obtenir un pré-mur courbe réalisé sur-mesure.
La réalisation par fabrication additive permet de réduire le coût et le temps des procédés traditionnels. De plus, elle offre une liberté supplémentaire quant à la forme des prémurs tout en les allégeant.
Le procédé selon l'invention permet de répondre aux différentes problématiques exposées tout en respectant des enjeux normatifs et écologiques.
Les pré-murs ainsi conçus peuvent s'adapter à n'importe quelle singularité architecturale tout en offrant un produit personnalisé et unique.
Le procédé est basé sur la fabrication additive à triple extrusion d'une part d'un matériau soluble : l'argile, d'autre part d'un matériau mortier-ciment fibré et enfin de barres en acier galvanisé.
La modélisation des pré-murs courbes est réalisée par conception assistée par ordinateur puis enregistrée au format STL pour permettre la fabrication additive des prémurs . L'imprimante 3D ou le robot capable de réaliser ces modèles par fabrication additive est composé de trois extrudeuses dont deux extrudeuses à pâte pour les matériaux : mortier-ciment fibré et argile ainsi que d'une extrudeuse à barres pour le matériau : acier galvanisé. L'extrusion de l'argile et du mortier-ciment fibré se fait entre autres par l'intermédiaire d'air comprimé. L'extrusion d'acier galvanisé, quant à elle, se fait au moyen d'un moteur pas à pas et de roues crantées permettant d'extruder des barres de diamètre variable, filetées ou non, en acier galvanisé.
Autrement dit, le diamètre de la tête d'extrusion de l'acier galvanisé a la particularité de s'adapter au diamètre souhaité suivant s'il s'agit d'extruder soit les barres du treillis raidisseur soit les barres des armatures longitudinales.
Un matériau support pour la fabrication additive est un matériau soluble qui une fois solubilisé permet d'obtenir des ouvertures et des trémies par exemple. L'argile est dans ce procédé le matériau support à la fabrication additive des pré-murs courbes. C'est un matériau entièrement soluble à l'eau.
Les dispositions constructives en termes d'armatures doivent respecter une distance minimale d'enrobage. Et les armatures doivent être galvanisées pour limiter tout risque de corrosion des armatures notamment lors de la solubilisation du matériau support.
Les pans du pré-mur courbe, après leur fabrication additive, pourront être lissés par moulage sous vide afin d'effacer les stries induites par la fabrication additive couche par couche du mortier-ciment fibré.
Des crochets de levage et des douilles métalliques sont intégrés aux pré-murs pour permettre leur élingage et leur stabilisation sur chantier.
Une fois stabilisés et jointés entre eux sur site, les prémurs sont remplis par des bétons fluides ou hyper-fluides.
Enfin les ouvertures ou les réserves dans les pré-murs courbes doivent être étrésillonnées pour permettre la stabilité et la cohérence du pré-mur.
La réalisation de pré-murs courbes par fabrication additive à triple extrusion est adaptée à la construction de bâtiments et en particulier à la surélévation du bâti existant.
Les dessins annexés illustrent l'invention :
La figure 1 représente en coupe longitudinale un exemple de pré-mur courbe avec l'argile non dissout.
La figure 2 représente en vue isométrique un exemple de prémur courbe réalisé par fabrication additive avec l'argile non solubilisé.
La figure 3 représente en coupe longitudinale un exemple de pré-mur courbe avec l'argile dissout.
La figure 4 représente en vue isométrique un exemple de prémur courbe réalisé par fabrication additive avec l'argile solubilisé.
La figure 5 représente en coupe longitudinale un exemple de pré-mur courbe avec l'argile dissout et les armatures transversales disposées.
La figure 6 représente en vue isométrique un exemple de prémur courbe réalisé par fabrication additive avec l'argile solubilisé et les armatures transversales disposées.
En référence à ces dessins le dispositif comporte deux pans de mur courbes en mortier-ciment fibré (1) dont l'épaisseur peut varier entre 4 et 7 cm. Ces deux pans de mur courbes sont reliés entre eux par un treillis raidisseur : barres lisses en acier galvanisé (2) .
Ces pré-murs sont réalisés par fabrication additive à triple extrusion simultanée de différents matériaux : mortier-ciment fibré (5), argile (6) et acier galvanisé. L'argile (6) est un support pour la fabrication additive, entièrement soluble à l'eau et qui permet la réalisation d'ouvertures.
Dans un premier temps, le treillis raidisseur (2) , les armatures longitudinales (7), l'argile (6) et le mortier-ciment fibré (5) sont déposés simultanément couche par couche. A chaque couche, des opercules en argile (9) sont créées par fabrication additive, tangentiellement à la disposition constructive du treillis raidisseur (2) et des armatures longitudinales (7).
Dans un deuxième temps, les armatures transversales sont introduites dans les cylindres formés par la dissolution des différentes couches d'opercules (9) en argile.
Les deux pans de mur courbes sont alors ainsi armés par des barres filetées à haute résistance : armatures longitudinales (7) et transversales (8) et reliés entre eux par un treillis raidisseur.
Le pré-mur dispose de crochets de levage (3) pour permettre l'élingage de celui-ci.
Il dispose également de douilles métalliques (4) pour mettre en place des étais tire-pousse sur chantier afin de stabiliser les pré-murs lors de leur remplissage par des bétons fluides ou hyper-fluides sur chantier.
Le procédé selon l'invention est particulièrement adapté à la construction de bâtiments.

Claims (6)

  1. Revendications 1) Procédé pour construire des pré-murs courbes par fabrication additive caractérisé en ce qu'il repose sur une fabrication additive à triple extrusion d'une part d'un support soluble : l'argile (6), d'autre part d'un matériau mortier-ciment fibré(5) et enfin de barres en acier galvanisé.
  2. 2) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que les pré-murs courbes sont dans une première étape, fabriqués par un dépôt simultané couche par couche, d'argile (6), de mortier-ciment fibré (5), et de barres en acier galvanisé correspondant au treillis raidisseur (2) et aux armatures longitudinales (7) .
  3. 3) Procédé selon la revendication 1 et la revendication 2 caractérisé en ce que les pré-murs courbes sont dans un deuxième temps mis au contact de l'eau pour solubiliser l'argile (6) .
  4. 4) Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce que, dans une troisième étape, les pré-murs courbes sont armés transversalement au droit d'opercules (9) d'argile déposés couche par couche lors de la première étape et solubilisés par la suite.
  5. 5) Pré-mur obtenu par le procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que les pré-murs courbes sont constitués de deux pans de mur courbes en mortier-ciment fibré (1), armés par des armatures longitudinales (7) et transversales (8) et reliés entre eux par un treillis raidisseur (2).
  6. 6) Pré-murs selon la revendication 5 caractérisé en ce que les pré-murs sont munis de crochets de levage (3) pour permettre leur élingage ainsi que de douilles métalliques (4) pour disposer des étais tire pousse sur chantier.
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