FR3058175A1 - Procede de renovation robotisee de facade - Google Patents
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Abstract
Procédé de rénovation d'une façade (F) de bâtiment, comportant l'étape consistant à déplacer sur la façade un robot (30) de traitement de la façade pour effectuer successivement au moins deux opérations dont une opération de nettoyage de la façade et au moins une opération annexe choisie parmi un usinage de la façade et/ou un dépôt de matière, à base de ciment, de plâtre ou de terre, une résine de comblement ou de scellement, sur la façade.
Description
® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE
COURBEVOIE © N° de publication :
(à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)
©) N° d’enregistrement national
058 175
60508 © Int Cl8 : E 04 G 23/02 (2017.01)
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION
A1
| ©) Date de dépôt : 28.10.16. | (© Demandeur(s) : GTM BATIMENT Société par actions |
| (© Priorité : | simplifiée — FR. |
| @ Inventeur(s) : BAHON DAMIEN. | |
| ©) Date de mise à la disposition du public de la | |
| demande : 04.05.18 Bulletin 18/18. | |
| ©) Liste des documents cités dans le rapport de | |
| recherche préliminaire : Se reporter à la fin du | |
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| apparentés : | simplifiée. |
| ©) Demande(s) d’extension : | © Mandataire(s) : CABINET NONY. |
Pty PROCEDE DE RENOVATION ROBOTISEE DE FAÇADE.
Procédé de rénovation d'une façade (F) de bâtiment, comportant l'étape consistant à déplacer sur la façade un robot (30) de traitement de la façade pour effectuer successivement au moins deux opérations dont une opération de nettoyage de la façade et au moins une opération annexe choisie parmi un usinage de la façade et/ou un dépôt de matière, à base de ciment, de plâtre ou de terre, une résine de comblement ou de scellement, sur la façade.
FR 3 058 175 - A1
i
PROCEDE DE RENOVATION ROBOTISEE DE FAÇADE
La présente invention concerne un procédé automatisé de rénovation de façade de bâtiments existants.
Aujourd’hui les opérations de rénovation de façades existantes sont réalisées sur la base d’un échafaudage périphérique de façade depuis lequel les opérations sont réalisées de façon manuelle, notamment en ce qui concerne le ravalement. Le coût et la durée de ces travaux sont élevés, et de plus le désagrément pour les riverains et les occupants sont importants.
On a déjà proposé des procédés et systèmes pour nettoyer une façade d’un bâtiment.
Ainsi, le brevet US 5,240,503 divulgue une installation pour le traitement d’une façade comportant une colonne et des câbles suspendus à des potences. Une poutre horizontale est reliée à la colonne de façon à pouvoir se déplacer verticalement sur celle-ci. Un outil de traitement est porté par une poutrelle orientée perpendiculairement à la poutre horizontale. Le système peut recevoir un outil pour nettoyer la façade au jet d’eau, et déposer une peinture ou un enduit d’étanchéité.
US 2001/0173773 et US 8,298,347 divulguent des systèmes de nettoyage de façade comportant un outil porté par une poutre ou un câble horizontal, maintenu entre deux câbles verticaux.
Ces systèmes connus conviennent pour des travaux ne nécessitant pas une précision élevée, tels que des travaux de nettoyage, de peinture ou d’application d’un enduit d’étanchéité. Or, la rénovation de certaines façades implique des opérations annexes devant être effectuées avec précision, telles que la reconstitution de manques, la réalisation de percements destinés à la pose de parements, ou un usinage de finition après apport d’un mortier de comblement par exemple.
L’invention vise à automatiser les travaux de ravalement et de rénovation de façade pour supprimer la nécessité de recourir à un échafaudage et réduire la durée du chantier, afin d’améliorer l’impact de ces travaux sur les riverains et les occupants.
L’invention atteint cet objectif grâce à un procédé de rénovation d’une façade de bâtiment, comportant l’étape consistant à déplacer sur la façade un robot de traitement de la façade pour effectuer successivement au moins deux opérations dont une opération de nettoyage de la façade et au moins une opération annexe choisie parmi un usinage de la façade et/ou un dépôt de matière, notamment à base de ciment, de plâtre ou de terre, une résine de scellement ou de comblement, sur la façade.
Grâce à l’invention, l’ensemble des opérations liées au ravalement et à la rénovation de la façade peut être effectué sans pose d’un échafaudage périphérique, ce qui réduit la durée des travaux.
De préférence, le robot est guidé dans son déplacement par une structure de guidage rigide, comportant une structure de support horizontale rigide et une structure de support verticale comportant deux éléments verticaux rigides. La précision du guidage s’en trouve améliorée.
De préférence, le robot est déplacé pour nettoyer toute la façade avant le début d’au moins l’une des opérations annexes. Ce nettoyage peut s’effectuer par projection d’eau ou d’un mélange contenant de l’eau ou de l’air. Il peut s’agir d’un nettoyage par jet d’eau haute pression ou d’un sablage.
Parmi les opérations annexes pouvant être effectuées par le robot, figure la réalisation de percements sur la façade ou un usinage autre qu’un perçage.
Le robot peut réaliser un dépôt de matière par un procédé additif sur la façade. La matière est par exemple extrudée au contact de la surface sur laquelle elle doit être déposée. Il s’agit par exemple d’une opération consistant à rejointoyer par dépôt d’un mortier de jointoiement entre des éléments de façade. Le dépôt de matière peut encore s’effectuer par projection.
Le dépôt de matière peut viser toute opération de réparation de la façade, par exemple de fissures, ou de reconstitution de volumes. Le robot peut procéder à un enlèvement de matière selon un plan d’opération prédéfini, ainsi qu’à un apport de matière selon également un plan d’opération prédéfini.
De préférence, le robot est piloté automatiquement à partir de données 3D de la façade, notamment à partir de données 3D générées à l’aide d’une acquisition par drone.
Le robot peut être piloté de façon à travailler ligne par ligne selon un déplacement horizontal, avec un décalage vertical une fois une ligne horizontale balayée. En variante, le robot est piloté de façon à travailler ligne par ligne selon un déplacement vertical, avec un décalage horizontal une fois une ligne verticale balayée.
Avantageusement, le robot est mobile dans une direction perpendiculaire à la façade, notamment sur une course inférieure ou égale à 200 cm. Cela peut permettre de tenir compte des décrochés et porte-à-faux de la façade.
L’invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, une installation comportant un robot et un système de guidage permettant de le déplacer sur la façade, et au moins deux outils pouvant équiper le robot, dont au moins un outil de nettoyage et au moins un outil permettant de réaliser au moins une opération annexe choisie parmi un usinage de la façade et/ou un dépôt de matière, notamment à base de ciment, de plâtre ou de terre ou une résine de scellement ou de comblement, sur la façade.
Les deux outils peuvent être portés simultanément par le robot. En variante, le robot comporte un porte-outil qui lui permet d’échanger les outils entre les phases de traitement de la façade.
De préférence, le système de guidage comporte au moins une structure de support horizontale, notamment une ossature métallique, sur laquelle le robot peut se déplacer horizontalement. De préférence également, le système de guidage comporte au moins une structure de support verticale permettant de déplacer le robot verticalement.
Il est tout particulièrement avantageux que la structure de support verticale comporte deux éléments verticaux le long desquels peut se déplacer la structure de support horizontale, notamment deux poutrelles métalliques verticales. En effet, comme indiqué cidessus, la rigidité du système de guidage contribue à la précision de guidage du robot, et permet de réaliser des opérations nécessitant une grande précision, telles que le dépôt de matière ou l’usinage. De plus, la rigidité de la structure de guidage permet de reprendre facilement les efforts de réaction générés par certaines opérations telles que le percement. Une structure rigide apporte en outre robustesse et permet de supporter plus de charge qu’une structure à câbles. Le risque de chute est diminué.
L’invention a encore pour objet une façade de bâtiment rénovée en mettant en œuvre le procédé selon l’invention, tel que défini plus haut.
L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d’exemples de mise en œuvre non limitatifs de celle-ci, et à l’examen du dessin annexé, sur lequel :
- la figure 1 représente de façon schématique et partielle, en perspective, un exemple d’installation selon l’invention,
- la figure 2 représente un détail de l’installation de la figure 1.
On a représenté à la figure 1 de façon très schématique une façade F d’un bâtiment à ravaler et à rénover.
Pour effectuer le ravalement et la rénovation, on met en place sur le bâtiment une installation robotisée 10 telle qu’illustrée à la figure 1.
Cette installation comporte une structure de guidage 20 et un robot 30 mobile sur la façade, pouvant se déplacer relativement à celle-ci grâce à la structure de guidage.
Cette dernière comporte une ossature métallique primaire composée de deux poutrelles 21 verticales et parallèles entre elles, fixées au bâtiment à leur extrémité supérieure et posées sur le sol à leur extrémité inférieure. Les poutrelles 21 peuvent également, comme illustré, être reliées au bâtiment à leur extrémité inférieure.
La structure de guidage comporte également une ossature métallique secondaire 22, composée par exemple d’une poutre horizontale, reliée aux poutrelles de l’ossature primaire par des moyens de liaison motorisés configurés pour se déplacer verticalement sur ces dernières.
L’ossature secondaire 22 porte le robot 30 et ce dernier peut se déplacer à la fois horizontalement le long de l’ossature secondaire 22 et dans le sens de la profondeur, perpendiculairement au plan de la façade F.
Le robot 30 est par exemple positionné sur une plateforme mobile horizontalement le long de l’ossature secondaire et mobile sur des rails présents sur la plateforme dans le sens de la profondeur. Ce mouvement en profondeur peut être limité à quelques dizaines de centimètres.
Le déplacement du robot 30 s’effectue de façon automatique grâce par exemple à des données de contrôle générées à partir d’une reconstitution 3D de la façade.
L’ossature primaire, l’ossature secondaire et la plateforme précitées sont liaisonnées de telle sorte que l’étendue des mouvements possibles de la plateforme permette de couvrir l’intégralité de la surface verticale de la façade F comprise entre les deux axes verticaux de l’ossature primaire.
Le robot est agencé pour effectuer les opérations de nettoyage et de rénovation nécessaires.
Le robot peut comporter un porte-outil équipé des outils correspondants aux opérations à effectuer.
En particulier, le robot peut être équipé d’un outil permettant de nettoyer la façade, par une projection d’eau, le cas échéant mélangée à un adjuvant chimique et/ou un abrasif, ou par sablage avec un jet d’air haute pression.
L’alimentation en eau et/ou en air comprimé est de préférence réalisée depuis le sol, à l’aide d’une pompe et de la tuyauterie adaptée, ou en variante la plateforme embarque une réserve d’eau et/ou un compresseur.
Le robot 30 peut également être équipé d’un outil tel qu’une tête d’extrusion permettant de déposer un matériau à base de ciment pour reconstituer par exemple des manques sur la façade, rejointoyer ou en changer l’esthétique. La tête d’extrusion peut déposer le matériau par couches minces successives se superposant, selon la géométrie à réaliser.
Le robot 30 peut également être utilisé pour réaliser un usinage de la façade, par exemple des percements ou une effectuer une finition sur de la matière précédemment déposée.
A cet effet, le robot peut comporter un porte-outil 33 entraîné en rotation autour d’un axe X, comme illustré à la figure 2. Ce porte-outil 33 peut être équipé de l’outillage adapté à réaliser l’opération recherchée.
Les données nécessaires au contrôle du robot 30 sont par exemple générées à partir d’un scan 3D de la façade par un drone.
Le robot 30 peut être équipé de divers capteurs lui permettant de se repérer par rapport à la façade, tels qu’une ou plusieurs caméras, télémètres, palpeurs, ... Le robot 30 peut disposer de l’intelligence lui permettant de rester à une distance prédéfinie du plan de la façade, et de contourner les ouvertures, balcons, fenêtres et ouvrant éventuellement présents.
Le cas échéant, l’ossature primaire est mise en place de façon à pouvoir être translatée le long de la façade. Cette translation peut être permise de plusieurs façons, par exemple en la montant sur des chariots se déplaçant le long de deux rails parallèles à la façade, ou manuellement par démontage puis remontage de l’ossature primaire.
Pour traiter la façade F, on peut commencer par la nettoyer au jet d’eau haute pression ou par sablage, selon par exemple la nature de la façade.
Lors du nettoyage, le robot 30 est déplacé par exemple pour balayer la façade horizontalement avec un décalage progressivement vers le bas. Lors de cette opération, les ouvertures sont par exemple évitées, et seule la pierre est nettoyée.
Ensuite, le robot 30 peut être déplacé sélectivement sur la façade en des emplacements identifiés comme nécessitant une intervention ponctuelle.
Par exemple, le scan de la façade a révélé des défauts de jointoiement à certains emplacements ou des fissures qu’il convient de gratter et de combler.
Pour gratter les fissures, le robot peut être équipé d’une meule ou d’une brosse, puis les fissures peuvent être comblées par injection d’un matériau à base de ciment ou d’une résine de comblement.
Le cas échéant, après injection du matériau de comblement, et durcissement de celui-ci, une opération de finition est effectuée par le robot en utilisant un outil de surfaçage.
Ensuite, le robot peut être utilisé pour appliquer un enduit ou une peinture sur la façade.
Le robot peut être utilisé également, le cas échéant, pour réaliser des percements nécessaires à la rénovation thermique de la façade ou à la pose de dalles de parement.
Lorsque le robot est utilisé pour déposer un matériau à base de ciment ou un matériau de scellement ou de comblement, le matériau peut être un béton à haute performance ou ultra-haute performance, fibré ou non, ou une résine, notamment un mélange de résine et de bois.
L’invention n’est pas limitée à l’exemple qui vient d’être décrit. En particulier, l’outillage présent sur le robot peut être choisi pour réaliser d’autres opérations, telles que le décapage, le brossage, la démolition ou l’injection d’eau ou de matière.
Dans une variante, le robot est autonome et capable de se déplacer de lui-même relativement à la façade pour effectuer les opérations de ravalement et/ou de rénovation nécessaires.
Claims (15)
- REVENDICATIONS1. Procédé de rénovation d’une façade (F) de bâtiment, comportant l’étape consistant à déplacer sur la façade un robot (30) de traitement de la façade pour effectuer successivement au moins deux opérations dont une opération de nettoyage de la façade et au moins une opération annexe choisie parmi un usinage de la façade et/ou un dépôt de matière, à base de ciment, de plâtre ou de terre, une résine de comblement ou de scellement, sur la façade.
- 2. Procédé selon la revendication 1, le robot étant guidé dans son déplacement par une structure de guidage rigide, comportant une structure de support horizontale rigide (22) et une structure de support verticale comportant deux éléments verticaux rigides (21).
- 3. Procédé selon l’une des revendications 1 et 2, le robot (30) étant déplacé pour nettoyer toute la façade avant le début d’au moins l’une des opérations annexes.
- 4. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, le robot réalisant des percements sur la façade ou un usinage autre qu’un perçage.
- 5. Procédé selon l’une des revendications précédentes, le robot réalisant un dépôt de matière par un procédé additif sur la façade ou par projection.
- 6. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, le robot étant piloté automatiquement à partir de données 3D de la façade, notamment à partir de données 3D générées à l’aide d’une acquisition par drone.
- 7. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, le robot étant piloté de façon à travailler ligne par ligne selon un déplacement horizontal, avec un décalage vertical une fois une ligne horizontale balayée.
- 8. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, le robot étant piloté de façon à travailler ligne par ligne selon un déplacement vertical, avec un décalage horizontal une fois une ligne verticale balayée.
- 9. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, le robot étant mobile dans une direction perpendiculaire à la façade, notamment sur une course inférieure ou égale à 200 cm.
- 10. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, la façade étant rénovée sans pose d’un échafaudage sur la façade.
- 11. .Installation pour la mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant un robot et un système de guidage permettant de le déplacer sur la façade, et au moins deux outils pouvant équiper le robot, dont au moins un outil de nettoyage et au moins un outil permettant de réaliser au moins une opération5 annexe choisie parmi un usinage de la façade et/ou un dépôt de matière sur la façade, cette matière étant choisie parmi un matériau à base de ciment, de plâtre ou de terre, une résine de scellement ou de comblement.
- 12. Installation selon la revendication précédente, les deux outils étant portés simultanément par le robot.10
- 13. Installation selon l’une des revendications 11 et 12, le système de guidage comportant au moins une structure de support horizontale, notamment une ossature métallique, sur laquelle le robot peut se déplacer horizontalement.
- 14. Installation selon l’une des revendications 11 à 13, le système de guidage comportant au moins une structure de support verticale permettant de déplacer le robot
- 15 verticalement.15. Installation selon la revendication 14, la structure de support verticale comportant deux éléments verticaux (21) le long desquels peut se déplacer la structure de support horizontale (22), notamment deux poutrelles métalliques verticales (21).
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