La présente invention a pour objet un système de structures formées par des cellules à section hexagonale constituées essentiellement par des éléments unitaires comportant des parties planes et formant entre elles un angle de 120°, les dits éléments constituant des parois communes à plusieurs cellules adjacentes.
On connaît déjà quelques exemples de structures hexagonales présentant quelques similitudes avec l'un ou l'autre type de structures selon la présente invention. Un exemple proche du type alvéolaire (DE-A-2 359 977) n'est toutefois constitué que d'éléments qui ne comportent que deux plans formant un angle de 120° et ne présente de ce fait ni la stabilité permettant de se passer d'étais provisoires, ni la répétitivité simple et uniforme des opérations de montage des structures selon la présente invention. Un autre exemple, proche du type nid d'abeilles (GB-A-601 957) est constitué d'éléments à trois plans formant calotte pyramidale, chaque plan ayant deux côtés communs avec les autres plans. Ces éléments ne permettent pas la réalisation de cellules ayant une certaine profondeur ou, s'ils comportent des plans additionnels pour constituer les parois latérales, ils ne sont plus empilables sous un faible volume comme c'est le cas avec tous les éléments selon la présente invention.
Le but de la présente invention est de permettre la réalisation aisée des structures formées par des cellules à section hexagonale et d'augmenter la stabilité de celles-ci.
Le premier type de structure hexagonale selon la présente invention dit structure alvéolaire est caractérisé dans la revendication 1.
Il se distingue par le fait qu'il comporte des éléments unitaires constituant chacun au moins une paroi de trois alvéoles hexagonales adjacentes, par le fait que ces éléments unitaires sont empilables sous un faible volume et par le fait qu'ils comportent des formations d'assemblage permettant de les fixer les uns aux autres dans leur position de service assemblée pour créer ladite structure.
Ce type alvéolaire permet notamment la constitution de structures de rangement, telle un bouteiller, ou une structure de soutènement particulièrement utile pour la réalisation de talus anti-bruit raides, ou encore des claustras ou brise-soleils très décoratifs.
Le deuxième type de structure selon la présente invention dit structure nid d'abeilles est caractérisé dans la revendication 2.
Le troisième type de structure hexagonale selon la présente invention dit structure rhomboédrique est caractérisé dans la revendication 3.
La structure rhomboédrique parachève la série des structures à section hexagonale. Elle a pour objet, toujours au moyen d'éléments empilables sous un faible volume, une structure faite de cellules hexagonales fermées juxtaposées dont toutes les parois consécutives forment entre elles des angles de 120°. La transmission des efforts à travers et dans une construction faite selon ce type de structure se fait donc dans les meilleures conditions de résistance des matériaux que peuvent ainsi être mis en oeuvre le plus économiquement possible.
Une construciton faite selon ce type de structure peut se développer dans l'espace selon six axes principaux, orthogonaux deux à deux, et six axes secondaires, soit dans vingt-quatre directions différentes.
Le but de ce traisième type de structure salon la présente invention est de permettre la réalisation aisée de constructions multiples telles que: viaducs, digues, radiers légers et rigides pour fondations en très mauvais terrain, caissons flottants, silos et citernes, voire plate-forme satellite construite en orbite, etc. de dimensions pratiquement illimitées, en évitant notamment des opérations de coffrage et de coulée de béton sur le chantier, ou la transport d'éléments encombrants et peu maniables.
Ce type de structure se distingue par le fait qu'il comporte des éléments unitaires composés de six parties planes en forme de losanges constituant chacun trois et quatre parois consécutives de deux celules juxtaposées plus cinq fois une paroi appartenant à cinq autres cellules contigües soit: douze parois par élément ou six fois deux faces, c'est à dire une cellule complète par élément.
Il se distingue lui aussi par le fait que ces éléments sont empilables et qu'ils comportent des formations d'assemblage permettant de les fixer les uns aux autres pour créer ladite structure.
Ces trois types de structure selon l'invention sont exposés ci-après plus en détail à l'aide de dessins représentant seulement un mode d'exécution.
Les éléments entiers, figure 12, comportent six parties planes de forme losangée formant entre elles des angles de 120°. Les angles obtus des losanges ayant une ouverture de 109°28'16" selon le calcul, soit pratiquement 109030'.
Les éléments fractionnaires de finition, figure 14, comportent respectivement cinq, quatre, deux et une partie planes de forme losangée formant entre elles des angles de 120°. Ils permettent d'arrêter la construction par des rhomboèdres fermés, sans les amorces de prolongement de la structure.
La structure alvéolaire illustrée à la figure 1 en perspective est une structure hexagonale formée d'éléments unitaires 1, 2, assemblés les uns aux autres et reposant sur une semelle 3 et entre deux murs d'extrémité 4, 5.
Cette structure hexagonale occupant un grand volume est réalisée par l'assemblage de deux types d'éléments unitaires 1,2. Les éléments unitaires 1, utilisés au début et à la fin de la structure, comportent deux parties planes formant entre-elles un angle de 120° tandis que les éléments 2, comportent trois parties formant également entre-elles des angles de 120°, les deux parties extrêmes étant situées dans des plans parallèles.
Ces éléments unitaires 1, 2, sont donc facilement empilables pour leur transport et, dans cette position empilée, occupent une fraction seulement, environ un sixième dans le cas d'une exécution en béton, du volume de ce type de structure montée.
Chaque partie plane d'un élément unitaire constitue la paroi séparant deux alvéoles adjacentes. De plus, les deux parties d'un élément unitaire 1, appartiennent à trois alvéoles adjacentes tandis que les trois parties d'un élément unitaire 2, appartiennent à quatre alvéoles adjacentes.
La structure illustrée à la figure 1 repose sur une semelle 3, et est limitée latéralement par des parois 4, 5, en béton. La semelle 3, peut être horizontale ou inclinée et les murs latéraux 4, 5, verticaux ou obliques.
Une telle structure peut constituer un mur de soutènement anti-bruit comme illustré en coupe à la figure 2.
La semelle 3, est inclinée vers l'arrière et les éléments 1, 2, sont empilés pour former les alvéoles. La terre 6, est maintenue à l'arrière de cette structure et prend sa pente naturelle, environ 30°, à l'intérieur des alvéoles. On peut ainsi réaliser un mur de soutènement ou anti-bruit beaucoup plus raide que les 30° de la pente naturelle. Ainsi, on peut pour une hauteur donnée utiliser bien moins de terrain tout en améliorant l'angle d'interception par rapport à la source du bruit qui, d'autre part, est capté et amorti dans les alvéoles. Ces dernière, partiellement remplies de terre, peuvent recevoir des végétaux ce que est important pour intégrer de telles structures dans le paysage et absorber le bruit.
Dans la réalisation de murs de soutènement ou anti-bruit les éléments 1, 2, sont réalisés en béton, éventuellement armé.
Dans la figure 2 on a montré que les éléments superposés 2, peuvent être décalés pour augmenter la raideur du mur de soutènement. Dans ce cas, des éléments plus étroits 2', sont utilisés pour empêcher la terre de ruisseler. On arrive, par cet artifice, à réaliser des talus ayant une face frontale pratiquement verticale.
Ces éléments 1, 2, comportent des formations d'assemblage qui peuvent être constituées par des trous 7, et des tiges noyées 8, (figure 3) ou des douilles noyées et des boulons. Il est évident que d'autres formations d'assemlage peuvent être envisagées.
C'est le cas de l'élément 2, également en béton, illustré à la figure 4. Dans cette exécution, l'élément comporte des renforts 9, évitant une rupture de celui-ci le long de ses arêtes.
Les formations d'assemblage sont ici constituées par des saillies 10, (tenons) respectivment des creusures 11, (mortaises) en forme de pyramides situées sur les tranches 12, respectivement 13, de l'élément 2. Lors de l'assemblage de deux éléments les formations mâles s'engagent dans les formations femelles et fixent les éléments. Ce mode d'assemblage peut se faire à sec ou à l'aide d'un liant ou d'une colle.
Dans une autre application, les éléments de la structure peuvent être en matière plastique, en agloméré de bois, en fibro-ciment ou en métal, et la structure obtenue peut être utilisée comme rangement, notamment comme bouteiller. Dans ce cas, les formations d'assemblage peuvent être formées par des rainures et des languettes, des agrafages, rivetages, etc.
La structure nid d'abeilles illustrée en perspective à la figure 5 est aussi une structure à section hexagonale. En application du même principe: décomposition en éléments empilables sous un faible volume, il a pour objet une structure alvéolaire double-face, semblable à la structure hexagonale des cellules dans un rayon d'abeilles avec sa cloison médiane, pouvant notamment constituer des écrans anti-bruit en béton d'une hauteur importante sans nécessiter des fondations excessives, des voûtes ou des coupoles légères et d'une grande portée, des huisseries métalliques ou d'autres matières, planes, cylindriques ou émisphériques, notamment portes de hangar d'aviation, écluses, etc., qui, en raison de leurs dimensions, doivent être assemblées sur place.
Le type de structure nid d'abeilles selon la présente invention est une structure semblable à la structure des cellules hexagonales dans un rayon d'abeilles. Elle se distingue par le fait qu'elle comporte des éléments unitaires constituant chacun deux fois une paroi commune à deux alvéoles adjacentes, de part et d'autre de la cloison médiane, plus une part proportionnelle de cette cloison fermant le fond des alvéoles. Elle se distingue également par le fait que ces éléments sont empilables et qu'ils comportent des formations d'assemblage permettant de les fixer les uns aux autres pour créer ladite structure.
Quand à la structure rhomboédrique illustrée en perspective à la figure 11, elle est un développement de la structure nid d'abeilles dans lequel les parois latérales des cellules devenues des losanges semblables aux facettes de la cloison médiane, sont à leur tour prolongées par d'autres losanges semblables de façon à obtenir des cellules fermées à douze faces, parallèles deux à deux, et se juxtaposant parfaitement, de manière à pouvoir remplir tout l'espace nécessaire. Cette structure est, elle aussi, décomposée en éléments qui peuvent être empilés sous un volume considérablement réduit pour le stockage et le transport.