La présente invention concerne un moule pour la fabrication d'éléments profilés pourvus d'armatures dépassantes, notamment de poutrelles dites à couture.

Dans le domaine du bâtiment, il est connu de fabriquer en usine ce type d'éléments profilés, tels que des poutres ou des poutrelles, munis sur toute ou une partie de leur longueur d'armatures dépassantes permettant d'assurer leur liaison mécanique avec le matériau coulé sur chantier tel que le béton, notamment pour répondre aux réglementations sismiques en vigueur. Ces éléments profilés sont des produits moulés à base de béton notamment et peuvent être précontraints ou non. Ils comportent des armatures dépassantes formées de tiges ou de fils d'acier dits de couture en forme de U ou de sinusoïde, la boucle du U ou les boucles d'un même côté de la sinusoïde dépassant du sommet des éléments profilés.

Ces éléments profilés sont traditionnellement fabriqués dans des moules dont le fond est constitué d'une pièce en caoutchouc, pourvue d'une fente filante dans laquelle est introduite l'armature dépassante, comme dans les publications FR-A-2.375.016 et FR-A-2.228.145. Cette technique présente plusieurs inconvénients et la qualité des éléments profilés est très aléatoire. En effet, la profondeur du moule est variable au fur et à mesure des cycles de moulage due aux résidus de béton qui y restent collés. La hauteur des éléments profilés n'est donc pas garantie. Par conséquent, ces fonds de moule doivent être périodiquement retirés pour être nettoyés, ce qui représente une opération très contraignante et coûteuse. De plus, ces fonds de moule doivent être remplacés régulièrement en raison de leur vieillissement prématuré du aux huiles de coffrage et aux cycles de chauffe, ce qui représente également une opération fastidieuse et très coûteuse compte tenu du coût d'investissement de ces pièces.

La publication FR-A-2.200.777 propose de réaliser ces éléments profilés dans un moule ouvrant dont les parois latérales comportent un joint d'étanchéité de fermeture apte à s'écraser lorsque ces parois sont rapprochées l'une de l'autre pour fermer le fond du moule de manière étanche autour de l'armature dépassante. Cette technique nécessite, par conséquent, des mécanismes d'actionnement des parois latérales mobiles complexes, encombrants et très coûteux, sachant que la longueur des moules peut atteindre 80 à 100 m. De plus, les joints d'étanchéité de fermeture s'usent rapidement sous l'effet des huiles de coffrage et des cycles de chauffage. L'étanchéité n'est donc pas garantie et nécessite un remplacement périodique de ces joints, d'où une opération longue et coûteuse.

EP-A-0260189 décrit un moule selon le préambule de la revendication 1.

La présente invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un moule de conception simple, peu encombrant et facile d'entretien, permettant la fabrication d'éléments profilés calibrés de qualité, la reproductibilité de cette qualité, ainsi que le positionnement précis des armatures de couture. Le but de l'invention est également d'atteindre des prix de revient économiquement rentables, de faibles coûts de maintenance et de réduire les consommables. Un autre but de l'invention est que l'opération de moulage soit mécanisable, voire automatisable pour s'insérer dans un procédé industriel.

Dans ce but, l'invention concerne un moule du genre indiqué en préambule, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un coffrage de section complémentaire et inverse à celle de l'élément profilé à fabriquer, ce coffrage comportant deux parois latérales fixes et un fond pourvu d'au moins une ouverture s'étendant sur au moins une partie dudit coffrage et destinée à recevoir au moins une partie de l'armature dépassante et en ce qu'il comporte des moyens d'obturation de ladite ouverture disposés à l'extérieur dudit coffrage et agencés pour obturer les espaces résiduels entre les parois de l'ouverture et les parois de l'armature dépassante.

Ainsi, le moule selon l'invention étant à parois fixes supprime tout mécanisme complexe nécessaire dans les moules ouvrants. Son fond étant rigide évite les inconvénients du fond en élastomère. Les moyens d'obturation de l'ouverture étant disposés à l'extérieur du coffrage évite tout contact direct avec le béton et les huiles de coffrage.

L'ouverture peut être une fente filante s'étendant sensiblement sur toute la longueur du coffrage ou plusieurs fentes successives réparties sensiblement sur toute la longueur du coffrage.

Dans une première forme de réalisation, les moyens d'obturation comportent au moins un organe d'étanchéité disposé d'un côté de l'ouverture et au moins un contre-appui disposé de l'autre côté de cette ouverture.

Ces moyens d'obturation peuvent être mobiles et couplés à des moyens d'actionnement entre une position ouverte dans laquelle ils libèrent l'ouverture et une position fermée dans laquelle ils obturent cette ouverture emprisonnant l'armature dépassante, ces moyens d'actionnement comportant au moins un bras mobile couplé d'une part à l'organe d'étanchéité et d'autre part à un actionneur.

Ces moyens d'obturation peuvent être fixes et l'organe d'étanchéité peut comporter une multitude d'éléments souples s'étendant sensiblement perpendiculairement à l'axe de l'ouverture, cet organe d'étanchéité pouvant être choisi parmi les brosses ou les lamelles.

Le contre-appui peut être formé d'au moins une paroi longitudinale s'étendant d'un bord de l'ouverture à l'extérieur du coffrage dans une direction sensiblement perpendiculaire au fond. De préférence, il comporte une butée basse sur laquelle repose l'armature dépassante lorsqu'elle est introduite dans l'ouverture.

Dans une autre forme de réalisation, les moyens d'obturation comportent au moins deux organes d'étanchéité disposés en regard dans les bords opposés de l'ouverture.

Dans les deux cas, l'organe d'étanchéité peut être formé d'un profilé longitudinal, d'un boudin ou d'une lèvre, en matériau élastique à base d'élastomère ou de caoutchouc. Il peut aussi être formé d'un profilé longitudinal gonflable par un produit gazeux ou liquide. Il peut encore être formé d'une tôle découpée en fonction du profil de l'armature dépassante.

De manière préférentielle, l'organe d'étanchéité est démontable pour être interchangeable.

Le moule selon l'invention peut comporter plusieurs coffrages, disposés symétriquement deux à deux. Dans ce cas, l'actionneur peut être commun à chaque paire de coffrages.

Le moule peut également comporter au moins une butée basse au droit de chaque ouverture des coffrages sur laquelle repose l'armature dépassante lorsqu'elle est introduite dans cette ouverture.

Ce moule est avantageusement destiné à être monté sur un banc de moulage fixe ou sur une table mobile entrant dans une unité de production du type carrousel.

La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante de plusieurs modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :

• la figure 1 est une vue en perspective d'une poutrelle à couture obtenue avec le moule de l'invention,
• les figures 2A-C sont des exemples d'armatures de couture,
• les figures 3A et 3B sont des vues de détail d'un premier mode de réalisation du moule selon l'invention, respectivement en position ouverte et en position fermée,
• la figure 4 est une vue en coupe transversale du moule selon l'invention équipé de deux coffrages selon le premier et un deuxième modes de réalisation,
• la figure 5 est une vue en coupe transversale d'un troisième mode de réalisation du moule selon l'invention, et
• la figure 6 est une vue similaire à la figure 5 d'un quatrième mode de réalisation du moule selon l'invention.

En référence aux figures, le moule de fabrication 10, 20 selon l'invention est destiné au moulage en usine d'éléments profilés l, à base de béton notamment, précontraint ou non, armé ou non, tels que des poutres ou des poutrelles dites à couture, dont un exemple est représenté à la figure 1. Cet élément profilé 1 a une forme en T inversé définissant une âme verticale 2 et deux ailes latérales 3. Il comporte une armature dépassante 5 dite de couture dont la fonction est d'offrir un meilleur accrochage au béton du plancher coulé sur chantier conformément aux normes antisismiques. Cette armature dépassante 5 peut être formée de tiges d'acier verticales droites, à crochet ou selon toute autre forme. Elle peut aussi être formée de fils d'acier en forme de U ou en forme de sinusoïde comme illustré aux figures 2A à 2C. La figure 2A illustre une armature 5a sinusoïdale simple, la figure 2B illustre une armature 5b sinusoïdale simple additionnée d'une armature centrale filante 6 et la figure 2C illustre une armature 5c sinusoïdale simple dont les boucles inférieures 7 sont déviées de part et d'autre du plan de symétrie P. Dans le cas de la fabrication d'éléments profilés 1 précontraints ou armés, c'est-à-dire comportant dans leur partie médiane des câbles de précontraintes ou des armatures principales 8 (voir fig. 5), les armatures dépassantes 5a, 5b des figures 2A et 2B sont décalées par rapport au plan de symétrie P de l'élément profilé 1 pour ne pas interférer avec ces câbles de précontrainte ou armatures principales 8. L'armature dépassante 5c de la figure 2C est conçue pour pouvoir être disposée dans le plan de symétrie P de l'élément profilé 1 grâce à ses boucles inférieures 7 qui sont déviées et se positionnent de part et d'autre des câbles de précontrainte ou des armatures principales 8 sans interférence.

Le moule de fabrication 10 illustré partiellement aux figures 3A et 3B comporte un coffrage 11, de préférence métallique, ouvert en partie supérieure, en forme de T, dont la section est complémentaire et inversée à celle de l'élément profilé 1 à fabriquer. Les parois latérales 11a, 11b du coffrage 11 sont fixes et légèrement inclinées en V pour faciliter le démoulage de l'élément profilé 1. Le fond 12 du coffrage 11 est fixe et peut être lisse ou crénelé pour former par exemple des crans 4 au sommet de l'élément profilé 1 améliorant l'accrochage du béton coulé sur chantier. Le fond 12 du coffrage 11 comporte une ouverture 13, longitudinale, centrée ou décalée par rapport au plan de symétrie P, s'étendant sur au moins une partie du coffrage 11 et destinée à recevoir une armature dépassante 5 introduite sur une partie de sa hauteur. Dans cet exemple, l'armature dépassante 5 qui est représentée correspond à l'armature 5a sinusoïdale simple de la figure 2A. L'ouverture 13 forme une fente filante s'étendant sur pratiquement toute la longueur du coffrage 11, d'une largeur au moins égale au diamètre du fil d'acier formant l'armature dépassante 5. Cette largeur peut être comprise par exemple entre 5 et 10 mm, ces dimensions n'étant pas limitatives. Cette fente filante peut également être remplacée par une série de plusieurs fentes successives réparties sur toute la longueur du coffrage 11 séparées d'un pas correspondant à la période de la sinusoïde de l'armature dépassante 5.

Le moule 10 comporte des moyens d'obturation 30 disposés à l'extérieur du coffrage 11 et commandés pour être mobiles entre au moins une position ouverte dans laquelle ils libèrent l'ouverture 13 permettant la mise en place de l'armature dépassante 5 avant moulage et son retrait après moulage et une position fermée dans laquelle ils ferment de manière plus ou moins étanche l'ouverture 13 en obturant les espaces résiduels entre les parois de l'ouverture 13 et l'armature dépassante 5.

Dans la réalisation illustrée par les figures 3A et 3B, les moyens d'obturation 30 comportent un organe d'étanchéité 31 longitudinal, disposé à l'extérieur et sous le coffrage 11, d'un côté de l'ouverture 13, et un contre-appui 32 disposé de l'autre côté de cette ouverture 13. Le contre-appui 32 est formé d'une paroi longitudinale s'étendant d'un bord de l'ouverture 13 à l'extérieur du coffrage 11 dans une direction sensiblement perpendiculaire au fond 12. Ce contre-appui 32 comporte dans sa partie inférieure un retour formant une butée basse 33 sur laquelle repose l'armature dépassante 5 lorsqu'elle est introduite dans l'ouverture 13 de manière à maîtriser sa position en hauteur par rapport au coffrage 11 et donc par rapport à l'élément profilé 1 fabriqué.

L'organe d'étanchéité 31 est formé d'un boudin ou d'un profilé, totalement ou partiellement plein, réalisé dans un matériau élastique, tel qu'un élastomère, un caoutchouc ou similaire. Il peut être aussi formé d'une lèvre souple droite ou découpée ou d'une tôle 31' métallique découpée pour épouser le profil de l'armature dépassante 5. Il peut encore être formé d'un profilé longitudinal gonflable (non représenté) par un produit gazeux ou liquide tel que de l'air, de l'eau ou similaire.

Cet organe d'étanchéité 31 est couplé à un support 34, de préférence par un assemblage démontable pour être interchangeable. Cet assemblage peut être un assemblage par emboîtement ou coulissement dans un rail 35, un assemblage par vissage 36 ou similaire. Il peut être aussi assemblé de manière définitive par collage par exemple. Cet organe d'étanchéité 31 est associé à des moyens d'actionnement 50 comportant un bras mobile 51 couplé d'une part au support 34 de l'organe d'étanchéité 31 et d'autre part à un actionneur (non représenté). Ce bras mobile 51 est monté pivotant autour d'un axe fixe 52 pour être déplacé par l'actionneur entre une position ouverte dans laquelle l'organe d'étanchéité 31 est éloigné du contre-appui 32 (voir figure 3A) et une position fermée dans laquelle il est écrasé contre lui (voir figure 3B). L'actionneur est réversible et peut être un vérin, un moteur avec une transmission à crémaillère, un électroaimant ou similaire.

La figure 4 illustre un moule de fabrication 10, en coupe transversale, comportant deux coffrages 11 tels que décrits en référence aux figures 3A et 3B. Ces deux coffrages 11 sont disposés parallèlement et symétriquement sur un châssis 61. Les contre-appuis 32 sont disposés dos à dos. Dans cette configuration, un seul actionneur (non représenté) à deux sorties est suffisant pour commander simultanément les deux bras mobiles 51 des moyens d'actionnement 50. Ces bras mobiles 51 sont couplés au châssis 61 par un axe fixe 52 à l'extrémité d'une potence 62. Dans cette figure, deux organes d'étanchéité 31, 31' différents sont représentés : celui de gauche correspondant au profilé 31 en élastomère des figures 3A et 3B, celui de droite représentant une lèvre ou une tôle 31' métallique découpée en fonction du profil de la sinusoïde de l'armature dépassante 5.

La figure 5 est une vue similaire à celle de la figure 4 et représente un moule de fabrication 70 selon un autre mode de réalisation de l'invention, comportant deux coffrages 21 pourvus chacun de deux parois latérales 21a, 21 b fixes et d'un fond 22 dans lequel est ménagée une ouverture 23. Dans cet exemple, les moyens d'obturation 40 sont fixes, disposés à l'extérieur du coffrage 21 et logés dans l'épaisseur du fond 22. De ce fait, ils ne nécessitent pas d'actionneur mécanique et sont isolés des huiles de coffrage et du béton. Ces moyens d'obturation 40 comportent deux organes d'étanchéité 41 disposés en regard dans les bords opposés de l'ouverture 23. Ces bords comportent chacun un logement 42 en forme de C, dont les ouvertures se font face, apte à recevoir un des organes d'étanchéité 41, monté de manière interchangeable ou définitive. Cet organe d'étanchéité 41 est formé d'un profilé longitudinal gonflable par un produit gazeux ou liquide. Une alimentation (non représentée) commandée en produit gazeux ou liquide est prévue et reliée aux organes d'étanchéité 41. Le châssis 71 du moule 70 comporte une butée basse 72 disposée au droit de chaque ouverture 23 pour maîtriser le positionnement en hauteur des armatures dépassantes 5. Les armatures dépassantes 5 illustrées dans cet exemple correspondent à l'armature 5c de la figure 2C.

La figure 6 est une vue similaire à celle de la figure 4 et représente un moule de fabrication 80, selon encore une autre variante de réalisation, comportant deux coffrages 11 pouvant être similaires à celui des figures 3 et 4. Dans cet exemple, les moyens d'obturation 90 sont fixes et disposés à l'extérieur du coffrage 11, sous l'ouverture 13. De ce fait, ils ne nécessitent aucun actionneur mécanique. Ils comportent un organe d'étanchéité 91 formé d'une multitude d'éléments plus ou moins souples, s'étendant perpendiculairement à l'axe de l'ouverture 13 pour venir en contact sur le contre-appui 32. Cet organe d'étanchéité 91 est conçu de sorte que certains de ses éléments souples se déforment au passage de l'armature dépassante 5 tandis que les autres éléments souples obturent les espaces résiduels entre les parois de l'ouverture 13 et les parois de l'armature dépassante 5. Cet organe d'étanchéité 91 peut être constitué d'une brosse, de lamelles ou de tout autre organe similaire, réalisé dans des matériaux résistant de préférence aux huiles de décoffrage et au béton et disponibles dans le commerce. De préférence, cet organe d'étanchéité 91 est démontable pour être interchangeable et monté dans un support 92 formé de deux parties assemblées par une vis 93. Cet organe d'étanchéité 91 peut être aussi monté dans un support par emboîtement, coulissement ou similaire. Il peut être aussi assemblé de manière définitive par collage ou rivetage. Ce mode de réalisation est le plus simple à réaliser et est particulièrement adapté au moulage de profilés en béton dit auto-plaçant.

Dans le cas de l'armature dépassante 5b illustrée par la figure 2b, l'armature centrale filante 6 peut être positionnée directement sur l'ouverture 13, 23 et contribuer à son obturation et à son étanchéité pour toutes les variantes de moule décrites..

En pratique, plusieurs moules 10, 70, 80, identiques ou différents, sont montés en batterie, soit sur des bancs de moulage fixes, soit sur des tables mobiles utilisées dans des unités de production du type carrousel. L'ensemble des opérations peut être mécanisé, voire automatisé, telles que la mise en place des armatures principales et/ou des câbles de précontrainte 8 dans les coffrages 11, 21, la mise en place des armatures dépassantes 5, le coulage du béton, le démoulage avec ou sans retournement des moules, le nettoyage des coffrages 11, 21 à l'endroit ou à l'envers.

Les coffrages 11, 21 sont montés sur les châssis 61, 71 de manière démontable pour être interchangeables mais aussi faciliter leur entretien et leur nettoyage. Cette opération d'entretien peut être également mécanisée.

Ce type de moules 10, 70, 80 permet d'obtenir des éléments profilés 1 dont les caractéristiques géométriques et dimensionnelles sont précises et reproductibles et dont le positionnement des armatures dépassantes 5 est maîtrisé et également reproductible. Les éléments profilés 1 atteignent ainsi un niveau de performances élevé et une grande régularité, moyennant un prix de revient réduit.

Il ressort clairement de cette description que l'invention permet d'atteindre tous les buts fixés.

La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits mais s'étend à toute modification et variante évidentes pour un homme du métier tout en restant dans l'étendue de la protection définie dans les revendications annexées.