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EP3317059B1 - Système et procédé de projection de béton léger d'isolation - Google Patents

Système et procédé de projection de béton léger d'isolation Download PDF

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Publication number
EP3317059B1
EP3317059B1 EP16757684.2A EP16757684A EP3317059B1 EP 3317059 B1 EP3317059 B1 EP 3317059B1 EP 16757684 A EP16757684 A EP 16757684A EP 3317059 B1 EP3317059 B1 EP 3317059B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
concrete
tank
section
diameter
primary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP16757684.2A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP3317059A1 (fr
EP3317059C0 (fr
Inventor
Damien Baumer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eurl Baumer Damien
Original Assignee
Eurl Baumer Damien
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eurl Baumer Damien filed Critical Eurl Baumer Damien
Publication of EP3317059A1 publication Critical patent/EP3317059A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP3317059B1 publication Critical patent/EP3317059B1/fr
Publication of EP3317059C0 publication Critical patent/EP3317059C0/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28C—PREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28C7/00—Controlling the operation of apparatus for producing mixtures of clay or cement with other substances; Supplying or proportioning the ingredients for mixing clay or cement with other substances; Discharging the mixture
    • B28C7/16—Discharge means, e.g. with intermediate storage of fresh concrete
    • B28C7/162—Discharge means, e.g. with intermediate storage of fresh concrete by means of conveyors, other than those comprising skips or containers, e.g. endless belts, screws, air under pressure
    • B28C7/163—Discharge means, e.g. with intermediate storage of fresh concrete by means of conveyors, other than those comprising skips or containers, e.g. endless belts, screws, air under pressure using a pump
    • B28C7/165—Discharge means, e.g. with intermediate storage of fresh concrete by means of conveyors, other than those comprising skips or containers, e.g. endless belts, screws, air under pressure using a pump using a fluid, e.g. gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28C—PREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28C7/00—Controlling the operation of apparatus for producing mixtures of clay or cement with other substances; Supplying or proportioning the ingredients for mixing clay or cement with other substances; Discharging the mixture
    • B28C7/16—Discharge means, e.g. with intermediate storage of fresh concrete
    • B28C7/162—Discharge means, e.g. with intermediate storage of fresh concrete by means of conveyors, other than those comprising skips or containers, e.g. endless belts, screws, air under pressure
    • B28C7/163—Discharge means, e.g. with intermediate storage of fresh concrete by means of conveyors, other than those comprising skips or containers, e.g. endless belts, screws, air under pressure using a pump
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F21/00—Implements for finishing work on buildings
    • E04F21/02—Implements for finishing work on buildings for applying plasticised masses to surfaces, e.g. plastering walls
    • E04F21/06—Implements for applying plaster, insulating material, or the like
    • E04F21/08—Mechanical implements
    • E04F21/085—Mechanical implements for filling building cavity walls with insulating materials
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F21/00—Implements for finishing work on buildings
    • E04F21/02—Implements for finishing work on buildings for applying plasticised masses to surfaces, e.g. plastering walls
    • E04F21/06—Implements for applying plaster, insulating material, or the like
    • E04F21/08—Mechanical implements
    • E04F21/12—Mechanical implements acting by gas pressure, e.g. steam pressure
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00—Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/02—Conveying or working-up concrete or similar masses able to be heaped or cast
    • E04G21/04—Devices for both conveying and distributing
    • E04G21/0418—Devices for both conveying and distributing with distribution hose
    • E04G21/0436—Devices for both conveying and distributing with distribution hose on a mobile support, e.g. truck
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/04—Lining with building materials
    • E21D11/10—Lining with building materials with concrete cast in situ; Shuttering also lost shutterings, e.g. made of blocks, of metal plates or other equipment adapted therefor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/04—Lining with building materials
    • E21D11/10—Lining with building materials with concrete cast in situ; Shuttering also lost shutterings, e.g. made of blocks, of metal plates or other equipment adapted therefor
    • E21D11/105—Transport or application of concrete specially adapted for the lining of tunnels or galleries ; Backfilling the space between main building element and the surrounding rock, e.g. with concrete

Definitions

  • the invention relates to the field of construction, and more particularly to the thermal and/or acoustic insulation of buildings by spraying lightweight concrete.
  • wet method water is added to the mixture of aggregate and binder to form concrete before it is sprayed onto the site to be coated.
  • dry method water is added to the mixture at the time of projection. The wet process has long been used (and still is) for concrete and mineral mortars.
  • the dosage of concrete is complex, in particular because of the difficulty in controlling the flow rate of the dry mixture (especially if the pressure generated by the blower is not adjustable).
  • This wet projection process maximizes the flow rate (and therefore yield) while optimizing the quantity of water and minimizing dust.
  • FIG. 1 an insulation site for a building 1 is shown.
  • the nature of the building 1 does not matter; This is a residential house but it could just as easily be a building, an outbuilding, a garage, a shelter, etc.
  • Building 1 classically comprises masonry 2 (including facade, gables, floors, slabs) topped with a roof.
  • the insulation work consists of covering masonry 2 (e.g. the gable under the prevailing wind) with a sprayed layer of lightweight insulation concrete 3 , examples of composition of which will be provided below.
  • This projection system 4 comprises, firstly, a container 5 equipped with a tank 6 in which The already ready concrete 3 is poured, and at least one endless screw 7 goes.
  • the tank 6 is provided with at least one primary outlet orifice 8A, arranged to the right of the endless forward screw 7.
  • the forward endless screw 7 is rotatably mounted in the tank 6 to continuously transport the concrete 3 to the primary orifice 8A.
  • the tank 6 comprises a pair of inclined longitudinal walls 9, connected by two transverse end walls, namely an upstream transverse wall 10 and a downstream transverse wall 11.
  • the tank 6 has an opening 12 through which the concrete 3 is poured and, opposite the opening 12, a bottom 13 in the form of a gutter.
  • the forward screw 7 is in the form of an Archimedean screw made of steel (preferably stainless) comprising a shaft 14 mounted between the transverse walls 10, 11, and a helix 15 secured to the shaft 14.
  • the external diameter of the propeller 15, substantially equal (within a few millimeters) to the internal diameter of the bottom 13 of the tank 6, is between 100 mm and 200 mm, and preferably of the order of 125 mm.
  • the pitch of the propeller 15 is between 100 mm and 200 mm, and preferably of the order of 125 mm.
  • the diameter of the shaft 14 is between 20 mm and 40 mm, and e.g. of the order of 30 mm.
  • the forward screw 7 is mounted to rotate relative to the tank 6 (and more precisely relative to the transverse walls 10, 11) by means of bearings, preferably rolling bearings.
  • the shaft 14 has a cantilevered section 16 which protrudes from the tank 6 and to which a wheel 17 (pulley or toothed wheel) is attached.
  • the container 5 is equipped with a motor 18 (thermal or electric) which drives the shaft 14 in rotation via the wheel 17, via a belt transmission 19 (as in the example illustrated), at chain or gears, engaged with the wheel 17.
  • the container 5 comprises a mobile cart 20 provided with a chassis 21, on which the tank 6 and the motor 18 are mounted, and with a set of wheels 22 mounted in rotation relative to the chassis 21.
  • the chassis 21 is advantageously equipped with a caravan type attachment 23, so that the container 5 can be towed to be transported to the site by a vehicle equipped with a suitable hitch.
  • the concrete 3 is introduced already prepared (and therefore wet) into the tank 6.
  • the concrete 3 can be prepared by hand but, according to a preferred embodiment, the projection system 4 comprises in this regard effect a mixer 24 into which the ingredients are poured and which prepares the concrete 3 from them.
  • the mixer 24 has a vertical axis; it comprises a frame 25, a tank 26 mounted on the frame 25, a rotor 27 provided with blades 28, and a motor 29 coupled to the rotor 27 to drive the latter in rotation around the axis so as to mix the ingredients of so as to obtain a homogeneous concrete 3 .
  • the mixer 24 can be mounted on a utility vehicle 30 , in this case a flatbed truck.
  • the container 5 is arranged directly above the mixer 24, which is advantageously equipped with a hatch and a hopper 31 through which, when the hatch is opened, the wet mixed concrete 3 is poured into the tank 6 of the container 5.
  • the ingredients of concrete 3 include at least one vegetable aggregate, a binder and water.
  • the aggregate is hemp, whose density (for dry hemp) is of the order of 100 kg/m 3 in bulk (i.e. not packed).
  • the binder is e.g. prompt natural cement.
  • the setting retarder is e.g. citric acid, typically food grade.
  • the quantity is tiny compared to those of the main components (aggregates, binder, water); we can respect the customary recommendations, which recommend 80g of citric acid for a 25 kg bag of natural prompt cement (i.e. 320g for 100 kg of natural prompt cement).
  • Such a quantity is sufficient to delay the setting of the concrete by at least half an hour, whatever the composition chosen from the three revealed above.
  • a cohesion agent intended to maintain the cohesion of the concrete during spraying is added to the mixture.
  • This cohesion agent also plays the role of water-retaining adjuvant, intended to improve the stability and homogeneity of the concrete.
  • Methylcellulose is chosen because it fulfills both functions. The quantity added to the mixture is tiny compared to those of the main components.
  • the quantity of cohesion agent/water retention agent is advantageous in being proportional to the weight of the aggregate.
  • a quantity of water retention in particular methylcellulose
  • 2% by weight i.e. 2 kg per 100 kg - or 1000 l - of hemp
  • the following method of preparing concrete 3, which turns out to be excellent The hemp is first introduced dry into the mixer 24 then the methylcellulose, dosed at 2% by weight of the hemp, is added thereto. We then let the mixer run for a few seconds so that the methylcellulose coats the hemp, then we add 1l of water per kg of hemp. We then introduce the binder (in particular prompt), then add 0.5l of water per kg of binder.
  • the tank 6 of the container 5 is provided with at least one primary outlet orifice 8A , positioned in line with the outward screw 7 . More precisely, the primary orifice 8A opens into or near the bottom 13.
  • the primary orifice 8A can be formed by a drilling made in the tank 6 (possibly directly in the bottom) or, as in the example illustrated, by an attached tube 32 , secured to a longitudinal wall 9 (by being fixed to this for example by welding).
  • This tube 32 preferably has an internal diameter of 50 mm.
  • the primary orifice 8A is preferably positioned in the vicinity of the downstream transverse wall 11 , at a short distance therefrom.
  • the forward screw 7 has a right-hand pitch; in this case, it is rotated by the motor 18 in a counterclockwise direction so as to convey the poured concrete 3 to the primary orifice 8A .
  • the shaft 14 of the forward screw 7 has a downstream end section 33 devoid of a helix (the helix 15 is interrupted slightly downstream of the orifice 8A primary) but provided with a clod-breaking device 34 , here in the form of a series of cylindrical blades 35 .
  • This device 34 is intended to disintegrate the concrete 3 which accumulates around the downstream end section 33 .
  • the tank 6 is provided with a secondary outlet orifice 8B , also arranged to the right of the endless forward screw 7 .
  • the secondary orifice 8B opens into or near the bottom 13, to the right of the primary orifice 8A .
  • the secondary orifice 8B can be formed by an attached tube fixed to a longitudinal wall or, as in the example illustrated, directly in the bottom 13 of the tank 6.
  • the secondary orifice 8B is advantageously extended by an attached tube 37 , welded to the tank 6. This tubing 37 preferably has an internal diameter of 50 mm.
  • the container 5 is equipped with a return endless screw 38 , mounted in parallel with the forward endless screw 7 and rotated in the opposite direction therefrom.
  • return screw 38 can be identical in design to the forward screw 7 , and like it comprises a shaft 14 and a helix 15.
  • the return screw 38 is however mounted head to tail in relation to the forward screw 7 , as is visible on the figure 4 .
  • the return screw 38 overhangs the forward screw 7 , being slightly offset transversely relative to the latter.
  • the helix 14 of the return screw 38 extends from the downstream transverse wall 11 of the tank 6 to a short distance from the upstream transverse wall 10 , and presents in the vicinity of the latter a clod breaker device 34 of design identical to that of screw 7 go.
  • the return screw 38 can be driven by means of the motor 18, the reversal of the direction of rotation of the return screw 38 relative to the forward screw 7 can be carried out via a pair of pinions 39 in gear engagement, mounted at the downstream ends of the screws 7, 38 projecting from the downstream transverse wall 11 .
  • the concrete 3 which has not been evacuated through the outlet orifice 8A (or the outlet orifices 8A, 8B ) is broken up by the clod breaker device 34 of the screw 7 going and rerouted from downstream to upstream by the return screw 38 . Arriving in the vicinity of the upstream transverse wall 10 , the concrete 3 thus rerouted is disintegrated again by the clod breaker device 34 of the return screw 38 then falls back into the bottom 13 before being transported again from upstream to downstream by the screw 7 goes, to be evacuated through the outlet orifice 8A (or the orifices 8A, 8B ). This recirculation of the concrete 3 is carried out until it has been completely evacuated.
  • the (or each) supply conduit 45A is advantageously in the form of a flexible tube, optionally reinforced with a spiral wire, and preferably having a smooth internal wall and an external diameter equal (to the nearest clearance) to the diameter internal of the tube 32 forming the primary orifice 8A (respectively the tubing 38 extending the secondary orifice 8B ) - or approximately 50 mm in the example illustrated.
  • the reinforcing wire is metallic, so as to conduct electricity. Grounding this wire then eliminates the phenomena of static electricity generated by the friction of the flow of material against the internal wall of the supply conduit 45A .
  • the compressed air source 44 is a compressor.
  • This compressor 44 is for example mounted on a cart 46 provided with a set of wheels 47 and a caravan type attachment 48 , so that the compressor 44 can be towed to be transported to the site by a vehicle equipped with a suitable hitch.
  • the compressor 44 is connected to the venturi 42 by means of a flexible 49 made of rubber or any other pressure-resistant elastomer.
  • the lance 40 is equipped with a connector 50 to which the flexible 49 is connected in a watertight manner.
  • the lance 40 is advantageously equipped, in addition, with a valve 51 interposed between the connection 50 and the venturi 42.
  • This valve 51 is for example of the quarter-turn type and comprises a spherical plug 52 integral in rotation with a handle 53 the maneuver of which places the plug 52 in an open position (illustrated on the figures 10 And 13 ) in which the plug 52 lets the air coming from the compressor 44 pass, or a closed position (not shown) in which the plug 52 blocks the air passage.
  • the lance 40 has a conduit 54 connecting the connector 50 to the barrel 41 ; the venturi 42 is in the form of a constriction made in this conduit 54 on the side of the barrel 41. More precisely, the venturi 42 comprises a narrowed section 55 (that is to say of lesser diameter than that of the conduit 54 in downstream of the plug 5 2) , followed by a flared section 56 through which the venturi 42 opens into the barrel 41, which has a diameter much greater than that of the conduit 54, and in particular that of the narrowed section 55 .
  • the conduit 54 has an average diameter D1 of between 12 mm and 20 mm, and for example.
  • the section 55 shrinks a diameter D2 of between 5mm and 15mm, and e.g. of the order of 10mm, the flared section 56 (taken at its widest) an outlet diameter D3 of the order of 20mm, and the barrel 41 an internal diameter D4 of 50mm.
  • This configuration allows, with a working pressure provided by the compressor of the order of 7 to 8 bars (for a flow rate included between 3,000 l/min and 5,000 l/min), to obtain in the barrel 41, to the right of the venturi 42, a depression greater than 0.5 bar (that is to say a pressure less than 0, 5 bar), and in particular between 0.5 bar and 0.99 bar (i.e. a pressure between 0.01 and 0.5 bar).
  • the vacuum is preferably greater than 0.7 bar (i.e. the pressure is less than 0.3 bar).
  • This depression is transmitted, via the primary inlet pipe 43A and the primary inlet conduit 45A , to the primary outlet orifice 8A through which the circulating concrete 3 is then sucked in.
  • the tank 6 comprises two outlet orifices 8A, 8B , namely a primary orifice 8A and a secondary orifice 8B
  • the projection lance 40 is in this case equipped with a secondary intake pipe 43B opening into the barrel 41
  • system 3 comprises a secondary supply conduit 45B connecting the secondary outlet orifice 8B to the secondary intake pipe 43B .
  • the depression in the barrel 41 is transmitted, via the secondary inlet pipe 43B and the secondary inlet conduit 45B , to the secondary outlet orifice 8B through which the concrete 3 in circulation is then sucked in.
  • each supply conduit 45A, 45B is provided with one (or more) notch(s) 57 which protrude(s) from the tube 32 (respectively from the tubing 37) and extend(s) up to the outlet orifice 8A (respectively 8B ).
  • This (these) notch(s) 57 has (have) the function of avoiding the obstruction of the outlet orifice 8A (respectively 8B) by promoting the circulation of air there under the effect of the depression generated by the venturi 42, and therefore facilitate the suction of the concrete circulating in the tank 6.
  • each supply conduit 45A, 45B is provided with three notches 57 distributed at 120°.
  • each notch 57 passes through the wall of the conduit 45A, 45B, and the conduit 45A, 45B is fitted onto a tube 58 which extends from the respective orifice 8A, 8B to beyond the notch 57.
  • each notch 57 is dug into the thickness of the conduit 45A, 45B without, however, drilling it.
  • the lance 40 comprises a primary intake tube 43A and a secondary intake tube 43B superimposed, which all open two in the barrel 41 via a collector 59 preferably inclined at an angle A of approximately 45° relative to the barrel 41.
  • the barrel 41 has a main section 60 of constant diameter D4 (that is to say of approximately 50 mm in the example illustrated), and preferably an end section 61 of larger diameter (this diameter, denoted D5, is advantageously between 60 and 90 mm, and for example approximately 70 mm) intended to reduce the flow speed of the concrete 3 to minimize rebounds against the surface to be coated, while forming a flared jet which makes it possible to increase the surface covered by the projection.
  • the lance 40 comprises a primary intake tube 43A and a secondary intake tube 43B symmetrical with respect to the barrel 41, in which they both open directly at the level of the venturi 42, preferably with an angle B (of approximately 45° in the example shown).
  • the latter Downstream of the junction of the intake pipes 43A, 43B with the barrel 41, the latter comprises a section 62 of smaller diameter (this diameter, denoted D6, is advantageously between 3 and 45 mm, and for example approximately 40 mm).
  • This section 62 of smaller diameter includes a straight portion 63 , the length of which is between 150 mm and 300 mm (and for example approximately 200 mm), and a bent portion 64 which extends the straight portion 63 and forms with that here an angle C advantageously between 30° and 50°, and for example. approximately 45°.
  • the straight portion 63 can be made by fitting a tube of small diameter (between 30 and 50 mm, and for example of approximately 40 mm) into an external end tube of larger diameter (for example of 50 approximately mm) with the interposition of an airtight filling product 65 , such as a closed-cell polymer foam.
  • an airtight filling product 65 such as a closed-cell polymer foam.
  • the section 62 of smaller diameter opens into a section 66 of large diameter (this diameter, denoted D7, is advantageously greater than 90 mm, and for example approximately 120 mm) intended to reduce the flow speed of the concrete 3 to minimize rebounds on the surface to be coated, while forming a flared jet which increases the surface covered by the projection.
  • the section 66 of large diameter partially overlaps the section 62 of smaller diameter, and has an external bent portion 67 which is connected to the latter upstream of its mouth, so as to create around the bent portion 64 a decompression chamber 68 intended to generate turbulence in the flow of concrete in order to slow it down, favoring its projection in small lumps rather than in large lumps, and its homogeneous distribution over the surface to be coated.
  • a large diameter end section 61 can be added to the barrel 41, this end section 61 making it possible, through pressure losses, to slow down the flow of concrete, thus reducing the risk of the material rebounding on the surface to be coated. .
  • a first phase consists of preparing concrete 3 by mixing in predetermined proportions (see above) the natural fibrous aggregate (chènevotte), the binder (here prompt cement) and water, possibly added with setting retarder (such as than citric acid) and water-retaining adjuvant (methylcellulose). This mixture can be carried out by hand but it is advantageously carried out using the mixer 24.
  • a second phase consists of pouring the wet concrete 3 thus prepared (visible in gray on the figure 2 ) in the container 5, and more precisely in the tank 6 of which the endless screw(s) 7, 38 have been started.
  • the hatch is opened. Concrete 3 pours into tank 6 through hopper 31.
  • a third phase consists of continuously circulating the wet concrete 3 in the tank 6 up to the outlet orifices 8A, 8B .
  • This circulation is carried out by means of the screw 7 (or screws 7, 38), driven jointly (and in opposite directions) in rotation by the motor 18.
  • the clod breaker device(s) 34 disintegrates (nt) any agglomerates which form in the vicinity of the downstream end wall 11 (respectively the upstream end wall 10 ).
  • a fourth phase consists of sucking up the wet concrete 3 along the supply conduits 45A, 45B connecting the outlet orifices 8A, 8B of the tank 6 to the projection lance 40 , by means of the venturi 42 supplied with compressed air by the compressor 44, and to project onto the support 2, by means of the lance 40, the wet concrete 3 thus sucked up.
  • the notches 57 formed in the supply conduit 45A facilitate the circulation of air (as illustrated by the arrows on the detail medallions of the Figure 6 ) and avoid the obstruction of the outlet orifice 8A (or the outlet orifices 8A, 8B ) by the concrete 3.
  • the concrete 3 is sucked into the supply conduit 45A (or the conduits 45A, 45B) by lumps of small size (from a few cubic millimeters to a few cubic centimeters) which thus obstruct neither the conduit 45A (or the conduits 45A, 45B) nor the lance 40 and are projected onto the surface to be coated at a speed which, as suggested below above, can be adjusted by varying the diameter of the barrel 41.
  • the architecture of the projection system 1 makes it possible to obtain a projection flow rate greater than 2 m 3 /h, and which can even reach 3 m 3 /h.
  • a wall 2 having a length of 10m and a height of 3.3 m with a layer of lightweight concrete 3 insulation with a thickness of 15 cm (i.e. an approximate volume of 5 m 3 )
  • two and three hours of projection are sufficient. If the worker 69 is alone on the site, he must also count the time for preparing the concrete 3 (e.g. in successive increments of 100 l), unless the concrete 3 is prepared continuously, e.g. by a second worker dedicated to this task, in which case the preparation time for concrete 3 is hidden.
  • guides 70 typically in the form of boards
  • the worker 69 can flatten the sprayed concrete 3 using a mason's rule. If it is still wet enough, the scraped concrete can be recycled by being reintroduced into container 5.
  • the fact of being able to spray the concrete 3 in the wet process makes it possible to optimize the quantity of water consumed, the water dosage of the concrete 3 being lower than that of a concrete intended to be implemented by hand.
  • the efficiency of the suction generated by the venturi 42, the dimensioning of the supply conduit 45A (of the conduits 45A, 45B) , the structure of the container 5 and of the projection lance 10 together make it possible to obtain good projection flow rates and therefore improve effective production yields. It will be observed that the presence of the hemp in the barrel 41 narrows the passage section and consequently increases the depression at the level of the venturi 42, which increases the suction force.
  • system 4 can be used to spray concrete in a dry process, the venturi 42 being able to suck up aggregate alone which can be added with binder and wetted at the outlet of the lance 10.

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Description

  • L'invention a trait au domaine de la construction, et plus particulièrement à l'isolation thermique et/ou acoustique des bâtiments par projection d'un béton léger.
  • Le béton projeté est connu de longue date, comme l'atteste le brevet français FR 578 421 de 1924 , qui décrit un dispositif de projection de béton par air comprimé.
  • Parmi les techniques de projection des bétons, on distingue la voie humide et la voie sèche. Dans la voie humide, l'eau est ajoutée au mélange du granulat et du liant pour former le béton avant que celui-ci ne soit projeté sur le site à revêtir. Dans la voie sèche, l'eau est ajoutée au mélange au moment de la projection. La voie humide a longtemps été utilisée (et l'est toujours) pour les bétons et mortiers minéraux.
  • Récemment, des techniques ont été imaginées pour la projection de bétons légers d'isolation, et plus particulièrement de bétons dans lesquels le granulat est un granulat végétal (typiquement de la chènevotte, c'est-à-dire la partie intérieure fragmentée de la tige de chanvre). On pourra par ex. se reporter à la demande de brevet français FR 2 923 242 , qui décrit un procédé de projection de béton de faible densité, dans lequel un mélange sec est obtenu par homogénéisation d'un granulat léger d'origine végétale (notamment de la chènevotte) avec un liant ; ce mélange sec est ensuite transporté de manière pneumatique au moyen d'une soufflante ; le mélange sec est humidifié pendant son transport par une dispersion d'eau, puis le béton ainsi obtenu est projeté sur une surface.
  • Ce procédé, intermédiaire entre la voie humide (prétendument inadaptée à des bétons compressibles, selon le document FR 2 923 242 ) et la voie sèche (dont le caractère volumineux conduirait, selon le document FR 2 923 242 , à des blocages et à des obstructions au niveau des doseurs), ne va cependant pas sans inconvénients.
  • D'abord, le dosage du béton est complexe, notamment en raison de la difficulté à maîtriser le débit du mélange sec (surtout si la pression générée par la soufflante n'est pas réglable).
  • Ensuite, l'humidification étant réalisée immédiatement avant la projection, l'eau n'imprègne qu'en partie le mélange sec. La fraction du mélange qui demeure sèche est cependant projetée mais ne s'agglomère pas sur la surface à couvrir et, rebondissant sur celle-ci, se disperse aux alentours. Il en résulte des pertes de matériau. Pour minimiser ces pertes, pleinement admises par le document FR 2 923 242 , celui-ci propose de recycler le matériau rebondi. C'est une solution satisfaisante en théorie ; dans la pratique cependant, la récupération du matériau rebondi prend du temps, et son recyclage nécessite de prévoir un doseur dédié. En outre, le rebond de mélange sec génère des poussières qui, compte tenu de la présence de fibres et de liant (à base de ciment ou chaux), peuvent agresser les voies respiratoires. On pourrait augmenter le débit d'eau mais cette solution est exclue en raison d'un risque d'humidifier le granulat (ce que le document FR 2 923 242 exclut expressément).
  • FR 3 007 780 A1 divulgue un système de projection de béton, qui comprend:
    • Un conteneur équipé d'une cuve et d'au moins une vis sans fin aller montée en rotation dans la cuve, la cuve étant munie d'au moins un orifice primaire de sortie au droit de la vis sans fin aller ;
    • Un compresseur ;
    • Un flexible en caoutchouc ou dans tout autre élastomère résistant à la pression relié au compresseur;
    • Une lance de projection équipée d'un canon ;
    • Un conduit primaire d'amenée reliant l'orifice primaire de sortie de la cuve à la lance.
  • Un objectif est de proposer un procédé et une installation de projection de béton léger d'isolation par voie humide qui permettent, séparément ou conjointement :
    • d'améliorer les rendements effectifs ;
    • de minimiser les pertes ;
    • de minimiser les émanations de poussières ;
    • d'optimiser la consommation d'eau ;
    • de projeter un béton léger incorporant un liant à prise rapide.
  • A cet effet, il est proposé, en premier lieu, un procédé de revêtement d'un support au moyen d'un béton léger d'isolation suivant la revendication
  • Ce procédé de projection en voie humide permet de maximiser le débit (et donc le rendement) tout en optimisant la quantité d'eau et en minimisant les poussières.
  • Diverses caractéristiques supplémentaires de ce procédé peuvent être prévues, seules ou en combinaison :
    • le liant est du ciment naturel prompt.
    • le béton contient un retardateur de prise ;
    • la pression régnant dans la lance au droit de la buse est inférieure à 0,5 bars, et de préférence inférieure à 0,3 bars.
  • Il est proposé, en deuxième lieu, un système de projection de béton léger d'isolation suivant la revendication 1.
  • D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description d'un mode de réalisation, faite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels :
    • la figure 1 est une vue en perspective illustrant un chantier d'isolation extérieure d'un bâtiment réalisé au moyen d'un système de projection de béton léger ;
    • la figure 2 est une vue de détail du chantier de la figure 1, à plus grande échelle ;
    • la figure 3 est une vue de détail du chantier de la figure 1, à plus grande échelle encore ;
    • la figure 4 est une vue de dessus d'un conteneur équipant le système de projection avec, en médaillons, deux détails à plus grande échelle ;
    • la figure 5 est une vue en perspective, en arraché partiel, du conteneur de la figure 4 ;
    • la figure 6 est une vue en coupe partielle du conteneur de la figure 4, selon le plan de coupe VI-VI ;
    • la figure 7 est une vue de détail en coupe du conteneur de la figure 6, selon le plan VII-VII ;
    • la figure 8 est une vue en perspective d'une lance équipant le système de projection, selon un premier mode de réalisation ne faisant pas partie de l'invention;
    • la figure 9 est une vue en coupe de la lance de la figure 8, selon le plan de coupe IX ;
    • la figure 10 est une vue d'un détail de la lance de la figure 9, prise dans l'encart X ;
    • la figure 11 est une vue en perspective d'une lance équipant le système de projection, selon un deuxième mode de réalisation conformément à l'invention;
    • la figure 12 est une vue en coupe de la lance de la figure 11, selon le plan de coupe XII ;
    • la figure 13 est une vue d'un détail de la lance de la figure 12, prise dans l'encart XIII.
  • Sur la figure 1 est représenté un chantier d'isolation d'un bâtiment 1. La nature du bâtiment 1 importe peu ; il s'agit ici d'une maison d'habitation mais il pourrait tout aussi bien s'agir d'un immeuble, d'une dépendance, d'un garage, d'un abri, etc.
  • Le bâtiment 1 comprend classiquement des maçonneries 2 (incluant façade, pignons, sols, dalles) surmontées d'une toiture. En l'espèce, le chantier d'isolation consiste à revêtir une maçonnerie 2 (par ex. le pignon sous vent dominant) d'une couche projetée d'un béton 3 léger d'isolation, dont des exemples de composition seront fournis ci-après.
  • Le revêtement est réalisé au moyen d'un système 4 de projection transportable in situ (comme illustré). Ce système 4 de projection comprend, en premier lieu, un conteneur 5 équipé d'une cuve 6 dans laquelle est déversé le béton 3 déjà prêt, et d'au moins une vis 7 sans fin aller. La cuve 6 est pourvue d'au moins un orifice 8A primaire de sortie, disposé au droit de la vis 7 sans fin aller.
  • La vis 7 sans fin aller est montée en rotation dans la cuve 6 pour transporter en continu le béton 3 jusqu'à l'orifice 8A primaire. La cuve 6 comprend une paire de parois 9 longitudinales inclinées, reliées par deux parois transversales d'extrémité, à savoir une paroi 10 transversale amont et une paroi 11 transversale aval. La cuve 6 présente une ouverture 12 par laquelle est déversé le béton 3 et, à l'opposé de l'ouverture 12, un fond 13 en forme de gouttière.
  • La vis 7 aller se présente sous forme d'une vis d'Archimède en acier (de préférence inoxydable) comprenant un arbre 14 monté entre les parois 10, 11 transversales, et une hélice 15 solidaire de l'arbre 14. Le diamètre externe de l'hélice 15, sensiblement égal (au jeu de quelques millimètres près) au diamètre interne du fond 13 de la cuve 6, est compris entre 100 mm et 200 mm, et de préférence de l'ordre de 125 mm. Le pas de l'hélice 15 est compris entre 100 mm et 200 mm, et de préférence de l'ordre de 125 mm. Le diamètre de l'arbre 14 est compris entre 20 mm et 40 mm, et par ex. de l'ordre de 30 mm.
  • La vis 7 aller est montée en rotation par rapport à la cuve 6 (et plus précisément par rapport aux parois 10, 11 transversales) au moyen de paliers, de préférence à roulement. A une extrémité amont, l'arbre 14 présente une section 16 en porte-à-faux qui dépasse de la cuve 6 et dont est solidaire une roue 17 (poulie ou roue dentée).
  • Comme on le voit sur la figure 3, le conteneur 5 est équipé d'un moteur 18 (thermique ou électrique) qui entraîne en rotation l'arbre 14 via la roue 17, par l'intermédiaire d'une transmission 19 à courroie (comme dans l'exemple illustré), à chaîne ou à engrenages, en prise avec la roue 17. Selon un mode de réalisation préféré illustré sur les figures 3 à 5, le conteneur 5 comprend un chariot 20 mobile muni d'un châssis 21, sur lequel sont montés la cuve 6 et le moteur 18, et d'un train de roues 22 monté en rotation par rapport au châssis 21. Le châssis 21 est avantageusement équipé d'une attache 23 de type caravane, de sorte que le conteneur 5 peut être remorqué pour être transporté sur le chantier par un véhicule équipé d'un attelage adapté.
  • Comme indiqué ci-dessus, le béton 3 est introduit déjà préparé (et donc humide) dans la cuve 6. Le béton 3 peut être préparé à la main mais, selon un mode de préféré de réalisation, le système 4 de projection comprend à cet effet un malaxeur 24 dans lequel sont versés les ingrédients et qui prépare le béton 3 à partir de ceux-ci.
  • Dans l'exemple illustré, le malaxeur 24 est à axe vertical ; il comprend un châssis 25, une cuve 26 montée sur le châssis 25, un rotor 27 muni de pales 28, et un moteur 29 accouplé au rotor 27 pour entraîner celui-ci en rotation autour de l'axe de manière à mélanger les ingrédients de sorte à obtenir un béton 3 homogène.
  • Comme on le voit en outre sur les figures 1 à 3, le malaxeur 24 peut être monté sur un véhicule 30 utilitaire, en l'espèce un camion à plateau. Dans ce cas, le conteneur 5 est disposé à l'aplomb du malaxeur 24, qui est avantageusement équipé d'une trappe et d'une trémie 31 par laquelle, à l'ouverture de la trappe, le béton 3 malaxé humide est déversé dans la cuve 6 du conteneur 5.
  • Les ingrédients du béton 3 comprennent au minimum un granulat végétal, un liant et de l'eau.
  • Le granulat est de la chènevotte, dont la masse volumique (pour la chènevotte sèche) est de l'ordre de 100 kg/m3 en foisonné (c'est-à-dire non tassé). Le liant est par ex. du ciment naturel prompt.
  • Les gammes de proportions massiques sont les suivantes :
    • granulat (chènevotte) : de 21% à 34%
    • liant (par ex. ciment naturel prompt) : de 21% à 40%
    • eau : de 35% à 44%.
  • Exemple de composition (en proportions massiques) pour un béton destiné à isoler un toit :
    • granulat (chènevotte) : 34,8%
    • liant (ciment naturel prompt) : de 21,7%
    • eau : 43,5%.
  • Soit, pour 100 kg (soit 1000 1) de chènevotte, 62,5 kg de ciment prompt et 125 l d'eau.
  • Exemple de composition (en proportions massiques) pour un béton destiné à isoler un mur :
    • granulat (chènevotte) : 28,6%
    • liant (ciment naturel prompt) : 35,7%
    • eau : 35,7%.
  • Soit, pour 100 kg (soit 1000 l) de chènevotte, 125 kg de ciment prompt et 125 l d'eau.
  • Exemple de composition (en proportions massiques) pour un béton destiné à isoler un sol :
    • granulat (chènevotte) : 21%
    • liant (ciment naturel prompt) : 39,5%
    • eau : 39,5%.
  • Soit, pour 100 kg (soit 1000 l) de chènevotte, 187,5 kg de ciment prompt et 187,5 l d'eau.
  • Il est avantageux d'ajouter au mélange un retardateur de prise, de sorte à éviter que le béton 3 ne prenne avant d'avoir été projeté, notamment par temps chaud. De manière classique, le retardateur de prise est par ex. de l'acide citrique, typiquement de qualité alimentaire. La quantité est infime au regard de celles des principaux composants (granulat, liant, eau) ; on peut respecter les recommandations coutumières, qui préconisent 80g d'acide citrique pour un sac de ciment prompt naturel de 25 kg (soit 320g pour 100 kg de ciment prompt naturel). Une telle quantité est suffisante pour retarder d'une demi-heure au moins la prise du béton, quelle que soit la composition choisie parmi les trois révélées ci-dessus.
  • Un agent de cohésion destiné à maintenir la cohésion du béton pendant la projection est ajouté au mélange. Cet agent de cohésion joue également le rôle d'adjuvant rétenteur d'eau, destiné à améliorer la stabilité et l'homogénéité du béton. La méthylcellulose est choisie car elle remplit ces deux fonctions. La quantité ajoutée au mélange est infime au regard de celles des principaux composants.
  • Les essais ont démontré que la quantité d'agent de cohésion / de rétenteur d'eau a avantage à être proportionnelle au poids de granulat. Dans le cas de la chènevotte, une quantité de rétenteur d'eau (notamment de méthylcellulose) de 2% en poids (soit 2 kg pour 100 kg - ou 1000 l - de chènevotte) donne de bons résultats, et ce quelle que soient les proportions de liant et d'eau.
  • Avantageusement, on peut employer la méthode suivante de préparation du béton 3, qui se révèle excellente. La chènevotte est d'abord introduite sèche dans le malaxeur 24 puis la méthylcellulose, dosée à 2% en poids de la chènevotte est ajoutée à celle-ci. On laisse ensuite tourner le malaxeur 24 quelques secondes pour que la méthylcellulose enrobe la chènevotte puis on ajoute 1l d'eau par kg de chènevotte. On introduit ensuite le liant (notamment du prompt), puis on ajoute 0,5l d'eau par kg de liant.
  • Comme cela a déjà été indiqué, la cuve 6 du conteneur 5 est munie d'au moins un orifice 8A primaire de sortie, positionné au droit de la vis 7 aller. Plus précisément, l'orifice 8A primaire débouche dans ou au voisinage du fond 13.
  • L'orifice 8A primaire peut être formé par un perçage réalisé dans la cuve 6 (éventuellement directement dans le fond) ou, comme dans l'exemple illustré, par un tube 32 rapporté, solidaire d'une paroi 9 longitudinale (en étant fixé à celle-ci par ex. par soudage). Ce tube 32 présente de préférence un diamètre interne de 50 mm.
  • L'orifice 8A primaire est de préférence positionné au voisinage de la paroi 11 transversale aval, à faible distance de celle-ci. Comme on le voit sur la figure 4, la vis 7 aller présente un pas à droite ; dans ce cas, elle est entraînée en rotation par le moteur 18 dans le sens anti-horaire de sorte à acheminer vers l'orifice 8A primaire le béton 3 déversé. Entre l'orifice 8A primaire et la paroi 11 transversale aval, l'arbre 14 de la vis 7 aller présente une section 33 d'extrémité aval dépourvue d'hélice (l'hélice 15 s'interrompt légèrement en aval de l'orifice 8A primaire) mais pourvue d'un dispositif 34 brise-mottes, ici sous forme d'une série de pales 35 cylindriques. Ce dispositif 34 est prévu pour désagréger le béton 3 qui s'accumule autour de la section 33 d'extrémité aval.
  • La cuve 6 est munie d'un orifice 8B secondaire de sortie, également disposé au droit de la vis 7 sans fin aller. L'orifice 8B secondaire débouche dans ou au voisinage du fond 13, au droit de l'orifice 8A primaire. L'orifice 8B secondaire peut être formé par un tube rapporté fixé à une paroi longitudinale ou, comme dans l'exemple illustré, directement dans le fond 13 de la cuve 6. L'orifice 8B secondaire se prolonge avantageusement par une tubulure 37 rapportée, soudée à la cuve 6. Cette tubulure 37 présente de préférence un diamètre interne de 50 mm.
  • Selon un mode de réalisation préféré illustré sur les figures, le conteneur 5 est équipé d'une vis 38 sans fin retour, montée en parallèle de la vis 7 sans fin aller et entraînée en rotation en sens inverse de celle-ci. La vis 38 retour peut être de conception identique à la vis 7 aller, et comprend comme elle un arbre 14 et une hélice 15. La vis 38 retour est toutefois montée tête bêche par rapport à la vis 7 aller, comme cela est visible sur la figure 4. Dans l'exemple illustré, la vis 38 retour surplombe la vis 7 aller, en étant légèrement décalée transversalement par rapport à celle-ci. L'hélice 14 de la vis 38 retour s'étend depuis la paroi transversale 11 aval de la cuve 6 jusqu'à faible distance de la paroi 10 transversale amont, et présente au voisinage de celle-ci un dispositif 34 brise-mottes de conception identique à celui de la vis 7 aller.
  • L'entraînement de la vis 38 retour peut être réalisé au moyen du moteur 18, l'inversion du sens de rotation de la vis 38 retour par rapport à la vis 7 aller pouvant être effectué par l'intermédiaire d'une paire de pignons 39 en prise d'engrenage, montés aux extrémités aval des vis 7, 38 en saillie de la paroi 11 transversale aval.
  • De la sorte, le béton 3 qui n'a pas été évacué par l'orifice 8A (ou les orifices 8A, 8B) de sortie est désagrégé par le dispositif 34 brise-mottes de la vis 7 aller et réacheminé d'aval en amont par la vis 38 retour. Arrivé au voisinage de la paroi 10 transversale amont, le béton 3 ainsi réacheminé est désagrégé à nouveau par le dispositif 34 brise-mottes de la vis 38 retour puis retombe dans le fond 13 avant d'être à nouveau acheminé d'amont en aval par la vis 7 aller, pour être évacué par l'orifice 8A (ou les orifices 8A, 8B) de sortie. Cette recirculation du béton 3 est réalisée tant qu'il n'a pas été évacué en totalité.
  • Le système 4 de projection comprend par ailleurs :
    • une lance 40 de projection équipée d'un canon 41, d'une buse 42 à venturi (ci-après plus simplement appelée venturi) débouchant dans le canon 41 et d'au moins une tubulure 43A primaire d'admission débouchant dans le canon 41 au droit du venturi 42 ;
    • une source 44 d'air comprimé reliée au venturi 42 ;
    • au moins un conduit 45A primaire d'amenée reliant l'orifice 8A primaire de sortie de la cuve 6 à la tubulure 43A primaire d'admission de la lance 40.
  • Le (ou chaque) conduit 45A d'amenée se présente avantageusement sous forme d'un tube flexible, éventuellement renforcé d'un fil en spirale, et ayant de préférence une paroi interne lisse et un diamètre externe égal (au jeu près) au diamètre interne du tube 32 formant l'orifice 8A primaire (respectivement de la tubulure 38 prolongeant l'orifice 8B secondaire) - soit environ 50 mm dans l'exemple illustré. Avantageusement, le fil de renfort est métallique, de sorte à conduire l'électricité. La mise à la masse de ce fil élimine alors les phénomènes d'électricité statique générée par les frottements du flux de matière contre la paroi interne du conduit 45A d'amenée.
  • La source 44 d'air comprimé est un compresseur. Ce compresseur 44 est par exemple monté sur une carriole 46 munie d'un train de roues 47 et d'une attache 48 de type caravane, de sorte que le compresseur 44 peut être remorqué pour être transporté sur le chantier par un véhicule équipé d'un attelage adapté.
  • Le compresseur 44 est relié au venturi 42 au moyen d'un flexible 49 en caoutchouc ou dans tout autre élastomère résistant à la pression. La lance 40 est équipée d'un raccord 50 sur lequel le flexible 49 est branché de manière étanche. La lance 40 est avantageusement équipée, en outre, d'une vanne 51 interposée entre le raccord 50 et le venturi 42. Cette vanne 51 est par exemple du type quart de tour et comprend un boisseau 52 sphérique solidaire en rotation d'une poignée 53 dont la manoeuvre place le boisseau 52 dans une position d'ouverture (illustrée sur les figures 10 et 13) dans laquelle le boisseau 52 laisse passer l'air en provenance du compresseur 44, ou une position de fermeture (non représentée) dans laquelle le boisseau 52 obture le passage de l'air.
  • La lance 40 présente un conduit 54 reliant le raccord 50 au canon 41 ; le venturi 42 se présente sous forme d'un étranglement réalisé dans ce conduit 54 du côté du canon 41. Plus précisément, le venturi 42 comprend une section 55 rétrécie (c'est-à-dire de moindre diamètre que celui du conduit 54 en aval du boisseau 52), suivie d'une section 56 évasée par laquelle le venturi 42 débouche dans le canon 41, qui présente un diamètre très supérieur à celui du conduit 54, et en particulier de celui de la section 55 rétrécie. Selon un mode de réalisation préféré, le conduit 54 présente un diamètre D1 moyen compris entre 12 mm et 20 mm, et par ex. de l'ordre de 14 mm, la section 55 rétrécie un diamètre D2 compris entre 5mm et 15mm, et par ex. de l'ordre de 10mm, la section 56 évasée (prise au plus large) un diamètre D3 de sortie de l'ordre de 20mm, et le canon 41 un diamètre D4 interne de 50mm. Cette configuration permet, avec une pression de travail fournie par le compresseur de l'ordre de 7 à 8 bars (pour un débit compris entre 3 000 l/min et 5 000 l/min), d'obtenir dans le canon 41, au droit du venturi 42, une dépression supérieure à 0,5 bar (c'est-à-dire une pression inférieure à 0,5 bar), et notamment comprise entre 0,5 bar et 0,99 bar (soit une pression comprise entre 0,01 et 0,5 bar). La dépression est de préférence supérieure à 0,7 bar (c'est-à-dire que la pression est inférieure à 0,3 bar).
  • Cette dépression se transmet, via la tubulure 43A primaire d'admission et le conduit 45A primaire d'amenée, à l'orifice 8A primaire de sortie par lequel le béton 3 en circulation est alors aspiré.
  • Lorsque, comme dans l'exemple illustré et suivant l'invention, la cuve 6 comprend deux orifices 8A, 8B de sortie, à savoir un orifice 8A primaire et un orifice 8B secondaire, la lance 40 de projection est dans ce cas équipée d'une tubulure 43B secondaire d'admission débouchant dans le canon 41, et le système 3 comprend un conduit 45B secondaire d'amenée reliant l'orifice 8B secondaire de sortie à la tubulure 43B secondaire d'admission. Dans ce cas, la dépression dans le canon 41 se transmet, via la tubulure 43B secondaire d'admission et le conduit 45B secondaire d'amenée, à l'orifice 8B secondaire de sortie par lequel le béton 3 en circulation est alors aspiré.
  • Selon un mode préféré de réalisation illustré sur les figures 5 et 6, le ou chaque conduit 45A, 45B d'amenée est pourvu d'une (ou plusieurs) échancrure(s) 57 qui dépasse(nt) du tube 32 (respectivement de la tubulure 37) et s'étend(ent) jusqu'à l'orifice 8A (respectivement 8B) de sortie. Cette (ces) échancrure(s) 57 a (ont) pour fonction d'éviter l'obstruction de l'orifice 8A (respectivement 8B) de sortie en y favorisant la circulation d'air sous l'effet de la dépression générée par le venturi 42, et donc de faciliter l'aspiration du béton circulant dans la cuve 6. Dans l'exemple illustré sur la figure 7, chaque conduit 45A, 45B d'amenée est pourvu de trois échancrures 57 réparties à 120°. Dans l'exemple illustré sur les figures, et notamment sur les figures 5, 6 et 7, chaque échancrure 57 est traversante dans la paroi du conduit 45A, 45B, et le conduit 45A, 45B est emmanché sur un tube 58 qui s'étend de l'orifice 8A, 8B respectif jusqu'au-delà de l'échancrure 57. En variante, chaque échancrure 57 est creusée dans l'épaisseur du conduit 45A, 45B sans toutefois le percer.
  • Selon un premier mode de réalisation illustré sur les figures 8, 9 et 10 ne faisant pas partie de l'invention, la lance 40 comprend une tubulure 43A primaire d'admission et une tubulure 43B secondaire d'admission superposées, qui débouchent toutes deux dans le canon 41 via un collecteur 59 de préférence incliné d'un angle A d'environ 45° par rapport au canon 41. Le canon 41 présente une section 60 principale de diamètre D4 constant (c'est-à-dire d'environ 50 mm dans l'exemple illustré), et de préférence une section 61 d'extrémité de plus grand diamètre (ce diamètre, noté D5, est avantageusement compris entre 60 et 90 mm, et par ex. d'environ 70 mm) destinée à diminuer la vitesse d'écoulement du béton 3 pour minimiser les rebonds contre la surface à revêtir, tout en formant un jet évasé qui permet d'augmenter la surface couverte par la projection.
  • D'après l'invention et suivant un deuxième mode de réalisation illustré sur les figures 11 à 13, la lance 40 comprend une tubulure 43A primaire d'admission et une tubulure 43B secondaire d'admission symétriques par rapport au canon 41, dans lequel elles débouchent toutes deux directement au niveau du venturi 42, de préférence avec un angle B (d'environ 45° dans l'exemple illustré).
  • En aval de la jonction des tubulures 43A, 43B d'admission avec le canon 41, celui-ci comprend une section 62 de moindre diamètre (ce diamètre, noté D6, est avantageusement compris entre 3 et 45 mm, et par ex. d'environ 40 mm). Cette section 62 de moindre diamètre inclut une portion 63 droite, dont la longueur est comprise entre 150 mm et 300 mm (et par ex. d'environ 200 mm), et une portion 64 coudée qui prolonge la portion 63 droite et forme avec celle-ci un angle C avantageusement compris entre 30° et 50°, et par ex. d'environ 45°. La portion 63 droite peut être réalisée par emmanchement d'un tube de faible diamètre (entre 30 et 50 mm, et par ex. d'environ 40 mm) dans un tube externe d'extrémité de plus fort diamètre (par ex. de 50 mm environ) avec interposition d'un produit 65 de remplissage étanche à l'air, tel qu'une mousse polymère à cellules fermées. Comme on le voit sur la figure 12, la section 62 de moindre diamètre débouche dans une section 66 de grand diamètre (ce diamètre, noté D7, est avantageusement supérieur à 90 mm, et par ex. d'environ 120 mm) destinée à diminuer la vitesse d'écoulement du béton 3 pour minimiser les rebonds sur la surface à revêtir, tout en formant un jet évasé qui permet d'augmenter la surface couverte par la projection.
  • En outre, dans l'exemple illustré sur la figure 12, la section 66 de grand diamètre chevauche partiellement la section 62 de moindre diamètre, et présente une portion 67 externe coudée qui se raccorde à celle-ci en amont de son embouchure, de sorte à créer autour de la portion 64 coudée une chambre 68 de décompression destinée à engendrer des turbulences dans le flux de béton afin de freiner celui-ci, favorisant sa projection en petites mottes plutôt qu'en grosses mottes, et sa répartition homogène sur la surface à revêtir.
  • Une section 61 d'extrémité de grand diamètre peut être ajoutée au canon 41, cette section 61 d'extrémité permettant, par pertes de charge, de ralentir le flux de béton, diminuant ainsi le risque de rebond de la matière sur la surface à revêtir.
  • Pour revêtir le support (tel qu'un mur 2) au moyen du béton 3 léger d'isolation dont la composition est décrite ci-dessus, on procède de la manière suivante.
  • Une première phase consiste à préparer le béton 3 en mélangeant en proportions prédéterminées (voir ci-dessus) le granulat fibreux naturel (la chènevotte), le liant (ici le ciment prompt) et l'eau, éventuellement additionnés du retardateur de prise (tel que de l'acide citrique) et de l'adjuvant rétenteur d'eau (la méthylcellulose). Ce mélange peut être réalisé à la main mais il est avantageusement réalisé au moyen du malaxeur 24.
  • Après obtention d'un béton 3 homogène, une deuxième phase consiste à déverser le béton 3 humide ainsi préparé (visible en grisé sur la figure 2) dans le conteneur 5, et plus précisément dans la cuve 6 dont on a mis en route la (ou les) vis 7, 38 sans fin. Pour déverser le béton 3 humide du malaxeur 24 dans la cuve 6, on ouvre la trappe. Le béton 3 se déverse dans la cuve 6 par la trémie 31.
  • Une troisième phase consiste à faire circuler en continu le béton 3 humide dans la cuve 6 jusqu'au droit des orifices 8A, 8B de sortie. Cette circulation est réalisée au moyen de la vis 7 (ou des vis 7, 38), entraînée(s) conjointement (et en sens contraires) en rotation par le moteur 18. Le(s) dispositif(s) 34 brise-mottes désagrège(nt) les éventuels agglomérats qui se forment au voisinage de la paroi 11 d'extrémité aval (respectivement de la paroi 10 d'extrémité amont).
  • Une quatrième phase consiste à aspirer le béton 3 humide le long des conduits 45A, 45B d'amenée reliant les orifices 8A, 8B de sortie de la cuve 6 à la lance 40 de projection, au moyen du venturi 42 alimenté en air comprimé par le compresseur 44, et à projeter sur le support 2, au moyen de la lance 40, le béton 3 humide ainsi aspiré.
  • Les échancrures 57 formées dans le conduit 45A (ou les conduits 45A, 45B) d'amenée facilitent la circulation de l'air (comme illustré par les flèches sur les médaillons de détail de la figure 6) et évitent l'obstruction de l'orifice 8A (ou des orifices 8A, 8B) de sortie par le béton 3. Le béton 3 est aspiré dans le conduit 45A (ou les conduits 45A, 45B) d'amenée par des mottes de petite taille (de quelques millimètres cubes à quelques centimètres cubes) qui n'obstruent ainsi ni le conduit 45A (ou les conduits 45A, 45B) ni la lance 40 et sont projetées sur la surface à enduire à une vitesse qui, comme suggéré ci-dessus, peut être réglée par variation du diamètre du canon 41. L'architecture du système 1 de projection permet d'obtenir un débit de projection supérieur à 2 m3/h, et pouvant même atteindre 3 m3/h. Pour revêtir un mur 2 ayant une longueur de 10m et une hauteur de 3,3 m d'une couche de béton 3 léger d'isolation d'une épaisseur de 15 cm (soit un volume approximatif de 5 m3), entre deux et trois heures de projection (par un ouvrier 69 seul équipé d'une unique lance 40) sont suffisantes. Si l'ouvrier 69 est seul sur le chantier, il lui faut compter en plus le temps de préparation du béton 3 (par ex. par tranches successives de 100 l), à moins que le béton 3 soit préparé en continu, par ex. par un deuxième ouvrier dédié à cette tâche, auquel cas le temps de préparation du béton 3 est masqué.
  • Il peut être préférable, pour l'isolation des murs 2, de préparer des guides 70 (typiquement sous forme de planches) destinés à garantir la planéité de la surface du béton projeté et la constance de son épaisseur. Après avoir comblé l'espace entre deux guides 70, l'ouvrier 69 peut aplanir le béton 3 projeté au moyen d'une règle de maçon. S'il est encore assez humide, le béton raclé peut être recyclé en étant réintroduit dans le conteneur 5.
  • Le système 4 et le procédé qui viennent d'être décrits procurent plusieurs avantages.
  • D'abord, le fait de pouvoir projeter le béton 3 en voie humide (le béton étant préparé et humidifié avant d'être aspiré) permet d'optimiser la quantité d'eau consommée, le dosage en eau du béton 3 étant inférieur à celui d'un béton destiné à être mis en oeuvre à la main.
  • Ensuite, le béton 3 étant projeté en voie humide, il ne génère à sa projection aucune poussière, contrairement aux bétons projetés en voie sèche. Quelques poussières peuvent être émises à l'introduction du granulat et du ciment dans le malaxeur 24, qui peuvent être contenues au moyen d'un couvercle ou d'un tissu venant recouvrir la cuve 26.
  • En outre, comme la vitesse de projection peut être ajustée, et comme le béton 3 est projeté en voie humide après avoir été correctement malaxé (c'est-à-dire qu'il ne persiste pas de granulat non imprégné de liant et d'eau), son adhérence au support est bonne ; il en résulte une minimisation des rebonds - et donc des pertes.
  • Enfin, l'efficacité de l'aspiration générée par le venturi 42, le dimensionnement du conduit 45A (des conduits 45A, 45B) d'amenée, la structure du conteneur 5 et de la lance 10 de projection, permettent ensemble d'obtenir de bons débits de projection et donc d'améliorer les rendements effectifs de production. On observera que la présence du chanvre dans le canon 41 rétrécit la section de passage et augmente en conséquence la dépression au niveau du venturi 42, ce qui en accroît la force d'aspiration.
  • On notera que le système 4 peut être utilisé pour projeter du béton en voie sèche, le venturi 42 pouvant aspirer du granulat seul qui peut être additionné de liant et mouillé à la sortie de la lance 10.

Claims (3)

  1. Système (4) de projection de béton (3) léger d'isolation, qui comprend :
    - Un conteneur (5) équipé d'une cuve (6) et d'au moins une vis (7) sans fin aller montée en rotation dans la cuve (6), la cuve (6) étant munie d'au moins un orifice (8A) primaire de sortie au droit de la vis (7) sans fin aller et d'un orifice (8B) secondaire de sortie au droit de la vis (7) sans fin aller ;
    - Un compresseur (44) ;
    - Un flexible (49) en caoutchouc ou dans tout autre élastomère résistant à la pression ;
    - Une lance (40) de projection équipée
    o D'un canon (41),
    o D'un raccord (50) sur lequel le flexible (49) est branché de manière étanche ;
    o D'un conduit (54) reliant le raccord (50) au canon (41) ;
    o D'une buse à venturi (42) à laquelle le compresseur (44) est relié au moyen du flexible (49), cette buse à venturi (42) se présentant sous forme d'un étranglement réalisé dans le conduit (54) du côté du canon (41) et comprenant une section (55) rétrécie suivie d'une section (56) évasée par laquelle la buse à venturi (42) débouche dans le canon (41), qui présente un diamètre très supérieur à celui du conduit (54) ;
    o D'une tubulure (43A) primaire d'admission et d'une tubulure (43B) secondaire d'admission symétriques par rapport au canon (41) et débouchant dans celui-ci au droit du venturi (42) ;
    - Un conduit (45A) primaire d'amenée reliant l'orifice (8A) primaire de sortie de la cuve (6) à la tubulure (43A) primaire d'admission de la lance (40) ;
    - Un conduit (45B) secondaire d'admission reliant l'orifice (8B) secondaire de sortie de la cuve à la tubulure (43B) secondaire d'admission de la lance (40) ;
    - Et dans lequel, en aval de la jonction entre les tubulures (43A, 43B) d'admission et le canon (41), celui-ci comprend une section (62) de moindre diamètre qui s'ouvre dans une section (66) de grand diamètre ladite section (62) de moindre diamètre comprenant une portion (63) droite, et une portion (64) coudée qui prolonge la portion (63) droite et forme avec celle-ci un angle (C),
    ladite section (66) de grand diamètre chevauchant partiellement la section (62) de moindre diamètre, et présentant une portion (67) externe coudée se raccordant à ladite section (62) de moindre diamètre en amont de son embouchure, de sorte à créer autour de la portion (64) coudée une chambre (68) de décompression destinée à engendrer des turbulences dans le flux de béton afin de freiner celui-ci.
  2. Système (4) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conteneur (5) comprend une vis (38) sans fin retour montée en parallèle de la vis (7) sans fin aller et entraînée en rotation en sens inverse de celle-ci.
  3. Procédé de revêtement d'un support (2) au moyen d'un béton (3) léger d'isolation, qui comprend les opérations consistant à :
    - Préparer le béton (3) en mélangeant de la chènevotte, un liant, de l'eau et de la méthylcellulose dans les proportions massiques suivantes :
    - Chènevotte : 21%-34%
    - Liant : 21%-40%
    - Eau : 35%-44%
    - Méthylcellulose : 2% de la chènevotte ;
    - Déverser le béton (3) ainsi préparé dans la cuve (6) du système selon la revendication 1 ou la revendication 2 ;
    - Entraîner en rotation la vis (7) sans fin aller pour faire circuler en continu le béton (3) humide dans la cuve (6) jusqu'au droit du premier orifice (8A) de sortie et du second orifice (8B) de sortie ;
    - Alimenter la buse venturi (42) avec de l'air sous pression en provenance de la source (44) d'air comprimé ;
    - Aspirer le béton (3) humide le long du premier conduit (45A) d'amenée et du second conduit (45B) d'amenée ;
    - Projeter sur le support (2) au moyen de la lance (40) le béton (3) humide ainsi aspiré.
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