PROCEDE
Contrairement au coffrage traditionnel quie est un coffrage fixe pendant le bétonnage, et qu'il faut monter, démonter et remonter sur la hauteur de l'ouvrage, le coffrage glissant est un coffrage qui, en principe, est toujours plein de béton et qui depuis la base de l'édifice jusqu'au sommet ne s'arrête jamais. Sauf cas exeptionnel, il ne subit aucune transformation ni démontage pendant son ascension.
Le principe de fonctionnement d'un coffrage glissant est le suivant :
On établit sur la surface de départ de l'ouvrage (fondation, radier , plancher) un coffrage constitué par deux banches dont l'écartement est égal à l'épaisseur de la paroi à construire et qui en plan épouse le tracé de tous les mures constituant l'ouvrage.
Ces banches sont coiffées de place en place par des chevalements métalliques en formes de U renversé, éspacés tous les 1 mètres 45 environ l'un de l'autre,et cela sur toute la longueur des coffrages.
Sur chaque chevalet est fixé un vérin hydraulique, lequel est traversé par une tige d'acier prenant appui sur le plan de départ.
Cette tige est appelée tige de montée ou barre à vérfin.
Tous les vérins sont reliés à une pompe hydraulique par une canalisation.
Chaque fois que la pompe l'huile sous pression aux vérins, ceux-ci grimpent le long de leur tige de montée de plusieurs centimètres, entraîne le chevalet, le coffrage et la plate forme de travail qui supporte le personnel et les matériaux qui sont introduits dans les coffrages. (expl: feraille, manequins ...)
Au fur et à mesure de l'ascension, le béton ainsi que les armatures et incorporations sont mis en place dans les coffrages par la partie supérieure des coffrages et sortent en dessous. On a ainsi constitué une sorte de filière verticale.
Un ensemble de coffrages glissants se compose donc de trois parties principales :
- La partie coffrage proprement dite,
- La partie matériel mécanique et hydraulique,
- Les accessoires
( voir coupe générale)
Chacune de ces parties est décrite dans les paragraphes suivants :
A - COFFRAGE PROPREMENT DIT
Comprend le parement et l'ossature.
Le parement est la partie continuellement en contact avec le béton.
L'ossature a pour but d'assurer la rigidité du coffrage afin de lui éviter les déformations tant dans un plan horizontal que dans le plan vertical.
Le coffrage est soumis à différents efforts qui sont les suivants :
- poussée du béton sur le parement,
- poussée du vent principalement lorsque le coffrage est dégagé et repose sur ses tiges, soit pour le démontage, soit pour changement d'épaisseur de la paroi, soit pour arrêt de bétonnage.
D'autre part, il est soumis à des efforts verticaux dus à la traction des vérins en certains points pour assurer l'ascension et combattre les efforts de frottement et le poids mort de l'ensemble coffrage et plate-forme de travail plus les surcharges, plus les échaffaudages suspendus.
Indépendamment des efforts ci-dessus, il peut y avoir des efforts de torsion pouvant provenir du plancher de travail. L'ensemble de cette ossature qui supporte le parement doit donc travailler comme une poutre entre chevalements.
Le coffrage peut-être :
- Soit entièrement en bois,
- Soit mixte.
Cest à dire :
- parement bois, ossature métallique,
- parement tôlé, ossature bois ou métallique.
COFFRAGE ENTIEREMENT BOIS
Généralement constitué par une moise haute située à 10 ou 20 cm du sommet du parement et une moise basse située à 20 ou 30 cm de la partie basse du parement.
Dans le cas de panneaux droits, les moises sont constituées par des bastaings de 65 x 180 sur lesquels le parement est cloué. Dans le sens longitudinal, les assemblages se font par recouvrement soigneusement boulonnés.
Pour éviter les déformations et les allongements aux joints, lorsque les pièces en recouvrement sont constituées par des bastaings jumelés, il est recommandé d'intercaler entre la pièce principale et les pièces de recouvrement des rondelles bouledogue.
Dans le cas de panneaux courbes, les moises sont généralement constituées par des bastaings de 65 x 200 de largeur, débités suivant la courbe pour former des vaux et assemblés l'un sur l'autre au moyen de boulons.
L'ensemble du coffrage sera tracé sur une épure et, autant que possible, monté en atelier. Il sera huilé sérieusement avant sa mise en place. Celle-ci s'éffectuant par éléments quie serant réassemblés sur place.
COFFRAGE MIXTE
Ces coffrages sont constitués comme indiqué plus haut, c'est à dire, avec ossature bois mais le parement toujours en bois reçoit un revêtement soit en contre-plaqué, soit en tôle fine de 4/10 environ sur toute la surface, le bord supérieur étant rabattu sur le sommet des lames.
Ce genre de coffrage est surtout employé dans le cas de répétitions d'ouvrages semblables ou dans le cas d'ouvrages de grande hauteur (Cheminée, tour hertziennes etc...).
Les coffrages tôles conservent une certaine élasticité.
On prendra soin à chaque démontage et après nettoyage de huiler la tôle de parement.
Dans tous les systèmes de coffrage glissant, il est nécessaire de faciliter le glissement en donnant du fruit aux faces ou de 8 à 10 mm sur une seule face.
On considère que l'épaisseur théorique de la paroi est au milieu de la hauteur du coffrage au droit de la prise du béton lors d'une levée normale.
ENTRETOISEMENT DE L'ENSEMBLE DES COFFRAGES
Intérieurement les différentes faces des coffrages d'un même ouvrage seront très sérieusement entretoisées par des diagonales dans les angles au niveau des moises. Ces diagonales pouvant être constituées soit par des madriers, soit par des poutres composées en bois ou métalliques, interessant la moise supérieure et la moise intérieure.
Dans les ouvrages présentant des parois de grande longueur entre les angles, il est prudent de réunir par des poutres les moises des deux faces opposées.
L'entretoisement a pour but d'éviter la déformation des coffrages les uns par rapport aux autres.
Dans les coffrages circulaires de grand diamètre, l'entretoisement pourra se faire par des poutrelles suivant les cordes de l'arc.
En résumé, on devra apporter un grand soin à la fabrication des coffrages et particulièrement surveiller :
- Le fruit donné au parement,
- Le jeu au départ entre chaque lame de parement,
- Le renforcement des angles par des plaques d'acier,
- Autant que possible on évitera les arrêtes vives et les angles aïgus qui seront remplacés par des chanfreins ou des arrondis.
B - MATERIEL MECANIQUE
CHEVALEMENTS
Les chevalements ont deux rôles à remplir :
1°) Maintenir l'écartement des deux banches du coffrage pour lutter contre la poussée du béton avant sa prise,
2°) Etablir la liaison entre les vérins et le coffrage et par-la même assurer l'ascension de celui-ci
Le chevalement se compose de deux jambes en cornières ou en tôle et cornières et traverse composées de deux profilés en U entre lesquels vient se fixer le vérin
Ces profiles sont généralement des U de 120 ou 140 cm
L'assemblage des jambes sur les traverses se fait au moyen de deux boulons placés au sommet des jambes prenant appui sur les ailes suprérieures des traverses et de deux fers plats fixés latéralement aux jambes en dessous du sommet et prenant appui sur les ailes inférieures.
Ce système permet de modifier à volonté l'écartement des jambes en desserrant les boulons.
Les charges à supporter par les chevalements se composent :
- du poids du coffrage,
- du poids mort et des surcharges du plancher de travail,
- du frottement du béton sur le coffrage.
L'écartement normal des chevalements entre eux est d'environ 1 M 45. Pour le déterminer, on indiquera sur le plan de coffrage l'emplacement des chevalements en évitant les ouvertures : on vérifira les charges surpportées par les chevalements de façon qu'elles ne soient pas supérieures à la puissance des vérins. Autant que possible, on se rapprochera d'une répartition égale des charges entre tous les vérins, cette répartition pourra d'ailleurs être modifiée par une poutraison judicieuse du plancher de travail et au besoin par un lestage en certains points.
Si des obstacles imposent des écartements de chevalement supérieurs à la normale, on renforcera l'ossature du coffrage et on placera dans l'intervalle des chevalements sans vérins pour maintenir l'écartement des banches.
On pourra également suspendre le chevalement intermédiaire à une traverse reposant sur les chevalements placés de chaque côté de l'ouverture.
Signalons que, dans le cas de grands intervalles nécessités par le franchissement d'une grande ouverture, on sera quelquefois amené à jumeler deux vérins de chaque côté de l'ouverture et, par conséquent, à placer deux chevalement côte à côte ou à utiliser une traverse spéciale permettant d'y placer deux vérins dans le cas de murs de grandes épaisseurs.
VERIN
Les vérins utilisés en coffrage glissant sont généralement des vérins de 3 tonnes ou de 6 tonnes.
Exceptionnellement, dans certains ouvrages ou après étude spéciale, on peut être amené à utiliser des vérins de 15 tonnes.
Le principe de fonctionnement des vérins de 3 tonnes est le suivant :
Le corps du vérin est constitué par un cylindre en acier de 95 mm de diamètre intérieur.
La partie supérieure et le fond sont percés d'un trou pouvant laisser passer une tige en acier de 25 mm pour les vérins de 3 tonnes.
Cette tige qui traverse le vérin et tous les organes intérieurs est la tige de montée. Elle prendra appui sur le plan de départ du coffrage.
Le vérin grimpera le long de la tige grâce à (selon le model de vérins : deux griffes - un à la partie supérieures et un à la partie inférieure ou à l'aide de billes) qui sous l'action de la pression de l'huile se déplaceront alternativement vers le haut en s'accrochant sur la tige.
Le vérin entraînera alors le chevalement sur lequel il est fixé et par là même le coffrage
Les vérins sont à simple effet, il n'y a qu'une seule canalisation pour l'aller et le retour de l'huile au réservoir.
La montée à chaque envoi d'huile sous pression est de 15 à 45 mm réglable.
Au repos ce sont les griffes inférieures ou les billes qui s'accrochent sur la tige par suite du poids du coffrage.
Ces vérins ne peuvent fonctionner que dans le sens de bas en haut.
POMPES
Les électropompes doivent être réglées à une pression de 60 bars et la pompe doit comporter un manomètre permettant de suivre la marche en pression jusqu'au moment où celle-ci atteint un palier : ce qui indique que les vérins ont terminés leur course.
A ce moment, on arrête manuellement ou à l'aide d'une minuterie le moteur et l'huile revient au réservoir.
A titre d'indication, une pompe alimentant 120 vérins de 3 tonnes peut avoir un débit de 5 litres/minutes et un réservoir de 25 litres. Les pompes travaillent à 60 bars. La puissance nécessaire à son fonctionnement est de 2 cv. La viscosité de l'huile variera suivant les températures :
Elle pourra être de 10 par temps chaud et de 4 par temps froid.
Les groupes électropompes sont munis d'une pompe à main pour les cas de panne d'électricité et pour élever si nécessaire la pression à 100 bars.
CIRCUIT HYDRAULIQUE
Autant que possible la pompe sera placée au centre de l'ouvrage de telle façon que les pertes de charge à l'arrivée aux vérins soient sensiblement les mêmes et que les vérins démarrent sensiblement au même instant.
Ce circuit peut être en tube métallique ou en tube souple avec joints haute pression.
Il est recommandé, afin de donner plus de souplesse à l'installation, d'exécuter les descentes aux vérins en tubes souples hautes pression, cela donne une plus grande latitude dans la pose des T de branchements allant aux vérins.
Avant le commencement du glissement, il est nécessaire de purger le circuit pour en chasser l'air. Des précautions seront prises pour que l'huile ne se répande pas à l'intérieur des coffrages.
En général, les installations sont faites entièrement en circuit souple.
Le circuit est branché sur le vérin qui comporte un robinet d'arrêt permettant d'isoler le vérin du circuit. (Par basse température, il pourra être envisagé de calorifuger le circuit);
C - LES ACCESSOIRES
TIGE DE MONTEE
La tige de montée prend appui sur le plan de départ par l'intermédiaire éventuel d'une plaque métallique de répartition.
Pour les vérins de 3 tonnes le diamètre est de 25 mm.
Ces tiges seront environ, en éléments de 3 m 00 de longueur pouvant se visser les uns dans les autres grâce à un goujon.
Lorsqu'une tige doit traverser une ouverture, il est nécessaire de la buter latéralement tous les 60 cm environ, afin d'éviter le flambage.
Cet entretoisement peut se faire en prenant appui sur les montants du cadre de réservation de l'ouverture.
On peut encore maintenir cette tige grâce à un faux poteau en béton armé coulé dans l'ouverture et enrobant la tige (section du voile par o,30 de largeur minimum). Ce poteau sera détruit par la suite. On aura soin de placer un joint à la partie supérieure, et un à la partie inférieure pour faciliter sa démolition. Lorsque le glissement est terminé, les tiges sont extraites de leur alvéole soit à l'aide de la grue, soit avec un extracteur à main ou hydraulique et cela est possible grâce à un tube de protection accroché au vérin qui empêche le contact du béton frais avec la tige.
Toutefois et principalement lorsqu'on utilise l'extracteur à main, on doit tenir compte du poids des tiges à extraire (4 kg au mètre linéaire).
En conséquence, pour une tige de 25 mm à extraire à la main, on ne dépassera pas 50 m, ce qui représente un poids de 200 kg.
Mais actuellement l'extraction à l'aide de la grue est la plus pratiquée car elle entraine un gain de temps.
Dans certains ouvrages, particulièrement lorsqu'on doit couler une paroi contre une autre paroi, par exemple contre un réservoir en tôle, on peut-être amené à avoir des tiges suspendues et travaillant en traction. Dans ce cas, il faudra vérifier la résistance des filetages au cisaillement.
LES ECHAFAUDAGES
Pour exécuter le réagréage du béton à sa sortie du coffrage, il est nécessaire d'installer des échafaudages suspendus accrochés au coffrage.
Ces échafaudages doivent exister sur chaque face des parois.
Ils sont constitués par des étriers métalliques pouvant recevoir des bastaings ou des planches d'échafaudages.
Ces étriers comportent des ferrures permettant l'installation de garde-corps et de plinthes.
Ces étriers sont fixés soit aux jambes de chevalement, soit aux moises du coffrages.
APPLICATIONS
Pendant de nombreuses années entre 1930 et 1958, les coffrages glissants étaient presque uniquement employés pour des ouvrages de grandes hauteur, et pour seulement certaines catégories d'ouvrages industriels tels que silos et châteaux d'eau.
La main d'oeuvre spécialisée dans les coffrages traditionnels devenant de plus en plus rare, et le besoin de construire vite se faisant de plus en plus sentir, certains constructeurs s'intéressèrent au principe du procédé, et étendirent son application à des ouvrages de plus en plus variés. Aussi, on peut maintenant considérer que les applications courantes des coffrages glissants sont de deux sortes :
- les ouvrages industriels (certains ouvrages de Travaux Publics),
- les ouvrages se rapportant au Bâtiment.
Dans les ouvrages industriels, on peut citer :
- les réservoirs,
- les cheminées,
- les tours (hertziennes, granulations, les phares),
- les silos à cellule unitaire (à ciment, à sucre, à phosphate etc ...),
- les silos à cellules multiples (ronde ou rectangulaires)
(silos à céréales et à tous produits pulvérulents pouvant être stockés),
- les réfrigérants.
Dans les ouvrages de Travaux Publics :
- les caissons,
- les revêtements de puits,
- les piles atomiques,
- les piles ou murs de viaducs ou de ponts,
- les bajoyers des écluses,
Dans les ouvrages de Bâtiment
- certains bâtiments Industriels,
- les immeubles d'habitations
- les noyaux d'immeubles,
- cages d'escalier, cages d'ascenseur etc...
- les silos à cellule unitaire (à ciment, à sucre, à phosphate etc ...),
- les silos à cellules multiple (ronde
