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BELLROCK GYPSUM INDUSTRIES LIMITED, résidant à CHERTSEY, Surrey (Gde Bretagne) .
PERFECTIONNEMENTS AUX ELEMENTS DE CONSTRUCTION.
La présente invention est relative à des éléments de construction préfabriqués et à des procédés et appareils pour la fabrication de tels élé- ments, notamment de panneaux ou plaques (dénommés ci-après "panneaux") en plâtre ou autre composition moulable (appelée ci-après "plâtre") du type comprenant, d'un côté ou des deux côtés, une feuille de parement moulée (ap- pelée ci-après "parement") et des cloisons formant des cellules, s'étendant à partir d'un parement ou entre les parements, les cellules (présentant, par exemple, une forme hexagonale) étant disposées de façon que leurs axes soient perpendiculaires au parement ou aux parements.
La présente invention a pour objet un procédé et un appareil per- fectionnés, propres à simplifier et à accélérer la fabrication de panneaux du caractère spécifié plus haut, l'invention visant à la production en série d'éléments convenant pour l'édification de constructions, notamment de murs, cloisons, planchers et plafonds, capables de supporter des charges importantes ou d'être combinés à des éléments propres à accroître la capa- cité de support de charges.
L'invention a encore pour objet un panneau perfectionné, caracté- risé en ce qu'il comporte une paire de parements, dont l'un est solidaire et forme une structure homogène avec les cloisons formant les cellules, tandis que l'autre parement est assujetti fermement à ces cloisons par une liaison mécanique ou un système d'ancrage, en plus de l'adhérence du plâtre.
L'invention concerne également un procédé, consistant à mouler.ds cloisons cellulaires, faisant saillie par rapport à un parement, par emploi d'une série ou assemblage de noyaux creux et déformables en caoutchouc ou en
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une autre matière flexible, ces noyaux présentant une forme extérieure cor- respondant à celle que l'on désire conférer aux cellules et étant disposés à une certaine distance l'un de l'autre sur la surface du panneau, l'opéra- tion de moulage étant exécutée en immergeant les noyaux dans un bain de plâ- tre contenu dans un réceptacle ou en versant ou encore en introduisant sous pression du plâtre dans les interstices entre les noyaux et en faisant subir, après le durcissement du plâtre, une contraction aux manchons, de manière à faciliter leur enlèvement.
Pour produire un panneau présentant deux faces de parement opposées, on suit le procédé décrit ci-dessus, en retournant le premier parement et les cloisons cellulaires qu'il porte et en immergeant les bords des cellules dans un second bain de plâtre.
Chaque noyau est creux et présente une forme appropriée de préfé- rence, une forme tronquée à surface latérale fortement inclinée pour le mou- lage de l'intérieur d'une cellule de forme choisie, qui, pour des raisons économiques, est de préférence hexagonale (ou présente la forme d'une partie d'hexagone), de façon que les cellules moulées soient disposées l'une par rapport à l'autre de manière à former une structure alvéolaire.
La déformation 03 chaque noyau, pour faciliter son extraction ou enlèvement du plâtre, s'effectue en provoquant une rétraction vers l'inté- rieur des parois du noyau, de préférence en diminuant la pression hydrauli- que interne (gazeuse ou liquide) exercée dans le noyau creux.
Une autre particularité des noyaux déformables servant à former un panneau présentant deux parements opposés, dont l'un est solidaire de la structure cellulaire et dont l'autre y est attaché, consiste à munir plusieurs faces des noyaux ou chaque face de ceux-ci d'une ou plusieurs rainures ou nervures, disposées dans un plan ou dans des plans perpendicu- laires à l'axe des noyaux, ces rainures ou ces nervures s'évanouissant,de préférence, aux arêtes ou coins des noyaux.
L'invention concerne encore un appareil présentant les particu- larités décrites dans la suite du présent mémoire.
Dans les dessins ci-annexés, qui illustrent un mode d'exécution approprié de l'invention : - la figure 1 est une vue en perspective d'une forme de panneau à deux parements, cette vue montrant la structure intérieure formée de cel- lules hexagonales ; - la figure 2 est, à plus grande échelle, une vue montrant un fragment du panneau représenté à la figure 1; - les figures 3 et 4 montrent, respectivement en plan et en coupe, une forme appropriée de noyau creux en caoutchouc ou analogue ; - la figure 5 est une vue en plan d'une série de noyaux disposés dans un châssis pour le moulage d'un parement avec des cloisons de forma- tion de cellules pour un panneau ;
- la figure 6 est une coupe transversale de la série de noyaux représentés à la figure 5 et - les figures 7 et 8 sont des coupes illustrant le moulage d'un second parement sur les cloisons des cellules de panneaux d'épaisseurs dif- férentes.
On décrira, à présent, à titre d'exemple, un panneau suivant l'in- vention (voir les figures 1 et 2 et les figures 7 et 8). Ce panneau comporte
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un parement ¯a en plâtre moulé d'une pièce avec les cloisons formant des cellules b. Les cellules occupant la majeure partie de la surface du panneau constituent des hexagones entiers, tandis que celles prévues aux extrémités du panneau constituent des hexagones fragmentaires formés par des noyaux de forme correspondante. Le panneau est limité par une paroi marginale ou périphérique c, qui est moulée, de manière à présenter rp creux longitu- dinal extérieur. Les faces des cellules hexagonales sont fortement inclinées vers l'intérieur du fond des cellules vers leur bord libre.
Au voisinage du bord libr. des faces des cellules, ces faces sont munies d'une nervure moulée sur ces faces, ces nervures d étant noyées dans le plâtre d'un second parement e et formant une liaison mécanique avec celui-ci. A la figure 8 est représenté, dans des moules contenant du plâtre, un panneau plus épais qu'à la figure 7 et, dans ce dernier cas, les faces des cellules présentent une sér e de nervres d, qui ne viennent pas en contact avec le plâtre,mais qui viendraient à être utilisées avec des panneaux de plus en plus minces dans les limites prévues.
Dans certains cas, comme décrit plus haut, la liaison au voisina- ge du bord libre des faces des cellules peut s'établir à l'aide de rainures au lieu de nervures.
Les cloisons des cellules sont moulées avec des ouvertures f, de façon à établir une communication libre entre une cellule et une autre cel- lule, de manière à permettre à l'air de s'échapper (finalement à l'atmos- phère), lorsque les parois de cellules sont pressées dans le plâtre du se- cond parement , pendant une seconde opération de moulage. Les fonds des cellules, c'est-à-dire la surface intérieure du parement à l'intérieur des cavités des cellules, sont creusées ou légèrement concaves, cette con- cavité étant formée lors de la première opération de moulage décrite plus loin.
Les panneaux sont, de préférence, moulés à des longueurs corres- pondant à la hauteur d'une pièce ou d'un local, de façon à s'étendre du plan- cher au plafond. A cette fin, les panneaux peuvent être moulés en série de 8 pieds, 9 pieds ou 10 pieds de longueur.
Lors de la mise en oeuvre de l'invention, selon un mode d'exécu- tion décrit, à titre d'exemple, pour la fabrication de panneaux en plâtre à deux parements, une série de noyaux creux en caoutchouc A (figures 3,4, 5, et 6) sont moulés dans un châssis désigné par la notation de référence générale B, conjointement avec une première table C (figure 6) pour former un parement solidaire des cloisons formant les cellules, une seconde table D (figures 7 et 8) étant prévue pour former le second parement lié mécani- quement aux extrémités ou bords libres des cloisons des cellules.
Chacun des noyaux A, prévus sur la majeure partie de la surface du panneau, est constitué en caoutchouc suffisamment déformable, pour per- mettre sa déformation ou distorsion sous l'effet de différences appropriées dans la pression de l'air appliquée à l'intérieur des noyaux. La forme des noyaux est celle d'un tronc de cône ou d'une pyramide tronquée à base hexa- gonale régulière. Les noyaux présentent, par ailleurs, la forme de cuvettes à partie intérieure creuse 1, la surface 2 constituant le fond de la cuvet- te, tandis qu'un bord 3 de celle-ci est muni d'un rebord propre à recevoir une plaque de fermeture 4 assujettie au caoutchouc d'une manière étanche à l'air.
Dans la région du plan déterminé par l'extrémité extérieure des cloisons des cellules à mouler, les faces des manchons ou noyaux creux pré- sentent des rainures 5a qui deviennent moins profondes et s'évanouissent aux coins ou arêtes latérales 6. Lorsqu'une structure de noyau standard doit servir à mouler des panneaux d'épaisseurs différentes (c'est-à-dire des pan- neaux dont les cloisons des cellules intérieures présentent des dimensions axiales plus ou moins grandes), on prévoit une série de rainures du type précisé plus haut, telles que celles désignées par les notations de réfé-
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rence 5b. , 5c et 5d,ces rainures étant parallèles l'une à l'autre.
Les faces 5 des troncs de pyramide sont moulées d'une pièce avec la partie 2, qui peut être quelque peu plus mince ou plus épaisse que les cloisons latérales des noyaux. Les épaisseurs relatives des cloisons 5 et de la partie 2 des noyaux dépendeat des surfaces relatives exposées à la pression de l'air, étant entendu que, lorsqu'une pression d'air est em- ployée avant et pendant l'immersion des noyaux, cette pression d'air doit s'exercer préférentiellement sur la surface 2, de façon à rendre celle-ci convexe.
Sur des faces choisies, par exemple sur une paire de faces oppo- sées de l'hexagone, des nervures ou saillies 7 sont moulées, ces saillies s'étendant axialement à partir de la base de la pyramide tronquée et servant au moulage d'ouvertures correspondantes 1 dans les parois des cellules.Les côtés 7a des saillies 7 sont, de préférence, inclinés.
Selon un mode d'exécution avantageux de la fermeture de la base de la pyramide, celle-ci peut présenter un épaulement 3a adjacent au rebord 3 et destiné à recevoir le bord de la plaque de fermeture 4, le rebord 3 étant collé à la plaque 4, par exemple à l'aide d'une bande 3b de type con- nu. Chaque plaque de fermeture est pourvue d'une paire de broches 8 calées dans des trous ménagés dans la plaque 4, ces broches étant destinées à for- mer des supports pour la suspension des noyaux dans un châssis de moulage.
Dans ces broches tubulaires-8 sont ménagés des passages Sa. , en sorte que ces broches peuvent être utilisées à la fois comme conduits à air et comme moyens de fixation.
Les noyaux présentant les particularités décrites plus haut sont montés dans le châssis décrit plus loin, pour la majeure partie de la sur- face des panneaux, mais pour les côtés de ceux-ci ainsi que pour leurs deux extrémités, on fait usage de noyaux spéciaux, constitués par une moitié ou par un fragment d'un hexagone, selon la longueur du panneau à mouler (voir figures 5 et 6).
On peut conférer n'importe quelles dimensions appropriées aux noyaux. Ceux-ci peuvent présenter une largeur entre faces ou côtés paral- lèles de 5 1/4 pouces à leur extrémité tronquée et de 5 5/8 pouces à leur base inférieure, ce qui procure un faible angle d'inclinaison des faces des noyaux. La longueur axiale d'un noyau peut excéder quelque peu 2 pouces, 3 pouces, 4 pouces et, dans certains cas, 6 pouces, d'autres dimensions pou- vant encore être choisies, en fonction de l'épaisseur des éléments à mouler.
Afin de fournir un noyau standard, capable de mouler des panneaux présentant des épaisseurs allant de 2 à 6 pouces environ, on diminue le de- gré d'inclinaison des faces du noyau, de façon que, lors du moulage de pa- rois cellulaires présentant une dimension axiale plus grande, l'épaisseur de ces parois, à la base des cellules, ne soit pas trop grande, les noyaux étant écartés l'un de l'autre dans une mesure suffisante pour que les bords libres des cellules moulées présentent une épaisseur suffisante pour possé- der une résistance adéquate.
Pour obvier aux difficultés, pouvant provenir de l'encrassement des nervures moulées des cloisons des cellules de panneaux d'une épaisseur de 6 pouces, une variante de liaison mécanique ou de système d'ancrage est adoptée. Chaque noyau est rainuré vers sa base pour les panneaux épais et présente des nervures vers son autre extrémité pour les panneaux plus minces.
Ces nervures portées par le noyau forment des rainures de liaison correspon- dantes (au lieu de nervures) sur les cloisons des cellules lorsqu'elles sont moulées, ces nervures étant rétractées par rapport à la surface du noyau et se trouvant hors du trajet de cette surface lors du retrait du noyau à faces
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latérales plus abruptes, lorsque ces faces sont contractées par réduc- tion de la pression d'air.
Le nombre approprié de noyaux A pour mouler un panneau est assemblé et monté sur une armature ou un châssis B, comportant des barres transversales 9 soudées à des cornières longitudinales 10 et 10a. Les noyaux A sont suspendus aux barres 9. Les éléments transversaux et lon- gitudinaux 9 et 10 supportent également des éléments verticaux dirigés vers le bas, tels que des profilés en U 11, portant des éléments de gui- dage articulés 12, destinés à venir s'adapter sur les côtés ou flasques latéraux d'une première table de moulage décrite plus loin.
Chaque profi- lé en U vertical 11 (voir figure 5) sert également de monture pour un pied ajustable 11a, qui agit comme butée pour une saillie portée par les oôtés de la table de moulage et qui peut coulisser verticalement dans le profilé en U, en étant assujetti de manière amovible, en vue de faciliter un ajus- tement en direction verticale.
Les éléments de guidage se compdsent d'une paire de plaques 12 s'étendant vers le bas, pouvant pivoter en 12a (voir figure 6) et portant une paire de galets transversaux 12b destinés à coopérer avec la partie extérieure des flasques adjacents de la table de moulage. Une paire de le- viers coudés 15 montés sur des pivots 15' et se terminant par des becs faisant office de came 15b, sont reliés entre eux par des barreaux 15c.
Dans la position représentée sur les dessins, les becs 15b poussent les galets 12b dans la position de contact, tandis que, lorsque les leviers sont basculés de 90 vers le bas, les plaques 12 sont libres de s'écarter de la position de contact.
Les éléments d'extrémité du châssis sont reliés à des châssis auxiliaires 14, pour la facilité du montage des noyaux fragmentaires A ou pour la fabrication de panneaux de longueurs différentes. Les éléments longitudinaux 10 peuvent être reliés à un mécanisme de levage ou à des treuils (non représentés) par des crochets qui sont engagés dans des trous 10b, de façon à permettre l'élévation et l'abaissement du châssis portant les noyaux, lors de l'immersion de ceux-'ci dans le plâtre de la table de moulage.
Le mécanisme de levage ou les treuils, servant à déterminer la position, en direction verticale, du châssis ou support de noyaux, peuvent être montés sur des chariots pouvant subir un déplacement transversal sur des rails, de manière à déplacer le châssis et les noyaux, dans leur ensem- ble, horizontalement, dans des directions perpendiculaires l'une à l'autre ou dans d'autres directions, dans le but de placer les noyaux au-dessus de la table de moulage (ou de tables de moulage successives) et un mécanisme peut être prévu pour renverser la première table de moulage et le plâtre moulé, préalablement à la seconde opération de moulage.
Les noyaux sont reliés l'un à l'autre pneumatiquement de toute manière appropriée, de façon à assurer une répartition égale et simultanée des effets de la pression d'air, qui est appliquée, par l'entremise d'un conduit collecteur 16, qui s'étend longitudinalement au-dessus d'un * aile du fer-cornière central 10a, auquel le collecteur est attaché de place en place par des étriers ou attaches 17. Le collecteur peut aussi être connecté par un robinet approprié à trois voies à une source d'air comprimé et à une source de vide (non montrée sur les dessins). Aux tiges tubulaires 8 des noyaux creux sont reliés des tuyaux souples 18 en caoutchouc ou en une matière analogue, qui relient une tige 8 d'un noyau à une tige 8 d'un noyau adjacent.
Pour la commodité de la distribution de la pression pneumatique, les noyaux creux peuvent être desservis en groupes, par des raccords flexibles 18a re- liés au collecteur 16. Dans la vue en plan de la figure 5, les flèches fi- gurant du côté droit de cette figure indiquent un groupement d'intercommu-
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nication approprié, qui englobe quelques-uns des noyaux hexagonaux complets et des noyaux hexagonaux fragmentaires.
La table de moulage (voir figure 6) pour la première opération de moulage comporte une plaque de base composite 19 rendue rigide par des mem- brures 19a. Aux bords latéraux et terminaux de cette plaque sont articulés des flasques 20. Chaque flasque présente une saillie 20a, qui sert de butée destinée à venir en contact avec les pieds 11a des profilés en U latéraux et terminaux verticaux 11 montés sur le châssis B portant la série des noy- aux creux.
Les côtés intérieurs des flasques présentent de larges nervures ou formes analogues 20b, s'étendant horizontalement pour mouler des rainu- res dans les bords extérieurs ou parties marginales du panneau et ces nervu- res peuvent présenter une forme propre à mouler un canan formant un canal plus profond dans la zone centrale desdits bords.
Des trous (non montrés) sont ménagés dans les flasques d'extrémi- té 20, pour permettra à l'air de s'échapper des cellules pendant la seconde opération de moulage. Pendant la première opération de moulage, ces trous sont bouchés par des broches appropriées amovibles.
Le moule D pour le second parement, employé au cours de la secon- de opération de moulage, est similaire à la première table de moulage C, si ce n'est que les flasques latéraux et terminaux 22 (voir figures 7 et 8) présentent des surfaces intérieures et extérieures pleines et sont agencés de manière à être disposés à l'extérieur des flasques 20 de la première table de moulage au couls de la seconde opération de moulage, l'agencement étant tel que la partie extérieure des flasques 20 glisse verticalement contre la face interne des flasques 22. La hauteur, en direction verticale, des flasques dépendra de l'épaisseur du panneau à mouler et correspondra aux dimensions des flasques 20 de la première table de moulage.
Le bord supérieur des flasques 22 agit comne butée destinée à venir en contact avec les 3paulements 20c des flasques 20 de la première râblé de moulage, de manière à déterminer la position de cette dernière table vers le bas, lors- qu'on l'abaisse sur la seconde table de moulage.
Pendant les opérations de moulage, des vibrations à haute fréquen- ce ou autres peuvent^être communiquées à la première table de moulage ou aux deux tables de moulage ou encore au châssis B supportant les noyaux et il est préférable d'appliquer des vibrations rectilinéaires ou des. vibrations conformées à un plan parallèle au parement.
Lors du moulage d'un panneau, le procédé de moulage des cloisons cellulaires b (figure 1) conjointement avec le premier parement a est le suivant :
Les noyaux A, assemblés et assujettis dans le châssis B, sont ame- nés à la position correcte, en direction verticale, au-dessus de la table de moulage C, pour la première opération de moulage.
La table de moulage C, équipée de ses flasques marginaux 20, est chargée de plâtre, qui est suffisamment liquide pour pouvoir s'introduire dans les intervalles entre les noyaux, lorsque ceux-ci sont immergés dans le plâtre.
On admet dans tous les noyaux de l'air comprimé sous une pression suffisante pour supporter latéralement les faces des noyaux, à l'encontre de la pression du plâtre et pour amener la surface 2 de ce noyau à s'incur- ver légèrement vers l'extérieur ou à devenir légèrement convexe.
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On abaisse ensuite le châssis B, guidé par les plaques 12 à galets ou cylindres, qui sont bloquées par abaissement des leviers à came 15, jus- qu'à ce que la surface 2 des noyaux atteigne le niveau du plâtre, après quoi on laisse descendre les noyaux dans le plâtre sous l'effet de la pesanteur, jusqu'à ce que les pieds 11a des profilés en U verticaux 11 reposent sur les saillies 20a.
Les saillies verticales cunéiformes 7 portées par les noyaux ont pour effet de mouler les entailles ou ouvertures f (voir figure 2) dans les cloisons cellulaires, en sorte qu'une communication libre est établie entre une cavité d'une cellule et celle de l'autre, ce qui empêche l'emprisonnement d'air lors de la seconde opération de moulage décrite plus loin. Pendant que ce moulage a lieu, des broches horizontales sont en place dans les trous mé- nagés dans les flasques d'extrémité 20 de la table de moulage C et, lors de l'enlèvement de ces broches après la prise du plâtre, des passages d'air cor- respondants en liaison avec l'atmosphère sont formés, ce qui permet à l'air de s'échapper de toutes les cavités des noyaux communiquant entre elles,pen- dant la seconde opération de moulage.
On laisse alors le temps au plâtre de faire prise, après quoi en coupe l'admission d'air comprimé, en sorte que les surfaces convexes 2 des noyaux reviennent à leur position normale ou tendent à y revenir. Après l'échappement de l'air comprimé, une connexion est établie avec la source de vide et la pression d'air dans les cellules est réduite, par exemple, jusqu'à environ 6 pouces de mercure, c'est-à-dire dans une mesure telle que les faces latérales des noyaux s'incurvent vers l'intérieur et pren- nent une forme concave, en sorte que le contact entre ces faces et le plâ- tre est interrompu, ce qui permet le retrait des noyaux, par élévation du châssis B, ce retrait s'effectuant sans qu'un contact soit établi avec les nervures formées sur la surface interne des cloisons en plâtre défi- nissant les cavités cellulaires.
Ceci laisse le plâtre moulé en place dans la première table de moulage C, en vue de la seconde opération de moulage.
En supposant que les parois articulées de la seconde table de moulage D ont été redressées et que sa plaque de moulage 19a est chargée d'une quantité suffisante de plâtre pour former le second oarement e. d' épaisseur choisie, l'élément en plâtre moulé en premier ieu ainsi que la première table de moulage C, encore en place autour dudit élément moulé, sont renversés et placés au-dessus de la seconde table D, de façon que les flasques 20 puissent être glissés vers le bas, à l'intérieur des flasques 22.Les broches bouchant les trous d'évent dans les flasques terminaux de la table C sont enlevées et la table C, contenant l'élément moulé, est abaissée (mécaniquement ou à la main)
jusqu'à ce que les bords libres des cloisons cellulaires viennent en contact avec le plâtre chargé sur la table D et y pénètrent. On laisse alors l'élément descendre sous l'effet de la pesanteur (ou sous pression), en lui appliquant des vibrations, jusqu'à la position prédéterminée, à laquelle le mouvement de descente est arrê- té par le contact de l'épaulement 20c avec le bord supérieur des flas- ques 22.
Après la prise du plâtre, les flasques ou parois 20 des deux ta- bles de moulage sont libérés à l'endroit des attaches 21 et sont basculés vers l'extérieur, après quoi la première table de moulage C est relevée et le panneau moulé est détaché de la plaque de la seconde table de mou- lage D.
Le plâtre employé pour l'une et/ou l'autre opération de moulage peut être utilisé seul, ou peut être renforcé, ou armé on peut encore être mélangé à des fibres végétales ou minérales, présentant une longueur telle
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qu'elles n'entravent pas l'écoulement du plâtre et, si on le désire, on peut faire usage de plâtre en mousse pour les cloisons cellulaires et pour l'un et/ou l'autre parement ; dans certains cas, il peut être conve- nable de charger les cellules, lorsqu'elles sont formées de plâtre en mous- se, au lieu de les laisser creuses.
Le second parement peut aussi âtre moulé à l'aide de plâtre ou de ciment combiné à une émulsion de bitume ouàune autre composition lydrophobe,de manière à rendre le parement tout entier imperméable à l'eau.
REVENDICATIONS
1. Panneau préfabriqué pour constructions, comprenant un parement en plâtre d'un côté a panneau, des cloisons formant des cellules, soli- daires du plâtre dudit parement et faisant saillie sur ce parement, un,sys- tème de liaison ou d'ancrage prévu sur ces cloisons et un second parement en plâtre du côté opposé du panneau, les bords libres des cloisons formant des cellules étant noyés dans le second parement dans une mesure telle que le système d'ancrage ou de liaison susdit y soit également noyé, de façon que le second parement soit lié mécaniquement aux cloisons formant des cellules.
2. Panneau préfabriqué pour constructions, comprenant un pare- ment en plâtre d'un côté du panneau, des cloisons formant des cellules, so- lidaires du plâtre dudit parement et faisant saillie sur ce parement, un système de liaison ou d'ancrage prévu sur ces cloisons, des bords en plâtre limitant les parties marginales du panneau, solidaires dudit parement et faisant saillie sur celui-ci,un système de liaison ou d'ancrage prévu sur le côté intérieur desdits bords et un second parement en plâtre du côté op- posé du panneau, les bords libres des cloisons formant des cellules et la partie adjacente des bords précités limitant les parties marginales du pan- neau étant noyés dans le second parement dans une mesure telle que le sys- tème de liaison ou d'ancrage prévu sur les cloisons formant des cellules et sur les bords en question y soit également noyé,
de façon que ces cloi- sons et ces bords soient mécaniquement reliés au second parement.