EP1267016A2 - Procédé de pose d'un tirant - Google Patents

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EP1267016A2
EP1267016A2 EP02291416A EP02291416A EP1267016A2 EP 1267016 A2 EP1267016 A2 EP 1267016A2 EP 02291416 A EP02291416 A EP 02291416A EP 02291416 A EP02291416 A EP 02291416A EP 1267016 A2 EP1267016 A2 EP 1267016A2
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EP
European Patent Office
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hole
diameter
core
front part
tie rod
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EP02291416A
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EP1267016B1 (fr
EP1267016A3 (fr
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Robert Boudoul
Patrick Cernesson
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Entreprise Degaine
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Entreprise Degaine
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Publication of EP1267016A3 publication Critical patent/EP1267016A3/fr
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    • E04G23/00—Working measures on existing buildings
    • E04G23/02—Repairing, e.g. filling cracks; Restoring; Altering; Enlarging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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    • B25D3/00—Hand chisels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • E04G23/0218—Increasing or restoring the load-bearing capacity of building construction elements
    • E04G23/0222—Replacing or adding wall ties

Definitions

  • the present invention relates to methods of consolidating buildings or rock walls.
  • Such a method makes it possible to camouflage the end of the tie rod, therefore not to modify the aesthetics of the building or the rock wall.
  • the method comprises in addition to the step of extracting the rear part of the core using a tool radial expansion, introduced into the second diameter hole.
  • Such a tool allows the rear part of the carrot to be easily removed and thus provide sufficient space in the first diameter hole to accommodate the end of the tie rod and the retaining element engaged thereon.
  • the method comprises in addition to the step of making a counterbore in the bottom of the hole of first diameter at by means of a counterboring tool, comprising a centering roller introduced into the hole second diameter.
  • Such counterbore makes it possible to produce a flat surface, perpendicular to the axis of the second diameter hole, against which the retaining element engaged on the pulling.
  • the extraction of the part before the carrot is made by inserting a corner of cross section in an arc.
  • shims are inserted between the wall of the first diameter hole and the front part of the core, after setting place of the tie rod and the retaining element, to hold the front part of the core in place in the first diameter hole while setting a sealing material.
  • a powder of the same nature as that of the material in which has been cut the carrot is deposited in the mouth of the annular groove, after injection of the sealing material, so as to best ensure continuity in appearance between the outer face of the core and the periphery of the first diameter hole.
  • the crown used to make the annular groove will preferably have an outside diameter greater than or equal to 100 mm and the diameter of the tie may for example be greater than or equal to 8 mm.
  • Another subject of the invention is the use of the above-mentioned method for consolidate a building such as for example a church tower or to consolidate a rocky massif.
  • Another subject of the invention is a corner intended to be used during the setting in work of the aforementioned method, comprising a front part shaped to receive hammer blows and a tapered rear part, of cross section in an arc of a circle, delimited radially by two coaxial faces which move apart as they approach the part before and extending over an angular sector less than or equal to a quarter of a circle.
  • the subject of the invention is also a tool with radial expansion, for placing work of the aforementioned method, comprising arms articulated on a support, this support being able to be inserted with the arms in the retracted state into the second front diameter hole removal of the rear part of the carrot, each arm having a tooth, the tip is directed radially outwards, the tool further comprising a mechanism with cam to transform a movement of a control member relative to the support in a spacing of the arms, so as to increase the distance between the free end teeth and the axis of the second hole, from a value less than or equal to the radius of the second hole up to a value greater than said radius, the tool further comprising, preferably, at least one clean stop bearing against the periphery of the hole first diameter, this stop being separated from the teeth, in the axial direction, by a distance substantially corresponding to the depth of the abovementioned annular groove.
  • An adjustable stop 5 makes it possible to drill the rock to a depth predetermined, for example 250 mm in the example of embodiment described, the diameter outside of the crown 2 being 250 mm also in this example.
  • the front part 7a of the core separated by this annular groove 1 is separated, as illustrated in FIG. 2, by means of a wedge 9, which forms a hole 11 of a first diameter D 1 .
  • the corner 9, shown in isolation in Figure 7, has a cross section in the general shape of an arc of a circle. Its front part 9a is shaped to receive the hammer blows. Its rear part 9b, of tapered shape, is delimited by two faces 9c and 9d coaxial, moving away towards the front part 9a and each extending over a quarter of a circle.
  • the 9th edge has a radius which corresponds to that of the groove annular 1 and a thickness less than the width of the latter.
  • the hole 10 is drilled over the desired length, for example 5 m, being intended for receive the tie rod, also called a reinforcement pin. It is advantageously carried out at the corer previously used to drill the annular groove 1.
  • the tool 20 comprises a body 21 on which are mounted, so as to be able rotate, a plurality of arms 22, six in number in the example described, distributed angularly around the axis Y of the body 21.
  • Each of these arms 22 has a tooth 23 tapered radially towards outside.
  • a cam mechanism is provided to cause the radial expansion of the arms 22.
  • this mechanism comprises a pull rod 24, comprising a conical part 24a, and balls 25 arranged between the arms 22 and the rod of traction 24, so that an outward movement of the traction rod 24 is accompanied by a rolling of the balls 25 on the conical part 24a and a spacing arms 22.
  • the balls 25 are housed in grooves 22a of the arms 22.
  • Two rings elastic 26 and 27 are arranged around the arms 22 to retract them when the rod traction 24 is moved inward.
  • Stops 28 are fixed on the body 21, so as to bear against the periphery of hole 11, as illustrated in FIG. 4.
  • the pull rod 24 is integral with the handles 29.
  • a ramp mechanism is provided so that by turning the pull rod 24 at by means of the handles 29, an axial displacement of the traction rod 24 is caused by relative to the body 21 and to the stops 28.
  • the distance between the stops 28 and the teeth 23, when the arms 22 are at the retracted state, is chosen so as to correspond substantially to the depth of the annular groove 1, as can be seen in FIG. 4, so that when maneuver the handles 29 to move the teeth 23 radially outwards, causes the rear part 7b of the carrot to fracture substantially in line with the bottom of the annular groove 1.
  • This counterboring tool 30, shown in isolation in FIG. 9, comprises a roller centering 31 intended to be engaged in the hole 10 and a rotary plate 32 carrying diamond segments 33.
  • the hole 10 can be filled with a grout of sealing and a tie rod 16 placed therein.
  • a support washer 17 engaged on the end of the tie rod extending out of the hole 10 is held in place by a nut 18.
  • the front part 7a of the carrot is replaced, being blocked in hole 11 by any means, for example by means of a basket made of stainless steel wire 40 or shims in wood, then the annular clearance existing between the front part 7a of the carrot and the wall of the hole 11 is filled with a sealant, for example a resin injected by means a pistol, as illustrated in figure 6.
  • a sealant for example a resin injected by means a pistol, as illustrated in figure 6.
  • a powder of the same nature as the rock is deposited on its surface, so as to adhere to the resin and ensure continuity of appearance.
  • this method is implemented twice by pulling to camouflage each end of it.
  • the invention is not limited to the consolidation of a limestone building or granite but also applies to the consolidation of a brick or concrete.
  • the invention is particularly suitable for the restoration of monuments historic.

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Abstract

Procédé de pose d'un tirant (16) notamment pour la consolidation d'un édifice ou d'une paroi rocheuse, comportant les étapes suivantes:
  • a) réaliser une gorge annulaire (1) au moyen d'une couronne (2),
  • b) extraire au moins la partie avant (7a) de la carotte délimitée par la gorge (1) précédemment réalisée, en endommageant le moins possible la face extérieure de celle-ci,
  • c) forer à l'intérieur d'un trou (11) de premier diamètre, formé par l'enlèvement de la carotte, un trou de second diamètre inférieur au premier, destiné au passage du tirant,
  • d) agrandir si nécessaire le trou (11) de premier diamètre, dans le sens de la profondeur, afin de ménager un espace suffisant pour loger une extremité du tirant (16) et un élément de retenue (17) engagé sur cette extrémité,
  • e) fixer dans le trou (11) de premier diamètre la partie avant (7a) de la carotte, de manière à reconstituer l'aspact extérieur de la paroi.
    • Figure 00000001

    Description

    La présente invention concerne les procédés de consolidation d'édifices ou de parois rocheuses.
    Il est connu de consolider les parois rocheuses en forant des trous dans lesquels sont disposés des tirants métalliques, l'ancrage de ces derniers étant assuré par injection d'un coulis de ciment ou d'une résine. Les tirants présentent chacun une extrémité filetée qui dépasse de la paroi rocheuse, sur laquelle est engagé un élément de retenue constitué par une rondelle, maintenue en place par un écrou. Ce procédé connu présente l'inconvénient d'affecter l'aspect extérieur de la paroi rocheuse.
    Il existe par conséquent un besoin pour disposer d'un procédé pour renforcer un édifice ou une paroi rocheuse, qui soit le plus discret possible afin de ne pas porter atteinte à l'esthétique de l'édifice ou à la beauté d'un paysage.
    L'invention y parvient grâce à un nouveau procédé de pose d'un tirant, notamment pour la consolidation d'un édifice ou d'une paroi rocheuse, comportant les étapes suivantes :
  • a) réaliser une gorge annulaire au moyen d'une couronne,
  • b) extraire au moins la partie avant de la carotte délimitée par la gorge précédemment réalisée, en endommageant le moins possible la face extérieure de celle-ci,
  • c) forer à l'intérieur du trou de premier diamètre, formé par l'enlèvement de la carotte, un trou de second diamètre inférieur au premier, destiné au passage du tirant,
  • d) agrandir si nécessaire le trou de premier diamètre, dans le sens de la profondeur, afin de ménager un espace suffisant pour loger une extrémité du tirant et un élément de retenue engagé sur cette extrémité,
  • e) fixer dans le trou de premier diamètre au moins la partie avant de la carotte, de manière à restituer l'aspect extérieur de la paroi.
    • Un tel procédé permet de camoufler l'extrémité du tirant, donc de ne pas modifier l'esthétique de l'édifice ou de la paroi rocheuse.
    Dans une mise en oeuvre particulière de l'invention, le procédé comporte en outre l'étape consistant à extraire la partie arrière de la carotte au moyen d'un outil à expansion radiale, introduit dans le trou de second diamètre.
    Un tel outil permet de retirer aisément la partie arrière de la carotte et de ménager ainsi dans le trou de premier diamètre un espace suffisant pour loger l'extrémité du tirant et l'élément de retenue engagé sur celle-ci.
    Dans une mise en oeuvre particulière de l'invention, le procédé comporte en outre l'étape consistant à réaliser un lamage dans le fond du trou de premier diamètre au moyen d'un outil à lamer, comportant un galet de centrage introduit dans le trou de second diamètre.
    Un tel lamage permet de réaliser une surface plane, perpendiculaire à l'axe du trou de second diamètre, contre laquelle peut appuyer l'élément de retenue engagé sur le tirant.
    Dans une mise en oeuvre particulière de l'invention, l'extraction de la partie avant de la carotte s'effectue en insérant un coin de section transversale en arc de cercle.
    Un tel coin permet de ne pas endommager la face extérieure de la partie avant de la carotte.
    Dans une mise en oeuvre particulière de l'invention, des cales sont insérées entre la paroi du trou de premier diamètre et la partie avant de la carotte, après mise en place du tirant et de l'élément de retenue, pour maintenir la partie avant de la carotte en place dans le trou de premier diamètre pendant la prise d'un matériau de scellement.
    Avantageusement, une poudre de même nature que celle du matériau dans lequel a été découpée la carotte est déposée dans l'embouchure de la gorge annulaire, après injection du matériau de scellement, de manière à assurer au mieux la continuité d'aspect entre la face extérieure de la carotte et le pourtour du trou de premier diamètre.
    Dans le cas de la consolidation d'un édifice ou d'une paroi rocheuse, la couronne servant à réaliser la gorge annulaire sera de préférence de diamètre extérieur supérieur ou égal à 100 mm et le diamètre du tirant pourra être par exemple supérieur ou égal à 8 mm.
    L'invention a encore pour objet l'utilisation du procédé précité pour consolider un édifice tel que par exemple un clocher d'église ou pour consolider un massif rocheux.
    L'invention a encore pour objet un coin destiné à être utilisé lors de la mise en oeuvre du procédé précité, comportant une partie avant conformée pour recevoir des coups de marteau et une partie arrière effilée, de section transversale en arc de cercle, délimitée radialement par deux faces coaxiales s'écartant en se rapprochant de la partie avant et s'étendant sur un secteur angulaire inférieur ou égal à un quart de cercle.
    L'invention a encore pour objet un outil à expansion radiale, pour la mise en oeuvre du procédé précité, comportant des bras articulés sur un support, ce support étant apte à être introduit avec les bras à l'état rétracté dans le trou de second diamètre avant enlèvement de la partie arrière de la carotte, chaque bras comportant une dent dont la pointe est dirigée radialement vers l'extérieur, l'outil comportant en outre un mécanisme à came pour transformer un déplacement d'un organe de commande par rapport au support en un écartement des bras, de manière à augmenter la distance séparant l'extrémité libre des dents et l'axe du second trou, depuis une valeur inférieure ou égale au rayon du second trou jusqu'à une valeur supérieure audit rayon, l'outil comportant en outre, de préférence, au moins une butée propre à venir en appui contre le pourtour du trou de premier diamètre, cette butée étant séparée des dents, dans le sens axial, d'une distance correspondant sensiblement à la profondeur de la gorge annulaire précitée.
    L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'un exemple non limitatif de mise en oeuvre, et à l'examen du dessin annexé, lequel fait partie intégrante de la description, sur lequel :
    • les figures 1 à 6 illustrent différentes étapes d'un procédé selon l'invention,
    • la figure 7 est une vue de face du coin,
    • la figure 8 est une coupe axiale schématique de l'outil à expansion radiale, et
    • la figure 9 est une vue schématique, avec coupe axiale partielle, de l'outil à lamer.
    On va décrire en référence aux figures 1 à 6 un exemple de mise en oeuvre de l'invention, appliqué à la consolidation d'une paroi rocheuse.
    Comme illustré à la figure 1, on commence par réaliser une gorge annulaire 1 dans la paroi rocheuse au moyen d'une couronne diamantée 2, entraínée par le moteur d'un carottier 3, lequel comporte un système de guidage 4 pour déplacer la couronne 2 selon un axe X.
    Une butée réglable 5 permet de forer la roche sur une profondeur prédéterminée, par exemple 250 mm dans l'exemple de réalisation décrit, le diamètre extérieur de la couronne 2 étant de 250 mm également dans cet exemple.
    Une fois la gorge annulaire 1 réalisée, on sépare, comme illustré à la figure 2, la partie avant 7a de la carotte délimitée par cette gorge annulaire 1, au moyen d'un coin 9, ce qui forme un trou 11 d'un premier diamètre D1.
    Le coin 9, représenté isolément à la figure 7, présente une section transversale en forme générale d'arc de cercle. Sa partie avant 9a est conformée pour recevoir les coups d'un marteau. Sa partie arrière 9b, de forme effilée, est délimitée par deux faces 9c et 9d coaxiales, s'écartant en se rapprochant de la partie avant 9a et s'étendant chacune sur un quart de cercle. L'arête 9e présente un rayon qui correspond à celui de la gorge annulaire 1 et une épaisseur inférieure à la largeur de cette dernière.
    Une fois la partie avant 7a de la carotte enlevée, on procède comme illustré à la figure 3 au forage d'un trou 10 d'un diamètre D2 inférieur à celui du trou 11.
    Le trou 10 est foré sur la longueur souhaitée, par exemple 5 m, étant destiné à recevoir le tirant, encore appelé épingle de renfort. Il est avantageusement réalisé au moyen du carottier ayant précédemment servi à forer la gorge annulaire 1.
    Une fois le trou 10 réalisé, on procède comme illustré à la figure 4 à l'extraction de la partie arrière 7b de la carotte au moyen d'un outil à expansion radiale 20, que l'on va maintenant décrire de manière plus détaillée en se référant à la figure 8.
    L'outil 20 comporte un corps 21 sur lequel sont montés, de manière à pouvoir pivoter, une pluralité de bras 22, au nombre de six dans l'exemple décrit, répartis angulairement autour de l'axe Y du corps 21.
    Chacun de ces bras 22 comporte une dent 23 effilée radialement vers l'extérieur.
    Un mécanisme à came est prévu pour provoquer l'expansion radiale des bras 22. Dans l'exemple représenté, ce mécanisme comprend une tige de traction 24, comportant une partie conique 24a, et des billes 25 disposées entre les bras 22 et la tige de traction 24, de telle sorte qu'un déplacement vers l'extérieur de la tige de traction 24 s'accompagne d'un roulement des billes 25 sur la partie conique 24a et d'un écartement des bras 22. Les billes 25 sont logées dans des gorges 22a des bras 22. Deux anneaux élastiques 26 et 27 sont disposés autour des bras 22 pour les rétracter lorsque la tige de traction 24 est déplacée vers l'intérieur.
    Des butées 28 sont fixées sur le corps 21, de manière à venir en appui contre le pourtour du trou 11, comme illustré sur la figure 4.
    La tige de traction 24 est solidaire des poignées 29.
    Un mécanisme à rampe est prévu pour qu'en tournant la tige de traction 24 au moyen des poignées 29, on provoque un déplacement axial de la tige de traction 24 par rapport au corps 21 et aux butées 28.
    La distance séparant les butées 28 et les dents 23, lorsque les bras 22 sont à l'état rétracté, est choisie de manière à correspondre sensiblement à la profondeur de la gorge annulaire 1, comme on peut le voir sur la figure 4, de telle sorte que lorsque l'on manoeuvre les poignées 29 pour déplacer les dents 23 radialement vers l'extérieur, on provoque la fracture de la partie arrière 7b de la carotte sensiblement au droit du fond de la gorge annulaire 1.
    Une fois la partie arrière 7b de la carotte enlevée, on procède comme illustré à la figure 5 au surfaçage du fond du trou 11 au moyen d'un outil à lamer 30.
    Cet outil à lamer 30, représenté isolément à la figure 9, comporte un galet de centrage 31 destiné à être engagé dans le trou 10 et un plateau rotatif 32 portant des segments diamantés 33.
    Une fois le lamage 15 effectué, le trou 10 peut être rempli d'un coulis de scellement et un tirant 16 mis en place dans celui-ci. Une rondelle d'appui 17 engagée sur l'extrémité du tirant s'étendant hors du trou 10 est maintenue en place par un écrou 18.
    Ensuite, la partie avant 7a de la carotte est remise en place, étant bloquée dans le trou 11 par tout moyen, par exemple au moyen d'un panier en fil d'inox 40 ou de cales en bois, puis le jeu annulaire existant entre la partie avant 7a de la carotte et la paroi du trou 11 est remplie d'un produit de scellement, par exemple une résine injectée au moyen d'un pistolet, comme illustré sur la figure 6. Avant la prise complète de la résine, une poudre de même nature que la roche est déposée à sa surface, de manière à adhérer à la résine et assurer une continuité d'aspect.
    Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de mise en oeuvre qui vient d'être décrit.
    On peut notamment appliquer le procédé selon l'invention à la consolidation d'un édifice, par exemple un clocher d'église. Dans ce cas, ce procédé est mis en oeuvre deux fois par tirant pour camoufler chaque extrémité de celui-ci.
    L'invention n'est pas limitée à la consolidation d'un édifice en pierre calcaire ou en granit mais s'applique également à la consolidation d'un édifice en brique ou en béton.
    L'invention convient tout particulièrement à la restauration des monuments historiques.

    Claims (12)

    1. Procédé de pose d'un tirant, notamment pour la consolidation d'un édifice ou d'une paroi rocheuse, caractérisé par le fait qu'il comporte les étapes suivantes :
      a) réaliser une gorge annulaire (1) au moyen d'une couronne (2),
      b) extraire au moins la partie avant (7a) de la carotte délimitée par la gorge (1) précédemment réalisée, en endommageant le moins possible la face extérieure de celle-ci,
      c) forer à l'intérieur du trou (11) de premier diamètre, formé par l'enlèvement de la carotte, un trou (10) de second diamètre inférieur au premier, destiné au passage du tirant (16),
      d) agrandir si nécessaire le trou (11) de premier diamètre, dans le sens de la profondeur, afin de ménager un espace suffisant pour loger une extrémité du tirant et un élément de retenue (17) engagé sur cette extrémité,
      e) fixer dans le trou de premier diamètre la partie avant (7a) de la carotte, de manière à reconstituer l'aspect extérieur de la paroi.
    2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre l'étape consistant à extraire la partie arrière (7b) de la carotte au moyen d'un outil à expansion radiale, introduit dans le trou de second diamètre.
    3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre l'étape consistant à réaliser un lamage (15) dans le fond du trou (11) de premier diamètre, au moyen d'un outil à lamer (30) comportant un galet de centrage (31) introduit dans le trou (10) de second diamètre.
    4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'extraction de la partie (7a) avant de la carotte s'effectue en insérant un coin (9) de section transversale en arc de cercle.
    5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que des cales sont insérées entre la paroi du trou (11) de premier diamètre et la partie avant (7a) de la carotte, après mise en place du tirant (16) et de l'élément de retenue (17), pour maintenir la partie avant de la carotte en place dans le trou de premier diamètre pendant la prise d'un matériau de scellement.
    6. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé par le fait qu'une poudre de même nature que celle du matériau dans lequel a été découpée la carotte est déposée dans l'embouchure de la gorge annulaire, après injection du matériau de scellement, de manière à assurer au mieux la continuité d'aspect entre la face extérieure de la carotte et le pourtour du trou de premier diamètre.
    7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la couronne (2) servant à réaliser la gorge annulaire est de préférence de diamètre extérieur supérieur ou égal à 100 mm.
    8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le diamètre du tirant est supérieur ou égal à 8 mm.
    9. Utilisation du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes pour consolider un édifice tel que par exemple un clocher d'église.
    10. Utilisation du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, pour consolider un massif rocheux.
    11. Coin (9) destiné à être utilisé lors de la mise en oeuvre du procédé tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'il comporte une partie avant conformée pour recevoir des coups de marteau et une partie arrière (9b) effilée, de section transversale en arc de cercle, délimitée radialement par deux faces coaxiales s'écartant en se rapprochant de la partie avant et s'étendant sur un secteur angulaire inférieur ou égal à un quart de cercle.
    12. Outil à expansion radiale, pour la mise en oeuvre du procédé tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'il comporte des bras (22) articulés sur un support (21), ce support étant apte à être introduit avec les bras à l'état rétracté dans le trou (10) de second diamètre, chaque bras comportant une dent (23) dont la pointe est dirigée radialement vers l'extérieur, l'outil comportant en outre un mécanisme à came pour transformer un déplacement d'un organe de commande par rapport au support en un écartement des bras, de manière à augmenter la distance séparant l'extrémité libre des dents et l'axe (X) du second trou, depuis une valeur inférieure ou égale au rayon du second trou jusqu'à une valeur supérieure audit rayon, l'outil comportant en outre, de préférence, au moins une butée (28) propre à venir en appui contre le pourtour du trou de premier diamètre, cette butée étant séparée des dents, dans le sens axial, d'une distance correspondant sensiblement à la profondeur de la gorge annulaire (1).
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