FR2915702A1

FR2915702A1 - Dispositif de projection de beton de faible densite et ensemble correspondant

Info

Publication number: FR2915702A1
Application number: FR0703265A
Authority: FR
Inventors: Laurent Goudet
Original assignee: DEV CHANVRE
Current assignee: Remi Tissot Fr
Priority date: 2007-05-04
Filing date: 2007-05-04
Publication date: 2008-11-07
Anticipated expiration: 2027-05-04
Also published as: FR2915702B1

Abstract

L'invention concerne un dispositif (900) de projection de béton de faible densité, notamment de béton de chanvre, du type comprenant des moyens de convoyage (300) d'un flux d'air sous pression (F1) coopérant avec un tuyau de transport (400) comprenant en sortie une lance de projection (420).Selon l'invention, le dispositif comprend :- des moyens de malaxage (500) à axe horizontal ;- des moyens de distribution (600) d'un mélange (M5) de liant et de granulat obtenu en sortie des moyens de malaxage (500), les moyens de distribution (600) comprenant un conduit de distribution (601) sensiblement horizontal reliant les moyens de convoyage (300) à l'entrée du tuyau de transport (400), et recevant le mélange ;- un carter (700) définissant une enceinte essentiellement fermée, et accueillant les moyens de malaxage et les moyens de distribution.

Description

Dispositif de projection de béton de faible densité et ensemble

correspondant. 1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui de la construction et plus particulièrement de la construction en béton de faible densité. Par béton de faible densité, on entend ici et dans toute la suite de la description, un mélange de liant, notamment de liant aérien, et de granulats, tels que les granulats à base de paille de chanvre, de paille de lin, de billes de polystyrène etc.

Plus précisément, l'invention concerne un dispositif de projection de béton de faible densité. L'invention s'applique notamment, mais non exclusivement, à la projection de béton de chanvre (aussi parfois appelé par la suite mortier de chanvre) pour la confection et l'isolation de maisons neuves, la rénovation de murs en colombages ou à ossature bois noyée, ou encore l'isolation par l'intérieur et par l'extérieur de maisons existantes. 2. Solutions et inconvénients de l'art antérieur On discute ci-après les inconvénients de l'art antérieur à travers le cas particulier du béton de chanvre.

Le chanvre, aussi appelé Cannabis sativa, est une plante annuelle qui appartient à la classe des dicotylédones et fait partie des végétaux dont les tiges renferment des fibres dans leur partie corticale. La tige de chanvre est constituée d'une forte proportion de bois qui, une fois récupérées par traitement mécanique (défibrage mécanique) donnent la chènevotte (partie non fibreuse).

Depuis plusieurs années, la fibre de chanvre (aussi appelée filasse) est utilisée dans l'industrie papetière et des tissus, dans le bâtiment pour la fabrication de laines isolantes ou encore dans l'industrie pour armer les polymères. La paille de chanvre quant à elle est utilisée pour le paillage et les litières animales. Actuellement, les nouvelles tendances écologiques ont incité les professionnels du bâtiment à développer des matériaux de construction écologiques, notamment à base de chènevotte de chanvre et de liants naturels comme, par exemple, la chaux ou l'argile. Par matériaux de construction écologiques, on entend ici et dans toute la suite de la description, un mélange de liant aérien (c'est-à-dire un liant dont la composition chimique ne renferme pas d'eau) et de granulats de chènevotte. On connaît déjà plusieurs techniques d'application de béton de chanvre. D'une façon générale, on cherche notamment à concilier au moins certains des objectifs suivants : - simplicité des manipulations de malaxage, l'utilisateur devant pouvoir effectuer ces opérations avec un nombre réduit d'opérations, et chacune de ces opérations devant être le plus facile possible ; - efficacité du dosage, l'apport en eau devant être le plus réduit possible lors du gâchage des matériaux ; - sécurité de l'utilisateur, notamment lors des opérations de projection ; - rapidité, simplicité et faible coût de la fabrication. Parmi les différents types de techniques connues, une première technique consiste à effectuer le malaxage au moyen d'une bétonnière, puis à appliquer 20 manuellement le béton sur le support. Cette première technique connue présente un certain nombre d'inconvénients. En effet, l'ergonomie de cette première technique connue est limitée par le fait que l'utilisateur doit tout d'abord transporter l'eau et les matériaux à proximité de la bétonnière, introduire dans l'ordre l'eau, le liant et les 25 granulats de chanvre dans la bétonnière, rester à proximité de la bétonnière pour surveiller le malaxage, puis vider la bétonnière dès que le mélange est homogène en évitant un excès de malaxage. Quel que soit le type d'utilisateur, professionnel du bâtiment ou non, une telle technique nécessite au moins une manipulation lourde et complexe, ce qui est 30 contraignant et long.

On peut également noter que cette première technique connue nécessite des grandes quantités d'eau. Pour remédier à ces problèmes, il est traditionnellement envisagé d'utiliser une lance à béton aussi appelée guniteuse . La guniteuse est une machine permettant le transport et la projection du mortier de chanvre par voie sèche. De façon plus précise et comme illustré sur la figure 1, une installation 10 pour la projection de béton de chanvre comprend une guniteuse classique 100, par exemple du type commercialisé sous la dénomination MENADIER GM90, coopérant avec un malaxeur à axe vertical classique 200, par exemple du type commercialisé sous la dénomination MERLET-BOTON BM500. La guniteuse 100 et le malaxeur 200 sont alimentés par un groupe électrogène délivrant une alimentation électrique en 380V-15A. Généralement, une telle installation 10 pèse environ 3 tonnes. Comme illustré, le malaxage est réalisé en amont de la guniteuse. En d'autres termes, la guniteuse classique 100 n'effectue pas elle-même le mélange du liant et du granulat. En effet, le malaxeur 200 comprend un dispositif ( skip ) de chargement 210, dans lequel l'utilisateur place un sac de chènevotte 220 (d'environ 20kg), deux sacs de liant 231 et 232 (chacun d'environ 22kg) et une dose de béton recyclé 240 (c'est-à-dire une dose de résidus de béton humide issus de la projection précédente). Lorsque la cuve du malaxeur 250 est à 3/4 vide, le skip 210 (tracté par un treuil) amène les matières premières (sac de chènevotte, de liant,..) au sommet de la cuve 250 avant de les déverser dans le malaxeur en fonctionnement. Le mélange des matières premières est effectué à sec. Le mélange sec se déverse ensuite en continue via une goulotte 260 dans le silo 110 de la guniteuse. La guniteuse classique 100 comprend un rotor 1120 comprenant des alvéoles verticales 122, disposées de manière régulière autour de la périphérie du rotor 120. Le rotor 120 tourne autour d'un axe d'entraînement 121 substantiellement vertical par rapport au sol.

En référence à la figure 1, chacune des alvéoles verticales 122 passe (chacune leur tour) dans une chambre de chargement 130, de façon à se remplir avec le mélange précité (le mélange sec tombant dans l'alvéole par gravité), puis passe dans une chambre de compression 140, de façon à expulser le mélange (emmagasiné dans l'alvéole) dans un tuyau de transport 150. Il est important de noter que les alvéoles verticales ne se remplissent pas de façon homogène (c'est-à-dire qu'on peut observer un remplissage variant de 70% environ à 100 % environ de leur volume). En effet, le remplissage d'une alvéole dépend de la densité du mélange, de la taille de la chènevotte utilisée et de la manière dont l'alvéole s'est vidée lors du tour précédent. Comme indiqué ci-dessus, le mélange liant-granulat (mélange sec) est chassé de l'alvéole lorsque la rotation du rotor la fait passer dans la chambre de compression 140. Pour ce faire, la chambre de compression 140 est reliée à un compresseur 170 (par exemple, un compresseur de 7m3/minute) via un tuyau d'arrivé d'air 160. Le mélange sec est ainsi évacué à travers le tuyau de transport 150. Le tuyau de transport 150 comprend un anneau de mouillage 180, monté solidaire autour du tuyau et situé à environ 3 mètres de la sortie du tuyau. L'anneau de mouillage 180 permet d'humidifier le mélange sec. Pour ce faire, l'anneau de mouillage 180 comprend des trous périphériques 181 par lesquels de l'eau s'échappe. Comme illustré, l'eau est acheminé vers l'anneau de mouillage 180 via un tuyau d'arrivé d'eau 182. Lors de la projection du béton de chanvre, l'utilisateur manipule une lance de projection 191, montée solidaire à la sortie du tuyau de transport 150. La lance de projection 191 comprend un robinet 192, permettant à l'utilisateur de régler le débit d'eau circulant dans le tuyau d'arrivé d'eau 182, et donc de régler la quantité d'eau injectée au mélange lors de son passage au travers de l'anneau de mouillage 180. Le robinet 192 coopère avec un sur presseur (non représenté) permettant . d'alimenter le tuyau 182 en eau. Cette installation (guniteuse classique avec malaxeur à axe vertical) a 30 représenté un progrès important dans le mécanisme de projection du béton de chanvre. Cependant, elle présente un certain nombre d'inconvénients. Tout d'abord, cette solution de l'art antérieur conduit à un mélange non-homogène. En effet, comme décrit précédemment en référence avec la figure 1, le mélange des granulats se fait par lots successifs. On observe donc un dosage en liant qui varie en fonction de la position du mélange dans la cuve du malaxeur 250. La projection d'un mélange non-homogène , par exemple sur un mur, peut produire des variations de résistances mécaniques au sein de ce mur. Le béton de chanvre (mélange de liant chaux aérienne et de granulats de chanvre) est un mélange de faible densité, d'environ 330kg/m3. Sa constitution pailleuse gène la fluidité de l'écoulement dans la goulotte 260 et donc le remplissage des alvéoles verticales 122 du rotor 120 de la guniteuse. Le taux de remplissage des alvéoles n'est donc pas maîtrisé. Ceci a pour conséquence une consommation d'air supérieure à celle qui serait nécessaire pour vider les alvéoles. En effet, pour éviter tout risque de bourrage, notamment au niveau du coude de liaison (à 90 ) entre la sortie de la chambre de compression 140 et l'entrée du tuyau de transport 150, l'utilisateur est amené à régler le débit d'air fourni par le compresseur 170. Ceci suppose qu'à chaque chargement une alvéole se remplisse entièrement de béton de chanvre, ce qui est rarement le cas. La consommation d'air n'est donc pas optimisée.

Par ailleurs, les inventeurs ont constaté que la guniteuse classique provoque des éclaboussures de matière importantes lors de la projection, du fait de la faible densité du béton de chanvre. L'utilisateur est donc obligé de ramasser en permanence les résidus de béton humide, pour ensuite les réinjecter dans le malaxeur, de façon à augmenter substantiellement la densité du béton de chanvre et ainsi améliorer le remplissage des alvéoles. On note également que le mouillage du mélange n'est pas optimal. En effet, comme pour le débit d'air, l'utilisateur doit effectuer un réglage du taux de mouillage qui est uniquement adapté à une quantité de mélange à humidifier donnée. Cependant, lors de l'utilisation, la quantité de mélange à humidifier varie en fonction du taux de remplissage et de vidange des alvéoles.

De plus, comme déjà indiqué, pour être hydraté le béton de chanvre passe au travers d'un rideau d'eau généré par un anneau de mouillage 180 situé à environ 3 mètres en amont de la sortie du tuyau de transport 150. Ce rideau d'eau est constitué de jets provenant de la périphérie de l'anneau, le béton de chanvre sec passe au travers de ce rideau d'eau. La faible densité des particules du béton de chanvre fait que les jets rayonnants perturbent le flux et sédimentent les granulats en ralentissant leur course. Par ailleurs, pour assurer une étanchéité à l'air des alvéoles et limiter les émissions de poussière, le rotor 120 de la guniteuse tourne entre deux disques en caoutchouc. Un autre inconvénient majeur de cette installation connue réside dans le fait que la guniteuse nécessite une puissance électrique importante pour compenser les frottements entre le rotor et les disques en caoutchouc. Les inventeurs ont en outre constaté qu'il fallait remplacer assez régulièrement les disques en caoutchouc du fait de l'usure.

Enfin, on notera aussi que l'ergonomie de cette installation connue est limitée par le fait que l'utilisateur doit tout d'abord transporter sur le lieu de projection un malaxeur et une guniteuse, monter le malaxeur par rapport à la guniteuse, puis en fin d'utilisation démonter l'ensemble. Ainsi, le temps d'installation de tout ce matériel (environ 2 heures à 2 personnes) peut être un frein sur certains chantiers de faible importance. En outre, l'investissement est dissuasif pour une entreprise qui souhaiterait se lancer dans la promotion de cette technique de construction en béton de faible densité. 3. Objectifs de l'invention L'invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur. Plus précisément, un objectif de l'invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, est de fournir une technique d'application de béton de faible densité qui soit simple et efficace à mettre en oeuvre, notamment en terme de cohésion entre le liant et les granulats (pour que le pouvoir isolant du mélange soit maintenu).

Un autre objectif de l'invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, est de fournir une telle technique, qui soit notamment bien adaptée à la projection de béton de chanvre, à base de liant aérien et de granulats de chènevotte.

Un autre objectif de l'invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, est de fournir une telle technique, qui soit ergonomique et supprime, ou tout le moins limite, les opérations de malaxage manuelle devant être effectuées par l'utilisateur. Un autre objectif de l'invention, dans au moins un de ses modes de 10 réalisation, est de fournir une telle technique, qui soit notamment bien adaptée à la diminution des effets de rebond lors de la projection. Un autre objectif de l'invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, est de fournir une telle technique, qui permette de réduire la consommation en air et en eau. 15 L'invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, a encore pour objectif de fournir une telle technique, qui permette un mélange à sec et hors poussière du liant et des granulats. L'invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, a en outre pour objectif de fournir une telle technique, qui permette d'améliorer le mouillage du 20 mélange, notamment pour réduire les temps de séchage et améliorer la plasticité du mélange. L'invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, a aussi pour objectif de fournir une telle machine qui soit peu coûteuse et tractable. 4. Exposé de l'invention 25 Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints à l'aide d'un dispositif de projection de béton de faible densité, notamment de béton de chanvre, du type comprenant des moyens de convoyage d'un flux d'air sous pression coopérant avec un tuyau de transport comprenant en sortie une lance de projection. 30 Selon l'invention, le dispositif comprend : - des moyens de malaxage (500) à axe horizontal d'une première matière (M3), appelée liant, et d'une deuxième matière (M4), appelée granulat ; - des moyens de distribution (600) d'un mélange (M5) de liant et de granulat obtenu en sortie desdits moyens de malaxage (500), lesdits moyens de distribution (600) comprenant un conduit de distribution (601) sensiblement horizontal reliant lesdits moyens de convoyage (300) à l'entrée du tuyau de transport (400), et recevant ledit mélange ; - un carter (700) définissant une enceinte essentiellement fermée, et accueillant lesdits moyens de malaxage et lesdits moyens de distribution. Ainsi, l'invention repose sur une approche tout à fait nouvelle et inventive de la projection de béton de faible densité. L'invention propose un brassage et une distribution de matières dans des plans horizontaux. Pour ce faire, on utilise des moyens de malaxage à axe horizontal qui permettent de brasser du liant et des granulats, sur une longueur déterminée et à une vitesse déterminée. On utilise également des moyens de distribution qui permettent de recevoir le mélange obtenu en sortie des moyens de malaxage et de verser ce mélange dans un conduit horizontal, placé entre des moyens de convoyage d'un flux d'air et d'un tuyau de transport, de sorte que le flux d'air pousse linéairement (c'est-à-dire dans un plan horizontal) le mélange dans le tuyau de transport. L'utilisation d'un conduit de distribution de profil essentiellement linéaire permet de réduire les risques de bouchage (c'est-à-dire l'accumulation de matières dans les canalisations), du fait qu'il n'y a plus de portion coudée entre les moyens de convoyage et le tuyau de transport. En outre, selon l'invention, les moyens de malaxage et de distribution sont tous deux logés dans un même carter. Ce carter définit une enceinte fermée et imperméable permettant d'assurer un mélange à sec des matières et de réduire les émanations de poussière. On obtient ainsi un dispositif plus propre, et notamment plus sûr, du fait que les mécanismes de malaxage et de distribution ne sont pas directement accessibles. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, lesdits moyens de malaxage comprennent une vis sans fin s'étendant dans un plan horizontal, et en ce qu'une première extrémité de ladite vis sans fin est connectée à des moyens d'entraînement. L'invention propose donc un système mettant en oeuvre une vis ayant deux fonctions, avec une première fonction de malaxage et une deuxième fonction de convoyage. Si les moyens d'entraînement, par exemple un moteur électrique, peuvent être mis en oeuvre de façon externe au dispositif, ils sont préférentiellement intégrés au dispositif. En effet, dans ce cas, on a une meilleure ergonomie de transport. Selon un aspect avantageux, ladite vis sans fin comprend une pluralité de bras, chaque bras formant un angle avec l'axe principal de ladite vis sans fin, compris entre 50 et 70 , de préférence sensiblement autour de 60 .

De façon préférentielle, le dispositif comprend des premiers moyens de stockage de liant communiquant avec lesdits moyens de malaxage. Les premiers moyens de stockage de liant peuvent être montés au-dessus des moyens de malaxage, de sorte que le liant se déverse par gravité dans ces derniers. Dans un mode de réalisation particulier les premiers moyens de stockage de liant sont amovibles. Selon un aspect avantageux, le dispositif comprend des premiers moyens de dosage de liant coopérant avec lesdits moyens de malaxage. Ainsi, les premiers moyens de dosage permettent d'alimenter de façon automatique les moyens de malaxage avec une quantité constante de liant. On obtient ainsi un béton plus homogène. Préférentiellement, lesdits premiers moyens de dosage comprennent une première vis de dosage contrôlable. Ainsi, il est possible d'agir sur la vitesse de rotation de la première vis de dosage pour obtenir différents dosages en liant pour différents usages de béton.

Par exemple, sur le lieu de projection, l'utilisateur peut utiliser le même dispositif pour faire de l'isolation de toiture (dosage en liant faible), de l'enduit isolant et du mur mono masse (dosage en liant moyen), ou encore de la dalle (dosage en liant fort). Avantageusement, le dispositif comprend des moyens d'asservissement du 5 fonctionnement de ladite première vis de dosage. De façon préférentielle, le dispositif comprend des deuxièmes moyens de dosage de granulat coopérant avec lesdits moyens de malaxage. Ainsi, les deuxièmes moyens de dosage permettent d'alimenter de façon automatique les moyens de malaxage avec une quantité constante de granulat. On 10 obtient ainsi un béton plus homogène. De façon avantageuse, lesdits deuxièmes moyens de dosage comprennent une deuxième vis de dosage. Ainsi, il est possible d'agir sur la vitesse de rotation de la deuxième vis de dosage pour obtenir différents dosages en granulat pour différents usages de 15 béton. Préférentiellement, lesdits deuxièmes moyens de dosage comprennent un tunnel de dosage coopérant avec ladite deuxième vis de dosage. Ainsi, le tunnel de dosage permet de filtrer et de guider une quantité déterminée de granulats vers les moyens de malaxage, suivant un plan horizontal. 20 Selon un aspect avantageux de l'invention, ledit tunnel comprend en entrée un déflecteur. Ainsi, le déflecteur permet de canaliser les granulats en entrée du tunnel de dosage. On obtient ainsi un dosage en granulats plus efficace. Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, le dispositif 25 comprend des deuxièmes moyens de stockage de granulat communiquant avec lesdits deuxièmes moyens de dosage. Les deuxièmes moyens de stockage de granulat peuvent être montés au-dessus des deuxièmes moyens de dosage, de sorte que les granulats se déversent par gravité dans ces derniers. Dans un mode de réalisation particulier les 30 deuxièmes moyens de stockage de granulat sont amovibles.

Préférentiellement, lesdits deuxièmes moyens de stockage forment une trémie. Avantageusement, le dispositif comprend des troisièmes moyens de stockage d'une troisième matière communiquant avec lesdits moyens de 5 malaxage. Ainsi, il est possible d'envisager de mélanger le liant, les granulats et une troisième matière, par exemple du béton recyclé (c'est-à-dire des résidus de béton provenant de la projection précédente). Les troisièmes moyens de stockage, par exemple, de béton recyclé peuvent 10 être montés au-dessus des moyens de malaxage, de sorte que le béton recyclé se déverse par gravité dans ces derniers. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, lesdits troisièmes moyens de stockage sont amovibles. Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, le dispositif 15 comprend des troisièmes moyens de dosage de ladite troisième matière coopérant avec lesdits moyens de malaxage. Ainsi, les troisièmes moyens de dosage permettent d'alimenter de façon automatique les moyens de malaxage avec, par exemple, une quantité constante de béton recyclé. 20 De façon avantageuse, lesdits troisièmes moyens de dosage comprennent une troisième vis de dosage. Ainsi, il est possible d'agir sur la vitesse de rotation de la troisième vis de dosage pour obtenir différents dosages, par exemple, en béton recyclé pour différents usages de béton. 25 Selon un aspect avantageux, l'axe central des moyens de malaxage est sensiblement perpendiculaire à l'axe central des moyens de distribution. Ainsi, on obtient un dispositif à faible encombrement. Préférentiellement, lesdits moyens de distribution comprennent une écluse de dosage s'étendant dans un plan horizontal, et coopérant avec lesdits moyens de 30 malaxage et ledit conduit de distribution.

Ainsi, l'écluse de dosage est montée entre les moyens de malaxage et le conduit de distribution. L'écluse permet de distribuer à une fréquence de distribution déterminée une quantité déterminée de mélange (obtenu en sortie des moyens de malaxage) dans le conduit de distribution.

Avantageusement, ladite écluse de dosage comprend une pluralité d'alvéoles sensiblement horizontales. De façon préférentielle, chaque alvéole prend au moins deux positions : - une position de chargement, dans laquelle elle s'ouvre sur lesdits moyens de malaxage ; - une position de déchargement, dans laquelle elle s'ouvre sur le conduit de distribution. De façon avantageuse, ledit tuyau de transport comprend un anneau de mouillage comprenant une pluralité de buses de pulvérisation, chaque buse de pulvérisation étant orientée dans le sens d'écoulement dudit mélange.

Ainsi, l'anneau de mouillage selon l'invention permet d'une part d'hydrater le liant sans mouiller les granulats, et d'autre part d'augmenter la vitesse de transport du mélange (mélange de liant et de granulats). En outre, il est important de noter que les buses de pulvérisation selon l'invention projettent chacune un jet conique plein d'eau, de façon à créer un brouillard d'eau (au travers duquel passe le mélange) dans le tuyau. Préférentiellement, chaque buse de pulvérisation est orientée suivant un angle, défini par l'axe de symétrie dudit tuyau et l'axe de pulvérisation de la buse, compris entre 15 et 35 , de préférence sensiblement autour de 20 . Selon un aspect avantageux de l'invention, chaque buse de pulvérisation présente un angle de pulvérisation, compris entre 30 et 50 , de préférence sensiblement autour de 40 . Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, ladite lance de projection comprend un embout conique comprenant sur la face intérieure une double saillie en forme d'ellipse.

Ainsi, à l'exutoire du tuyau se trouve visée une pièce d'usure en polymère légèrement conique pour concentrer le jet. Ceci a pour effet de créer un mouvement tournant au mélange de façon à concentrer encore plus le jet. Préférentiellement, le dispositif présente des dimensions hors tout permettant un transport dudit dispositif sur une plateforme mobile.

On obtient ainsi un dispositif de projection compact et transportable. L'invention concerne en outre un ensemble constitué d'une plateforme mobile et du dispositif précité. 5. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : la figure 1, déjà commentée en relation avec l'art antérieur, présente le schéma simplifié d'une installation classique pour la projection de béton 15 de chanvre ; la figure 2 présente le schéma simplifié d'un dispositif de projection selon un mode de réalisation particulier de l'invention ; et - la figure 3 est une coupe schématique verticale partielle d'une portion latérale d'un mode de réalisation particulier des moyens de distribution et 20 d'un tuyau de transport selon l'invention. 6. Description détaillée Le principe général de l'invention repose sur la projection de béton de faible densité, au moyen d'un dispositif de projection mettant en oeuvre, dans une enceinte fermée, des mécanismes de malaxage et de distribution de matières. 25 Selon l'invention, le mécanisme de malaxage comprend des moyens de malaxage à axe horizontal permettant de brasser du liant et des granulats dans un plan horizontal, et des moyens de distribution à chargement et déchargement horizontal.

Ce mécanisme de distribution permet d'utiliser un conduit de distribution horizontal, pour réduire les risques de bouchage dans le circuit de transport du béton. Par souci de simplification de la description, on se limitera, dans toute la suite de ce document, à décrire le cas particulier d'un dispositif de projection de béton de chanvre mettant en oeuvre un malaxage de liant chaux aérienne et de granulats de chanvre. On décrit désormais en relation avec la figure 2 un dispositif de projection 900 de béton de chanvre selon un mode de réalisation particulier de l'invention.

Dans ce mode de réalisation, le dispositif de projection 900 selon l'invention comprend : des moyens de malaxage à axe horizontal 500 et des moyens de distribution 600 spécifiques à l'invention ; - un tuyau de transport 400 spécifique à l'invention ; - un carter 700 spécifique à l'invention ; et des moyens de convoyage 300 d'un flux d'air sous pression F1 de type classique en soi (dont le fonctionnement a déjà été décrit ci-dessus en relation avec la figure 1. Ces moyens de convoyage sont référencés 170 et 160 sur la figure 1).

Les moyens de distribution 600 comprennent un conduit de distribution horizontal 601 (c'est-à-dire monté horizontalement par rapport au sol) dans lequel on déverse un mélange de liant et de granulats. Comme on le verra dans la suite de la description, ce conduit de distribution horizontal 601 permet une circulation rapide et fluide du mélange sec de liant et de granulats (obtenu en sortie des moyens de malaxage 500) dans le tuyau de transport 400. De façon plus détaillée, les moyens de malaxage 500 et de distribution 600 sont prévus pour être logés dans des premier et deuxième logements, respectivement, définis dans le carter 700.

Dans un mode de réalisation particulier, l'axe central Al des moyens de malaxage 500 est sensiblement perpendiculaire à l'axe central A2 des moyens de distribution 600. En d'autres termes, et comme illustré sur la figure 2, le premier logement 701 s'étend dans le sens de la longueur du dispositif 900 et le deuxième logement 702 dans le sens de la largeur dudispositif 900. On note que cet agencement particulier des moyens de malaxage 500 et des moyens de distribution 600 confère au dispositif de projection de l'invention une architecture à faible encombrement.

Dans le présent mode de réalisation, le dispositif 900 comprend des premiers moyens de stockage 704 que l'utilisateur remplit avec du liant naturel, par exemple, de la chaux. Dans un mode de réalisation particulier, ces premiers moyens de stockage 704 présentent une capacité d'environ 130 litres. Le dispositif 900 comprend en outre des deuxièmes moyens de stockage 703 que l'utilisateur remplit avec des granulats de chanvre (aussi appelés granulats de chènevotte). Dans un mode de réalisation particulier, ces deuxièmes moyens de stockage 703 présentent une capacité d'environ 400 litres. Les deuxièmes moyens de stockage 703 forment une trémie, c'est-à-dire un grand entonnoir, permettant de verser les granulats de chènevotte par gravitation dans des moyens de dosage de granulats 511 (aussi appelés par la suite deuxièmes moyens de dosage). Les moyens de dosage de granulats 511 comprennent une vis de dosage de granulats 5111 (aussi appelée par la suite deuxième vis de dosage) permettant d'acheminer une quantité M1 déterminée de granulats en entrée d'un tunnel de dosage 5112. On note que la vis de dosage de granulat 5111 est entraînée par un premier moteur 800, par exemple, de type électrique. Dans un mode de réalisation particulier, la vitesse de rotation de la vis de dosage de granulats 5111 est d'environ 60 trs/min. Le tunnel de dosage 5112 présente une section verticale inférieure à celle du 30 premier logement 701 (prévu pour recevoir les moyens de malaxage 500). Le tunnel de dosage 5112 permet donc de guider, dans le sens de la longueur du dispositif, la quantité M1 déterminée de granulats vers les moyens de malaxage 500. Dans le mode de réalisation illustré, le tunnel de dosage 5112 comprend en entrée un déflecteur 5113 sensiblement incliné, permettant d'empêcher les granulats de chènevotte de pénétrer directement dans le tunnel de dosage 5112 et de diriger les granulats vers la vis de dosage 5111. Un tel déflecteur peut être réalisé au moyen, par exemple, d'une plaque métallique. Comme illustré, les moyens de stockage 704 de liant sont montés sur le dispositif 900 au voisinage de la sortie du tunnel de dosage 5112. Les moyens de stockage 704 de liant s'étendent sensiblement verticalement au-dessus des moyens de malaxage 500, de façon à verser par gravité du liant dans ces derniers. Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif 900 comprend des moyens de dosage de liant 514 (aussi appelés par la suite premiers moyens de dosage) prévus pour être logés dans les moyens de stockage 704 de liant. Les moyens de dosage de liant 514 comprennent une vis de dosage de liant 5141 (aussi appelée par la suite première vis de dosage) permettant d'acheminer une quantité M2 déterminée de liant vers les moyens de malaxage 500. Comme illustré sur la figure 2, la vis de dosage de liant 5141 est entraînée par un deuxième moteur 5142, par exemple, de type électrique. Dans un mode de réalisation particulier, la vitesse de rotation de la vis de dosage de liant 5141 est d'environ 60 trs/min. Il est possible d'envisager d'implémenter sur le dispositif 900 une interface homme/machine, par exemple un clavier alphanumérique coopérant avec un écran LCD de contrôle, via laquelle l'utilisateur peut agir sur les paramètres des premier 800 et deuxième 5142 moteurs, et donc sur la vitesse de rotation de la vis de dosage de granulats 5111 et la vitesse de rotation de la vis de dosage de liant 5141, respectivement, en fonction de l'application (isolation, dalle, ...) ou du type de béton souhaité.

Dans une variante de réalisation, le dispositif 900 comprend des moyens d'asservissement (non représentés) du fonctionnement de la vis de dosage de liant 5141. Ces moyens d'asservissement permettent, notamment au moyen d'une boucle de régulation, de maintenir une vitesse de rotation de la vis 5141 constante.

La quantité M1 de granulats et la quantité M2 de liant sont ensuite mélangées par les moyens de malaxage 500. Dans le présent mode de réalisation, les moyens de malaxage 500 comprennent une vis sans fin 510 s'étendant sensiblement horizontalement le long du premier logement 701.

Dans un mode de réalisation particulier, l'axe de la vis sans fin 510 et l'axe de la vis de dosage de granulats 5111 sont colinéaires et sont tous deux raccordés à l'axe principal Al (arbre moteur) du premier moteur 800. Ainsi, la vis sans fin 510 tourne à la même vitesse que la vis de dosage de granulats 5111. On obtient donc un écoulement régulier de matières à la sortie de la vis sans fin 510.

Dans une variante de réalisation, la vis sans fin 510 est entraînée par un moteur distinct de celui de la vis de dosage de granulats 5111. On obtient ainsi des vitesses de rotation de vis sans fin 510 et de vis de dosage 5111 différentes. Dans le mode de réalisation illustré, la vis sans fin 510 comprend une pluralité de bras sensiblement inclinés. Les bras peuvent être formés par des socs 5121, des palettes 5122, des ailerons métalliques,... ou une combinaison de ces éléments. Dans un mode de réalisation particulier, chaque bras forme un angle d'environ 60 avec l'axe Al de la vis sans fin 510. Ainsi, la vis sans fin 510 de l'invention permet par un brassage régulier de mélanger la quantité M1 de granulats et la quantité M2 de liant, tout en convoyant dans un plan horizontal le mélange M3 de liant et de granulats vers les moyens de distribution 600. Il est important de noter que le mélange du liant et des granulats est effectué à sec. Le confinement des moyens de malaxage 500 dans une enceinte imperméable (carter 700) favorise le mélange à sec des matières.

On note également que dans une variante de réalisation, le dispositif 900 comprend en outre des troisièmes moyens de stockage (non représentés) que l'utilisateur remplit avec, par exemple, du béton recyclé (c'est-à-dire du béton provenant de la projection précédente). Ces troisièmes moyens de stockage peuvent être montés sur le dispositif 900, par exemple, au voisinage des moyens de stockage 704 de liant. De la même façon que pour les premiers 704 et deuxièmes 703 moyens de stockage, les troisièmes moyens de stockage peuvent être équipés d'une vis de dosage, permettant d'acheminer une quantité déterminée, par exemple, de béton recyclé vers la vis sans fin 510. Dans une autre variante de réalisation, il est possible d'envisager un système de fixation permettant aux troisièmes moyens de stockage de s'engager par clipsage sur le dispositif 900. On obtient ainsi des troisièmes moyens de stockage amovibles.

Comme déjà indiqué, les moyens de distribution 600 sont montés en sortie de la vis sans fin 510, de façon à se charger par gravité avec le mélange sec M3 de liant et de granulats. Comme illustré sur la figure 3, les moyens de distribution 600 comprennent une écluse de dosage 610 s'étendant sensiblement horizontalement le long du deuxième logement 702. L'axe principal de l'écluse de dosage 610 est raccordé à l'axe principal A2 (arbre moteur) d'un troisième moteur 620, par exemple, de type électrique. Dans un mode de réalisation particulier, la vitesse de rotation de l'écluse de dosage 610 est d'environ 40 trs/min. Comme indiqué ci-dessus, les moyens de distribution 600 comprennent un conduit de distribution horizontal 601. Ce conduit de distribution 601 ne présente aucune partie coudée. Le conduit de distribution 601 relie les moyens de convoyage 300 à l'entrée du tuyau de transport 400. Ainsi, la vidange du conduit de distribution 601 dans le tuyau de transport 400 s'effectue sans frein au moyen du flux d'air F1.

En référence à la figure 2, l'écluse de dosage 610 comprend une pluralité d'alvéoles 6101, en forme générale de U , réparties autour de l'axe principal A2 de l'écluse. Le troisième moteur 620 guide chaque alvéole, depuis une position de chargement Pl vers une position de déchargement P2, et inversement.

Ainsi, comme illustré par la figure 2, dans la position de chargement Pl, l'alvéole 6101 s'ouvre sur la sortie de la vis sans fin 510, et dans la position de déchargement P2, l'alvéole 6101 s'ouvre sur le conduit de distribution 600. En d'autres termes, dans la position de chargement P1, l'alvéole se charge (par gravité) sur toute sa longueur avec le mélange sec M3 de liant et de granulats, et dans la position de déchargement P2, l'alvéole décharge (par gravité) son contenu dans le conduit de distribution 600. Le mélange sec M3 est ensuite soufflé dans le tuyau de transport 400 par le flux d'air F1. Il est important de noter que, du fait de l'absence de coude à 90 degrés entre les moyens de convoyage 300 et l'entrée du tuyau de transport 400, on peut réduire la puissance du flux d'air F1, et donc la vitesse de projection du béton, de façon à réduire les effets de rebonds qui sont à l'origine des résidus de béton à recycler. Le mélange sec M3 est transporté dans le tuyau 400 jusqu'à un anneau de mouillage 410. Dans le présent mode de réalisation, l'anneau de mouillage 410 est situé à environ 3 mètres de la sortie du tuyau. En référence à la figure 3, l'anneau de mouillage 410 comprend une pluralité de buses 4101 de pulvérisation pénétrant légèrement dans le tuyau 400. Dans un mode de réalisation particulier, l'anneau de mouillage 410 comprend 4 buses de pulvérisation disposées autour du tuyau 400, selon une géométrie régulière (par exemple à 0 , 90 , 180 et 270 ). Chaque buse 4101 de pulvérisation est orientée dans le sens d'écoulement du mélange.

Dans un mode de réalisation particulier, chaque buse 4101 est orientée suivant un angle 0 d'environ 20 , cet angle 0 est défini par l'axe de symétrie A3 du tuyau 400 et l'axe de pulvérisation A4 de la buse. Les buses de pulvérisation projettent chacune un jet conique plein d'eau, de façon à créer dans le tuyau 400 un brouillard d'eau au travers duquel passe le mélange sec M3. Il est important de noter qu'en sortie du brouillard à saturation d'eau sous pression, les granulats les plus fins (0,001 à 0,09mm) viennent se fixer instantanément sur la paille bloquant ainsi la pénétration d'eau dans la paille. La vitesse de transfert du mélange est d'environ 8m/s. Une demi-seconde après son passage au travers de l'anneau de mouillage le mélange est collé au mur. On améliore ainsi la plasticité du mélange. On note également qu'en sortir du brouillard d'eau, la vitesse de transport du béton M4 est augmentée. En effet, les buses de pulvérisation ajoutent une pression supplémentaire dans le tuyau. Le béton M4 est ensuite transmis vers une lance de projection 420 montée en sortie du tuyau 400. Cette lance de projection comprend un embout conique qui est travaillé face intérieure en forme d'élipse. Ainsi, on réduit les effets de dispersion du jet de béton.

Lors de la projection du béton de chanvre, l'utilisateur manipule la lance de projection 420. Le dispositif 900 selon l'invention présente des dimensions hors tout permettant un transport aisé sur une plateforme mobile 910. Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif 900 (attelage compris) présente une longueur d'environ 3 mètres, une largeur d'environ 1,5 mètres et une hauteur d'environ 1,5 mètres. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation mentionné ci-dessus.

En particulier, l'homme du métier pourra, en fonction de la plasticité du béton souhaitée, utiliser un anneau de mouillage comprenant un nombre supérieur ou inférieur de buses de pulvérisation (au moins deux buses). De même, l'entraînement des vis de dosage, de la vis sans fin ou encore de l'écluse de dosage peut être réalisé de toute autre manière, à partir notamment de moteurs essence ou hydraulique. Dans un mode de réalisation particulier, les vis de dosages sont asservies les unes par rapport aux autres de façon à faire varier les mélanges. Seule la vitesse de la vis de dosage des troisièmes moyens de stockage (pour le béton recyclé) est laissée à l'estimation de l'utilisateur. La vis sans fin et l'écluse de transfert sont elles asservies au débit souhaité. Le dispositif peut être réglé pour un débit compris entre 3 et 5 m3/h. Dans un autre mode de réalisation particulier, il est possible d'envisager d'équiper l'écluse de dosage avec des alvéoles dimensionnées de telle sorte que chacune d'elles coopère avec le stator de l'écluse, de façon à couper (effet de cisaillement) la paille de chanvre. D'une façon générale, dans d'autres exemples de réalisation, les valeurs des vitesses de rotation des vis, des capacités des moyens de stockage ou des dimensions hors tout peuvent être différentes de celles données dans le cas du mode de réalisation particulier exposé ci-dessus. De même, dans d'autres exemples de réalisation, les moyens de production d'air peuvent être différents de ceux donnés dans le cas du mode de réalisation particulier exposé ci-dessus. Bien que l'invention ait été décrite ci-dessus en relation avec un nombre limité de mode de réalisation, l'homme du métier, à la lecture de la présente description, comprendra que d'autres modes de réalisation peuvent être imaginés sans sortir du cadre de la présente invention. En conséquence, la portée de l'invention n'est limitée que par les revendications ci-jointes.30

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif (900) de projection de béton de faible densité, notamment de béton de chanvre, du type comprenant des moyens de convoyage (300) d'un flux d'air sous pression (F1) coopérant avec un tuyau de transport (400) comprenant en sortie une lance de projection (420), caractérisé en ce que ledit dispositif comprend : - des moyens de malaxage (500) à axe horizontal d'une première matière (M3), appelée liant, et d'une deuxième matière (M4), appelée granulat ; - des moyens de distribution (600) d'un mélange (M5) de liant et de granulat obtenu en sortie desdits moyens de malaxage (500), lesdits moyens de distribution (600) comprenant un conduit de distribution (601) sensiblement horizontal reliant lesdits moyens de convoyage (300) à l'entrée du tuyau de transport (400), et recevant ledit mélange ; - un carter (700) définissant une enceinte essentiellement fermée, et accueillant lesdits moyens de malaxage et lesdits moyens de distribution.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de malaxage (500) comprennent une vis sans fin (510) s'étendant dans un plan horizontal, et en ce qu'une première extrémité (El) de ladite vis sans fin est connectée à des moyens d'entraînement (800).

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite vis sans fin (510) comprend une pluralité de bras (5121, 5122), chaque bras (5121, 5122) formant un angle ((D) avec l'axe principal de ladite vis sans fin (510), compris entre 50 et 70 , de préférence sensiblement autour de 60 .

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend des premiers moyens de stockage de liant communiquant avec lesdits moyens de malaxage (500).

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend des premiers moyens de dosage de liant coopérant avec lesdits moyens de malaxage.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens de dosage comprennent une première vis de dosage contrôlable.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'asservissement (5142) du fonctionnement de ladite première vis de dosage.

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend des deuxièmes moyens de dosage (511) de granulat coopérant avec lesdits moyens de malaxage.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits deuxièmes moyens de dosage (511) comprennent une deuxième vis de dosage (5111).

10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits deuxièmes moyens de dosage (511) comprennent un tunnel de dosage (5112) coopérant avec ladite deuxième vis de dosage (5111).

11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit tunnel comprend en entrée un déflecteur.

12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend des deuxièmes moyens de stockage de granulat communiquant avec lesdits deuxièmes moyens de dosage (511).

13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que lesdits deuxièmes moyens de stockage forment une trémie.

14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend des troisièmes moyens de stockage d'une troisième matière communiquant avec lesdits moyens de malaxage (500).

15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que lesdits troisièmes moyens de stockage sont amovibles.

16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 14 et 15, caractérisé en ce qu'il comprend des troisièmes moyens de dosage de ladite troisième matière coopérant avec lesdits moyens de malaxage.

17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que lesdits troisièmes moyens de dosage comprennent une troisième vis de dosage.

18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que l'axe central des moyens de malaxage est sensiblement perpendiculaire à l'axe central des moyens de distribution.

19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que lesdits moyens de distribution (600) comprennent une écluse de dosage (610) s'étendant dans un plan horizontal, et coopérant avec lesdits moyens de malaxage et ledit conduit de distribution (601).

20. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que ladite écluse de dosage (610) comprend une pluralité d'alvéoles (6101) sensiblement horizontales.

21. Dispositif selon la revendication 20, caractérisé en ce que chaque alvéole prend au moins deux positions : - une position de chargement (P1), dans laquelle elle s'ouvre sur lesdits moyens de malaxage (500) ; - une position de déchargement (P2), dans laquelle elle s'ouvre sur le conduit de distribution (600).

22. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 21, caractérisé en ce que ledit tuyau de transport (400) comprend un anneau de mouillage (410) comprenant une pluralité de buses (4101) de pulvérisation, chaque buse (4101) de pulvérisation étant orientée dans le sens d'écoulement dudit mélange.

23. Dispositif selon la revendication 22, caractérisé en ce que chaque buse (4101) de pulvérisation est orientée suivant un angle (0), défini par l'axe de symétrie dudit tuyau (A3) et l'axe de pulvérisation (A4) de la buse, compris entre 15 et 35 , de préférence sensiblement autour de 20 .

24. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 22 et 23, caractérisé en ce que chaque buse (4101) de pulvérisation présente un angle de pulvérisation, compris entre 30 et 50 , de préférence sensiblement autour de 40 .

25. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 24, caractérisé en ce que ladite lance de projection (420) comprend un embout conique comprenant sur la face intérieure une double saillie en forme d'ellipse.

26. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 25, caractérisé en ce qu'il présente des dimensions hors tout permettant un transport dudit dispositif sur une plateforme mobile.

27. Ensemble constitué d'une plateforme mobile et d'un dispositif de projection de béton de faible densité selon l'une quelconque des revendications 1 à 26.